Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и патенты)"
Бюллетень 09´2013

  

(11) 

018644 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

200870121

(22) 

2006.12.27

(51) 

F23C 5/00 (2006.01)
F23M 3/02
(2006.01)

(31) 

11/306,437

(32) 

2005.12.28

(33) 

US

(43) 

2009.04.28

(86) 

PCT/US2006/062624

(87) 

WO 2007/079381 2007.07.12

(71) 

(73) ДЖУПИТЕР ОКСИДЖЕН КОРПОРЭЙШН (US)

(72) 

Патрик Брайан Р., Окс Том Л., Саммерз Кэти А., Оришин Данило Б., Тернер Пол (US)

(74) 

Медведев В.Н. (RU)

(54) 

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И СЖИГАНИЯ С ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА И КИСЛОРОДА

(57) 1. Интегрированная система удаления загрязнений и сжигания с подачей топлива и кислорода, содержащая

устройство сжигания, включающее печь, имеющую по меньшей мере одну горелку и выполненную с возможностью, по существу, предотвращения подвода воздуха, источник кислорода для подачи кислорода с заданной чистотой более чем 21%;

источник топлива на основе углерода для подачи топлива на основе углерода, средство подачи кислорода и топлива на основе углерода в печь в управляемой пропорции друг к другу, средство управления сгоранием топлива на основе углерода, предназначенное для получения температуры пламени, превышающей 1650°C, и потока топочного газа, содержащего CO2 и полученные в результате сгорания газообразные соединения и, по существу, не содержащего соединения азота, привнесенные не топливом; и

систему удаления загрязнений, включающую в себя по меньшей мере один теплообменник с непосредственным контактом, предназначенный для ввода топочного газа в непосредственный контакт с охлаждающей жидкостью для получения насыщенного загрязнениями потока жидкости и очищенного потока топочного газа, и множество последовательно соединенных компрессоров для приема и последовательного сжатия очищенного потока топочного газа для отделения CO2 от других продуктов сгорания.

2. Интегрированная система сжигания по п.1, в которой теплообменник предназначен для использования воды в качестве охлаждающей жидкости.

3. Интегрированная система сжигания по п.1, включающая в себя по меньшей мере два компрессора.

4. Интегрированная система сжигания по п.1, дополнительно включающая в себя по меньшей мере один компрессор для приема очищенного потока топочного газа для его разделения на неконденсируемые газы и конденсируемые газы.

5. Интегрированная система сжигания по п.4, дополнительно включающая в себя конденсатор, позволяющий конденсировать конденсируемые газы, по существу, в жидкое состояние.

6. Интегрированная система сжигания по п.5, в которой конденсатор выполнен с возможностью конденсации газов, по существу, в жидкое состояние, чтобы обеспечить возможность извлечения конденсированных газов и их изоляции в баллоны.

7. Интегрированная система сжигания по п.6, в которой газы, конденсированные конденсатором, по существу, в жидкое состояние, в значительной степени представляют собой CO2.

8. Интегрированная система сжигания по п.1, которая предназначена для твердого топлива на основе углерода и дополнительно включает в себя средство рециркуляции очищенного потока топочного газа для переноса твердого топлива на основе углерода в печь.

9. Интегрированная система сжигания по п.1, которая включает в себя множество теплообменников и компрессоров, в которой по меньшей мере два теплообменника представляют собой теплообменники с непосредственным контактом для непосредственного контакта охлаждающей воды с потоком топочного газа и в которой по меньшей мере один компрессор расположен между теплообменниками для сжатия очищенного потока топочного газа между теплообменниками.

10. Система сжигания топлива с кислородом, содержащая

устройство сжигания, включающее печь с контролируемой средой и, по существу, с отсутствием просачивания из внешней среды, выполненную с возможностью, по существу, предотвращения подвода воздуха, источник окислителя для подачи кислорода, имеющего заданную чистоту, и источник топлива на основе углерода для подачи топлива на основе углерода, и включающую в себя средство подачи кислорода и топлива на основе углерода в печь в стехиометрической пропорции друг к другу, с ограничением излишка кислорода или топлива на основе углерода менее чем 5% от стехиометрической пропорции, и средство управления сжиганием топлива на основе углерода для получения потока топочного газа из печи, имеющего, по существу, нулевое содержание соединений азота, привнесенных не топливом; и

систему удаления загрязнений, включающую в себя по меньшей мере один теплообменник с непосредственным контактом для ввода потока топочного газа в непосредственный контакт с охлаждающей водой, для получения насыщенного загрязнениями потока жидкости и очищенного потока топочного газа, и множество последовательно соединенных компрессоров для получения и последовательного сжатия очищенного потока топочного газа и конденсатор для отделения CO2 от других продуктов сгорания.

