产生功的方法

产生功的方法
【专利摘要】本发明提供一种由含至少30mol％硫化氢的燃料物流产生功的方法。所述燃料物流利用含分子氧的氧化剂物流燃烧以产生包含热功的燃烧气体物流，其中分子氧与硫化氢的摩尔比为至少1:1。由燃烧气体物流的热功产生电功。
【专利说明】产生功的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产生功的方法。具体地，本发明涉及由富含硫化氢的燃料物流产生功的方法。
【背景技术】
[0002]天然气由天然气贮层采收和通常在通过管线输送至能量生产设施之后燃烧以产生电能。由贮层采收的气体物流的组成影响由气体物流回收和产生电功的经济可行性。由不同贮层采收的气体物流可能具有明显不同的组成。例如，脱硫的非酸性气体含有大量的甲烷(通常大于90mol%)，和可能含有少量硫化氢和二氧化碳。脱硫的非酸性气体物流是产生电功最优选的气体物流，需要较少的用于调节和管路输送的处理。
[0003]酸性气含有大量的二氧化碳，例如大于5mol % CO2,并且比脱硫的非酸性气略不理想，因为为了避免腐蚀管线在管线输送前必须花费能量来从气体物流中脱除co2。所述能量经常由燃烧已从中分离CO2的一部分甲烷提供，这减少了提供给管线的天然气量。相对于脱硫的非酸性气体，因为CO2没有热能值，气体物流中大量的CO2也降低了气体物流的总能量值。
[0004]酸性气含有大量的硫化氢，例如至少5mol %，或至少IOmol %,经常为至少30mol %，和有时大于50mol %,75mol %或甚至90mol %的H2S。对于采收和生产天然气来说，由于必须从贮层气体物流中脱除硫化氢，气体物流中中等量的硫化氢使得气体物流不太理想。这需要气体物流的一部分能量来实施分离，这减少了可由气体物流捕集的总能量。因为由天然气中分离H2S需要的能量对于待工业开发的贮层来说变得太大，气体物流中的大量硫化氢(例如至少30mol^^^H2S)阻止了气体物流贮层的开发和采收。
[0005]大约20世纪70年代前，含小到中等量硫化氢的气体物流中的硫化氢被火炬烧掉以允许采收天然气和相关的烃液体。火炬烧掉硫化氢导致二氧化硫排放到大气中，这在现在受到硫排放的限制。引入Claus法作为由含硫化氢的天然气物流中以元素硫分离和捕集H2S的措施，同时捕集H2S的一些热能值用于分离方法中。Claus法利用空气燃烧1/3的低于化学计量量的H2S和使所得的二氧化硫与剩余的H2S在催化剂的作用下反应以回收元素硫。燃烧部分硫化氢产生的热能通常用于从气体物流中分离硫化氢。
[0006]但Claus法只对含中等量硫化氢如至多30mol % H2S的气体物流工业有效。正如图1中的图表所示，对于含有35m0l% H2S和少量二氧化碳和氮以及天然气液体和甲烷的天然气田来说，在与分离H2S、CO2和天然气液体相关的能量损失后，即使包括由Claus法提供的能量，可获得气体物流中天然气的小于50%的能量。这导致只有一半的物流可作为市场出售的气体来为气田开发、复杂的工艺操作和输送基础设施买单，这种成本经常太高以致于难以验证含硫天然气田的开发和生产。由含甚至更高浓度硫化氢的酸性气贮层生产天然气在工业上甚至更不理想，和当硫化氢的浓度为约65-70mol %和更高时，则必须应用比所产生天然气中存在的天然气更多的能量来生产天然气，否则不可能实现。
[0007]需要的是捕集含大量硫化氢的气体物流(例如含至少30mol %硫化氢的气体物流)的能量的方法。

