[发明专利]用于包括甲烷化处理的发电系统和方法

权利要求书

1.一种使用部分氧化POX系统和发电系统PPS的组合发电的方法，所述方法包括：

在足以部分氧化燃料的条件下，组合POX反应器中的固体或液体燃料、氧气、和催化剂并形成包括甲烷的POX流；

冷却所述POX流到500℃或更低的温度；

从所述POX流分离固体、熔融金属和酸性气体中的一种或多种；

将所述POX流传递到POX换热器并且通过逆着冷却流将所述POX流冷却到100℃或更低的温度而从所述POX流排出一定量的热，并形成包含甲烷的POX燃料气体流；

使所述POX燃料气体流穿过分离器容器，并且分离存在于所述POX燃料气体流中的任何水的至少一部分；

将所述POX燃料气体流压缩到12MPa或更高的压力；

在PPS燃烧器中燃烧所述POX燃料气体以形成处于至少10MPa的压力和至少800℃的温度的燃烧产物流；和

使所述燃烧产物流横穿PPS汽轮机膨胀以便发电并形成膨胀的PPS燃烧产物流；

其中，被压缩到12MPa或更高压力的POX燃料气体流具有以体积计占所述POX燃料气体流的总体积20％或更高的甲烷含量，

其中，在将所述POX燃料气体流压缩到12MPa或更高压力的步骤之前，所述POX燃料气体流的至少一部分穿过被配置成将CO和H₂转变成CH₄和H₂O的甲烷化单元。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述POX反应器中使用的催化剂选自由碱金属、碱土金属、过渡金属、它们的化合物、它们的复合物、以及它们的组合物组成的群组。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述POX反应器在1000℃或更低的温度下工作。

4.如权利要求1或2所述的方法，还包括将蒸汽添加到所述POX反应器。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中，冷却来自所述POX反应器的所述POX流包括使所述POX流逆着冷却流穿过对流冷却器。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述冷却流包括下述中的一种或多种：

从所述PPS排出并返回到所述PPS的高压循环流体流；

高压水流；

氮气流；

POX反应器液体燃料供给流；

高压O₂和CO₂流；和

清洁且冷却的POX燃料气体流。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中，从所述POX流分离的固体包括灰分颗粒、未反应的炭、和催化剂中的一种或多种。

8.如权利要求1或2所述的方法，其中，从所述POX流分离固体、熔融金属、和酸性气体中的一种或多种包括使所述POX流穿过颗粒过滤器和水洗器。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中，在将所述POX流传递到所述POX换热器的步骤之前，所述方法包括使所述POX流的至少一部分穿过催化水气体变换反应器，所述催化水气体变换反应器配置成将所述POX流中的CO和H₂O转变成CO₂和H₂。

10.如权利要求9所述的方法，其中，离开所述催化水气体变换反应器的所述POX燃料气体具有5：1到1：1的H₂与CO比率。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中，在将所述POX流传递到所述POX换热器的步骤之前，所述方法包括使所述POX流的至少一部分穿过被配置成将COS转换成H₂S的羰基硫化物COS水解反应器。