[發明專利]使用由至少一個燃氣輪機產生的含氧氣體生產合成氣的方法

無效

• 申請號: 200680034447.4
• 申請日: 2006-09-15
• 公開（公告）號: CN101309857A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: D·戈;P·阿瓦特;B·格羅弗
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/38
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種生產合成氣和電力的工藝，其中使得能夠進行合成氣 生成反應的燃燒所需的氧化劑包括由至少一個燃氣輪機產生的含氧氣體。

背景技術

本發明應用于人類活動的各種領域，如重化學藥品、石油化學工業、 精煉工業、能源工業，它們都與環境保護有關。所有這些工業都能將重質 碳氫化合物轉化成能用于生產合成氣的化學物質。合成氣是通過甲烷蒸汽 重整(SMR)、碳氫化合物的部分氧化(POX)、自熱重整(ATR)、對 流重整、二次重整、或熱交換重整得到的至少包含CO、H₂、CH₄、CO₂、 N₂、Ar和H₂O的氣體混合物。為了提供合成氣生成反應所必需的熱，所 有這些方法都進行燃燒反應。

本發明涉及其中存在至少一個燃氣輪機的合成氣生產場地。根據本發 明，“燃氣輪機”(GT)是指包括至少一個空氣壓縮機、至少一個燃燒室 和膨脹式渦輪機的裝置。該場地可以具有多個燃氣輪機。在燃氣輪機中， 所產生的壓縮空氣與至少一種燃料一起被引入燃氣輪機的燃燒室中并且所 產生的煙道氣經過快速渦輪機以使用發電機生成電力。一般地，這些氣體 然后經過廢熱鍋爐以產生蒸汽。燃氣輪機的燃料通常是天然氣，但是可以 包括由合成氣生產單元產生的氫或合成氣，或包括液態碳氫燃料。

發明內容

本發明的目的是提出一種通過將合成氣生產工藝和廢熱發電單元組合 起來而提高能量效率的合成氣生產工藝。

為此，本發明涉及一種為用于從燃氣輪機產生的廢氣生產合成氣的單 元的燃燒裝置提供氧化劑的方法，在該方法中根據合成氣生產單元的爐中 的氧濃度和/或壓力的值來控制引入燃燒裝置的廢氣流量。

本發明還涉及一種用于實現上述方法的裝置。

附圖說明

通過閱讀下面的說明，本發明的其它特征和優點將顯露出來。本發明 的示例性實施例作為非限制性示例給出并由附圖示出，在附圖中：

-圖1至3是根據本發明的合成氣生產工藝的至少三個可選方案的示 意圖，所述工藝也產生電力和預熱空氣；

-圖4至8是用于將燃氣輪機廢氣和次/輔助含氧氣體分配到合成氣反 應器和與合成氣生產單元相關聯的熱回收單元的裝置的框圖。

具體實施方式

因此，本發明涉及一種用于在包括至少一個燃氣輪機的工業場地生產 合成氣的工藝，其中在用于生產合成氣的燃燒反應中使用由燃氣輪機產生 的含氧氣體：根據本發明，使得合成氣生成反應能夠進行的燃燒所必需的 氧化劑包括由至少一個燃氣輪機產生的含氧氣體。使得能夠進行粗合成氣 的生產的設備可以是蒸汽重整反應器(SMR)，后面跟隨著二次重整反應 器、或使用碳氫化合物來生產粗合成氣的部分氧化(POX)反應器。粗合 成氣包括氫、一氧化碳、二氧化碳和其它化合物。該設備也可以包括用于 執行ATR工藝或對流重整工藝的反應器。這些合成氣生產反應發生在高 溫下，要求在反應器中燃燒以用于執行和維持合成反應。這種燃燒需要存 在氧化劑，根據本發明，該氧化劑至少部分地由燃氣輪機產生。使用被供 給來自燃氣輪機的廢氣和氧化劑的燃燒器來進行這種燃燒。氧化劑通常是 天然氣，但也可以是包含碳氫化合物的液體或固體。

這樣，所述氧化劑是完全或部分地由來自燃氣輪機的廢氣組成的含氧 氣體。實際上，燃氣輪機產生在濕氣時一般包括按體積計13％至16％的氧 的廢氣。根據本發明，廢氣被回收并引入用于進行合成氣生產反應所必需 的燃燒的SMR、ATR、POX或對流重整器的燃燒器中。這些廢氣一般具 有介于450℃和650℃之間的溫度。

實現本發明的方法的一個直接結果是，在使合成氣生成反應能夠進行 的燃燒過程中所產生的熱可以用來生產蒸汽或預熱空氣。實際上，在某些 情況下，由于使用來自燃氣輪機的含氧氣體，所述合成氣生產工藝與在合 成氣生產中只使用空氣來燃燒的方法相比產生過剩的熱。通過使換熱器中 的流體與所生產的合成氣和/或由合成氣反應器中的燃燒所產生的煙道氣 和/或由燃氣輪機中的燃燒所產生的煙道氣相接觸，這種過剩的熱可用于加 熱任何類型的流體，特別是水或水蒸汽或空氣。