11. Система сжигания по п.10, включающая в себя по меньшей мере два теплообменника и по меньшей мере два компрессора.

12. Система сжигания по п.10, в которой упомянутые компрессоры предназначены для разделения очищенного потока топочного газа на неконденсируемые газы и конденсируемые газы.

13. Система сжигания по п.12, дополнительно включающая в себя конденсатор для конденсации конденсируемых газов, по существу, в жидкое состояние, чтобы обеспечить возможность извлечения конденсированных газов и их изоляции в баллоны.

14. Система сжигания по п.13, которая выполнена таким образом, что газы, конденсированные конденсатором, по существу, в жидкое состояние, в значительной степени представляют собой СО2.

15. Система сжигания по п.10, которая предназначена для твердого топлива на основе углерода, и при этом система дополнительно содержит средство для рециркуляции очищенного потока топочного газа, причем упомянутое средство для рециркуляции выполнено с возможностью переноса твердого топлива на основе углерода в печь.

16. Система сжигания по п.10, включающая в себя множество теплообменников и компрессоров, в которой по меньшей мере два теплообменника представляют собой теплообменники с непосредственным контактом для непосредственного контакта охлаждающей воды с потоком топочного газа и в которой по меньшей мере один компрессор расположен между теплообменниками для сжатия очищенного потока топочного газа между теплообменниками.

17. Способ сжигания с интегрированным удалением загрязнений с использованием системы по п.1, причем способ содержит этапы, на которых

по существу, предотвращают подвод воздуха, ограничивают излишки кислорода или топлива на основе углерода до менее чем 5% от стехиометрической пропорции;

сжигают кислород с заданной чистотой более чем 21% и топливо на основе углерода;

управляют сжиганием топлива на основе углерода для получения температуры пламени больше 1650°C и потока топочного газа, содержащего CO2 и полученные в результате сгорания газообразные соединения и, по существу, не содержащего соединения азота, привнесенные не топливом;

направляют поток топочного газа в систему удаления загрязнений;

вводят топочный газ в непосредственный контакт с охлаждающей жидкостью для получения потока насыщенной загрязнениями жидкости и потока очищенного топочного газа;

сжимают поток очищенного топочного газа, конденсируют очищенный поток топочного газа для отделения CO2 от других продуктов сгорания.

18. Способ по п.17, в котором перед сжатием охлаждают очищенный поток топочного газа.

19. Способ по п.18, включающий в себя этап, на котором изолируют сжатый охлажденный очищенный поток топочного газа.

20. Интегрированная система удаления загрязнений и сжигания с подачей топлива и кислорода, содержащая

устройство сжигания, включающее печь, имеющую по меньшей мере одну горелку и выполненную с возможностью, по существу, предотвращения подвода воздуха, источник кислорода для подачи кислорода с заданной чистотой более чем 21%, источник топлива на основе углерода для подачи топлива на основе углерода, средство подачи кислорода и топлива на основе углерода в печь в управляемой пропорции друг к другу, средство управления сжиганием топлива на основе углерода, предназначенное для получения желаемой температуры пламени и потока топочного газа, содержащего СО2 и другие полученные в результате сгорания газообразные соединения и, по существу, не содержащего соединения азота, привнесенные не топливом; и

систему удаления загрязнений, включающую в себя пару теплообменников с непосредственным контактом для ввода топочного газа в контакт с охлаждающей жидкостью для получения насыщенного загрязнениями потока жидкости, который включает в себя захваченные частицы, и очищенного потока топочного газа, и множество последовательно соединенных компрессоров для приема и последовательного сжатия очищенного потока топочного газа для отделения CO2 от других продуктов сгорания, причем система удаления загрязнений включает в себя фильтр и слив для слива упомянутого насыщенного загрязнениями потока жидкости.

21. Интегрированная система сжигания по п.20, в которой теплообменник предназначен для использования воды в качестве охлаждающей жидкости.

22. Интегрированная система сжигания по п.21, которая дополнительно включает в себя средство для циркуляции охлаждающей жидкости для использования в процессе нагревания.

23. Интегрированная система сжигания по п.20, в которой средство управления сжиганием предназначено для обеспечения температуры пламени более 1650°C.

