[发明专利]用于电力生产和集成的氢气生产的系统和方法

权利要求书

1.一种用于组合的电力生产和氢气生产的系统，所述系统包括：

电力生产单元，其中加压的二氧化碳膨胀以用于电力生产，其中所述电力生产单元包括：

燃烧室，其被配置成接收烃燃料和氧气并且输出包含至少所述加压的二氧化碳的加热流；

涡轮机，其被配置成接收和膨胀来自所述燃烧室的包含所述加压的二氧化碳的所述加热流以生产所述电力并且形成包含膨胀的二氧化碳的加热流；

回热式热交换器，其被配置成接收包含所述膨胀的二氧化碳的所述加热流并且形成包含二氧化碳的冷却流；

分离器，其被配置成接收来自所述回热式热交换器的包含所述二氧化碳的所述冷却流并且提供二氧化碳流；以及

压缩机，其被配置成接收来自所述分离器的所述二氧化碳流并且压缩所述二氧化碳；

氢气生产单元，其中烃燃料被部分氧化以产生合成气，从所述合成气中分离氢气，所述氢气生产单元包括：

部分氧化燃烧室，其被配置成接收氧气和所述烃燃料的一部分并且输出所述合成气；

重整器，其与所述部分氧化燃烧室处于流体连通并且被配置成接收来自所述部分氧化燃烧室的所述合成气并且接收所述烃燃料的一部分；

变换反应器，其与所述重整器处于流体连通；

变换流热交换器，其与所述变换反应器处于流体连通；

分离器，其与所述变换流热交换器处于流体连通；以及

变压吸附单元，其与所述分离器处于流体连通；

其中所述变压吸附单元被配置成输出基本上纯的氢气流；以及一个或多个流动部件，其被配置用于使一个或多个流在所述电力生产单元与所述氢气生产单元之间通过；

其中用于所述电力生产单元的烃燃料、输入到所述部分氧化燃烧室的烃燃料和输入到所述重整器的烃燃料可以是相同的烃燃料或不同的烃燃料；并且

其中输入到所述部分氧化燃烧室和所述重整器的烃燃料通过燃料管线提供，所述燃料管线至少由通过补充热交换器被加热，所述补充热交换器被配置为接收和冷却包含从所述电力生产单元的涡轮机离开的所述膨胀的二氧化碳的所述加热流。

2.如权利要求1所述的系统，其中也由通过所述变换流热交换器加热所述烃燃料管线。

3.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括水管线，所述水管线被配置用于将水通到所述重整器。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述水管线通过所述变换流热交换器。

5.如权利要求3所述的系统，其中所述水管线通过补充热交换器，所述补充热交换器被配置成接收和冷却离开所述电力生产单元的涡轮机的包含所述膨胀的二氧化碳的所述加热流。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述变压吸附单元被配置成输出与所述基本上纯的氢气流分离的废物流，其中所述废物流包含一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、氩气以及氮气中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述被配置用于使一个或多个流在所述电力生产单元与所述氢气生产单元之间通过的一个或多个流动部件包括用于将所述废物流的至少一部分从所述变压吸附单元通到所述电力生产单元的燃烧室中的管线。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述电力生产单元还包括附加热交换器，所述附加热交换器被配置成将基本上纯的二氧化碳流相对于来自所述电力生产单元的一个或多个压缩流加热。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述附加热交换器进一步被配置成将所述基本上纯的二氧化碳流相对于来自所述氢气生产单元的流加热。