[發明專利]去除氣體中水分及硅氧烷的系統及方法

無效

• 申請號: 200710147495.0
• 申請日: 2007-09-17
• 公開（公告）號: CN101185827A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 安德魯·J·奧爾森;肖恩·D·沙利文
• 申請（專利權）人: 英格索爾－蘭德能源系統公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;F25J3/08;B01D5/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明涉及一種從氣體中去除水分及硅氧烷的系統及方法。

發明內容

本發明實施例提供一種從氣體中去除水及硅氧烷的方法，該方法包括：(a)膨脹氣體以冷卻氣體并凍結氣體內至少部分水分；及(b)從膨脹及冷卻后的氣體中去除硅氧烷和凍結的水。該方法還可包括在膨脹氣體之前壓縮氣體。該膨脹氣體的步驟可包括使用渦輪來膨脹氣體。該方法還可包括使用能量輸入機構來驅動壓縮機與渦輪其中之一或二者。氣體內的冰及硅氧烷可使用旋風分離器去除。

本發明另一實施方式提供一種去除氣體中硅氧烷及水分的系統，該系統包括膨脹并冷卻壓縮氣體的裝置及構造成用以去除膨脹并冷卻的氣體內冰及硅氧烷的分離器。

通過閱讀以下的詳細說明以及附圖，本發明的其它方面將會變得更加明顯。

附圖說明

圖1是本發明燃料調節器第一實施例的示意圖。

圖2是本發明燃料調節器第二實施例的示意圖。

圖3是一種可選擇使用的燃料增壓器的示意圖。

圖4是一種用于本發明的微型渦輪發電系統的示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明可采用其它實施方式并以不同的方式進行實施。此外，下文中所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。下文中所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、等同物及其它附加事項。除特別聲明外，“安裝”、“連接”、“支撐”、“配合”等類似措辭應作廣義解釋，包含直接及間接的安裝、連接、支撐、配合。此外，“連接”及“配合”不限于物理的或機械的連接或配合。另外，盡管圖示的實施方式中包含具體的氣壓值及溫度值，但是這些具體數值僅針對此具體實施方式，故，除在權利要求中所列出的數值范圍外，這些具體數值不應限制本發明的范圍。

圖1所示的燃料調節系統10自燃料源15處接收氣體，去除氣體中的水分及雜質，然后將氣體傳送至燃料消耗裝置20。該燃料調節系統10包括凈氣器25、壓縮機30、能量輸入機構35、渦輪40、后冷器50、氣流裝置55、節熱器60、氣水分離器65及氣固分離器70。該渦輪40通過轉軸45與壓縮機30耦合以使渦輪40隨壓縮機30旋轉。

上述燃料源15可例如為廢水處理設施、垃圾掩埋場或其它可釋放氣體的場所。氣體內的雜質可例如為硅氧烷或其它若不去除可導致燃燒腔或其關聯的移動部件污染或者損壞的致污物。該燃料消耗裝置20可例如為燃燒器，該燃燒器燃燒該氣體從而降低釋放到環境中的未燃燒氫氣的數量?？蛇x擇地，該燃料消耗裝置20也可為使用氣體燃料的發動機。此類發動機示例包括往復發動機、微型渦輪發動機及大型氣體渦輪發動機。此類發動機的用途示例包括發電，驅動冷卻器、制冷器、壓縮機，熱電聯產以制備熱水，或以升降等方式移動物體。

典型的廢水處理設施或垃圾掩埋場中所釋放的氣體的氣壓為0磅/平方英寸(psig)，溫度為100華氏度()。這個氣壓及溫度是在處理設備的氣體消化池中發生某些化學反應的條件。某些情況下，釋放氣體的氣壓和溫度隨著所發生反應的類型而變化。該氣體輸送至凈氣器25以去除氣體中夾雜的小水滴。氣體自凈氣器25處理后達到100％飽和(即達到露點)。飽和氣體流入壓縮機30內，此時氣壓升至15磅/平方英寸，溫度升至179華氏度。這樣，壓縮機30在氣體進入渦輪40之前加壓氣體。在其它實施方式中，氣體也可采用其它方式進行加壓，如鼓風機等。

由于壓縮機-渦輪組合固有的低效率特性，故該燃料調節系統10的運行需要提供額外的能量。這種額外的能量是由能源輸入機構35來提供。該能源輸入機構35也可用于起動氣體的處理。圖中所示的能源輸入機構35包括佩爾頓(Pelton)輪75、電動機80、油壓機85及變頻驅動控制系統90。該佩爾頓輪75安裝成可隨壓縮機30一同旋轉(例如，在轉軸45上)。該變頻驅動控制系統90感測燃料調節系統10的某一參數，并調節電動機80的速度使得該參數維持在期望范圍內。上述感測參數可例如為渦輪40出口或入口處氣體的壓力、溫度、容積流、可指征(可計算或推斷得出)氣體溫度的其它參數。電動機80驅動油壓機85，以使油壓機85產生油流沖擊佩爾頓輪75，從而使佩爾頓輪75及壓縮機30旋轉。在所示的實施方式中，控制系統90控制電動機80從而使渦輪出口處氣體的溫度約為-20華氏度。