24. Интегрированная система сжигания по п.20, которая выполнена таким образом, что по меньшей мере один компрессор используется на этапе сжатия газа для сжатия газов и используется более одной ступени сжатия.

25. Интегрированная система сжигания по п.20, которая выполнена таким образом, что теплообменник используется на этапе конденсации газа в жидкость для получения конденсированного потока и используется более одной ступени конденсации.

26. Интегрированная система сжигания по п.20, которая выполнена таким образом, что очищенный топочный газ сжимается по меньшей мере одним компрессором и охлаждается по меньшей мере одним конденсатором для получения жидкости.

27. Интегрированная система сжигания по п.20, которая выполнена таким образом, что очищенный топочный газ сжимается посредством одного или более компрессоров до состояния сверхкритической текучей среды.

28. Интегрированная система сжигания по п.27, в которой сверхкритическая текучая среда, создаваемая компрессорами, в значительной степени содержит CO2.

29. Интегрированная система сжигания по п.20, которая предназначена для сжигания твердого топлива на основе углерода.

30. Интегрированная система сжигания по п.29, которая предназначена для сжигания угля.

31. Интегрированная система сжигания по п.30, которая предназначена для сжигания твердого топлива, которое представляет собой, по меньшей мере, частично биомассу.

32. Интегрированная система сжигания по п.30, дополнительно включающая в себя средство для рециркуляции части потока топочного газа для переноса топлива на основе углерода в печь.

33. Интегрированная система сжигания по п.20, дополнительно включающая в себя средство для рециркуляции части потока топочного газа для улучшения конвекционного теплообмена.

34. Интегрированная система сжигания по п.20, включающая в себя множество теплообменников и компрессоров, в которой по меньшей мере один из теплообменников представляет собой теплообменник с непосредственным контактом для ввода в непосредственный контакт и смешивания охлаждающей воды с потоком топочного газа и в которой по меньшей мере один компрессор расположен между теплообменниками для сжатия очищенного потока топочного газа между теплообменниками.

35. Система сжигания кислорода и ископаемого топлива, содержащая

устройство сжигания, включающее печь с контролируемой средой и, по существу, с отсутствием просачивания из внешней среды, выполненную с возможностью, по существу, предотвращения подвода воздуха, источник окислителя для подачи кислорода, имеющего заданную чистоту; источник топлива на основе углерода для подачи топлива на основе углерода; средство подачи кислорода и топлива на основе углерода в печь в стехиометрической пропорции друг к другу, с ограничением излишков кислорода или топлива на основе углерода до менее чем 5% от стехиометрической пропорции;

средство рециркуляции продуктов сгорания для обеспечения подачи топлива на основе углерода и улучшения свойств теплообмена и средство управления сжиганием топлива на основе углерода для получения потока топочного газа из печи, имеющего малое содержание соединений азота из окислителя; и

систему удаления загрязнений, включающую в себя пару теплообменников с непосредственным контактом для введения в тепловой контакт потока продукта сгорания с охлаждающей водой для получения насыщенного загрязнениями потока жидкости, который включает в себя захваченные частицы, и потока топочного газа, очищенного от части загрязнений и жидкости в продуктах сгорания, и множество последовательно соединенных компрессоров для приема и последовательного сжатия очищенного потока топочного газа для отделения CO2 от других продуктов сгорания, причем система удаления загрязнений включает в себя фильтр и слив для слива упомянутого насыщенного загрязнениями потока жидкости.

36. Система сжигания по п.35, содержащая по меньшей мере два теплообменника и две ступени сжатия.

37. Система сжигания по п.35, которая выполнена таким образом, что поток топочного газа разделен на два компонента, используя один или более компрессоров и охлаждение посредством одного или более конденсаторов, один компонент которого составляют, по существу, конденсируемые пары и другой, по существу, неконденсируемые газы.

38. Система сжигания по п.37, в которой конденсируемые пары конденсированы в жидкость посредством одного или более конденсаторов.

39. Система сжигания по п.38, в которой конденсируемые пары конденсируются посредством одного или более конденсаторов до состояния сверхкритической текучей среды.

40. Система сжигания по п.37, в которой конденсируемые пары, конденсированные одним или более конденсаторами, представляют собой, по существу, СО2.

41. Система сжигания по п.37, дополнительно включающая в себя средство обработки потока топочного газа химическим реактивом для удаления SO2 до разделения.

42. Система сжигания по п.37, дополнительно включающая в себя средство обработки конденсируемого газового потока химическим реактивом для удаления SO2 после разделения.


наверх