【发明内容】

[0008]在一个方面，本发明涉及一种产生电功的方法，其中燃烧至少90vol%的含至少30mol%硫化氢的气体物流以产生包含在燃烧气体物流内的热功。所述燃烧气体物流包含二氧化硫。由所述燃烧气体物流的热功产生电功。
[0009]在另一方面，本发明涉及一种产生电功的方法，其中由地下地质地层中分离出含至少30mol%硫化氢的气体物流和使其燃烧以产生包含在含二氧化硫的燃烧气体物流内的热功。由所述燃烧气体物流的热功产生电功。
[0010]在一个实施方案中，从燃烧气体物流中捕集二氧化硫，和将其注入地下地质地层。【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1的图表给出了应用现有技术的Claus法从含35vol%硫化氢的气体物流中捕集硫的方法的能量捕集效率。
[0012]图2图示了用于实施处理高硫化氢含量的原料气物流以产生电功的本发明方法的系统不意图。
[0013]图3图示了用于实施处理高硫化氢含量的原料气物流以产生电功的本发明方法的系统示意图，其中所述系统包括燃气透平和热回收蒸汽发生器。
[0014]图4图示了用于实施处理高硫化氢含量的原料气物流以产生电功的本发明方法的系统示意图，其中所述系统包括燃气透平、补充燃烧装置和热回收蒸汽发生器。
[0015]图5图示了用于实施处理高硫化氢含量的原料气物流以产生电功的本发明方法的系统示意图，其中所述系统包括二次功循环。
【具体实施方式】
[0016]本发明描述了应用一个或多个含高浓度硫化氢的原料物流产生电功的方法。在本发明方法中通过如下过程由所述原料物流产生电功:燃烧包括一个或多个原料物流的燃料物流(所述燃料物流含至少30mOl%硫化氢)产生热功，和随后由燃烧燃料物流产生的热功产生电功。
[0017]含高浓度硫化氢的原料物流可由地下地质地层如富酸性气贮层获得，和在本发明方法中使用的燃料物流可以由地下地质地层分离出的一个或多个原料物流形成。这里描述的本发明允许处理以前认为不适合商业开发的燃料物流。这种燃料物流包含至少约3OmoI %、或至少35mol %、或至少约40mol %、或至少约50mol %、或至少约90mol %的硫化氢。
[0018]在本发明方法中应用的燃料物流可以包含非H2S组分。所述燃料物流可以包含大量的甲烷、其它含烃气体和/或烃液体，和可以包含高达70mol%、或高达50mol%、或高达30mOl%的含烃气体(包括甲烷)和烃液体。所述燃料物流也可以包含高达30mOl%的二氧化碳，但因为二氧化碳在燃料物流燃烧时不提供热能，因此较少的二氧化碳是优选的。所述燃料物流还可以包括少量的夹带烃液体、少量的惰性气体如氮和氦和夹带的微粒。
[0019]在本发明方法中应用的燃料物流可以由地下地质地层的一个原料物流或一个或多个地下地质地层的多个原料物流形成。如果所述燃料物流由多个原料物流形成，各原料物流可以包含小于30mol %的硫化氢，但形成燃料物流的混合原料物流将含有至少30mol %的硫化氢。类似地，如果所述燃料物流由多个原料物流形成，各原料物流可以包含大于70mol %的含烃气体和液体，但形成燃料物流的混合原料物流将含有至多70mol %的含烃气体和液体。同样，如果所述燃料物流由多个原料物流形成，各原料物流可以包含大于30mol %的二氧化碳,但形成燃料物流的混合原料物流将含有至多30mol %的二氧化碳。
[0020]在本发明方法中应用的燃料物流将主要由气体组分形成，但可以包含少量烃液体、非烃液体和颗粒状固体。在为本发明方法提供燃料物流的温度和压力下，燃料物流的气体组分可以占燃料物流全部组分的至少90wt%、或至少95wt%、或至少99wt%。在一个实施方案中，燃料物流可以包含夹带的烃液体(C2+)，其中所述夹带的烃液体可以占燃料物流的高达至多10wt%、或高达5wt%、或高达Iwt %。替代地，在应用原料物流作为至少部分燃烧以产生功的燃料物流之前，可以将夹带的烃液体(C2+)从原料物流中分离出来。燃料物流优选不包含固体颗粒，和在燃烧前可以过滤以基本脱除全部的颗粒。
[0021]用来形成在本发明方法中应用的燃料物流的原料物流优选由地下地质地层获得。但用来形成燃料物流的一个或多个原料物流可以由非地下地质地层的来源提供，例如由处理装置、重整装置或炼厂提供。
[0022]如果在本发明方法中应用的原料物流由地下地质地层提供，所述原料物流可以按从地下地质地层分离气体物流的常规方法和手段由地下地质地层中分离出来。例如，可以按从地下地质地层常规采收天然气的相同方式从地下地质地层分离所述原料物流。可分离原料物流的地下地质地层包括天然气贮层、凝析气层和油贮层。
[0023]由于长距离管线输送含至少30mOl%硫化氢的气体物流的困难和危险性，本发明方法优选在从中采收原料物流的地下地质地层附近实施。具体地，本发明方法优选在不需要将原料物流管线输送到离从中采收原料物流的地下地质地层的位置超过25英里、超过50英里或超过100英里的处理设施处实施。
[0024]在本发明的一个实施方案中，所述方法可以在位于电网附近的一个或多个地下地质地层附近的位置处实施，从而由本发明方法产生的电功可以很容易地输送至电网或用于为负荷提供功率。如果位于电网附近，所述电网优选位于电力用户除过以减少由于长距离输送功而导致的缩减(能量损失)。如果所述方法在远离电功网的位置处实施，由本方法产生的电功可以应用低线路功率损失的有效电传输线路输送至电网以减少缩减。例如，由本发明方法产生的电功可以通过线路损失为在1000丽负荷下每100英里0.3-0.7丽、或0.4-0.6MW的765kV6导体传输线从较远位置输送至电网和至电力用户，这可以与通过管线将天然气从较远位置输送至电功生产设施的损失相比。替代地，如果地下地质地层在偏远位置，电功消耗装置可以位于地下地质地层附近以应用由地下地质地层分离的原料物流产生的电功。例如，计算机服务器群可以位于地下地质地层附近以利用由地层分离的原料物流产生的电功。
[0025]下面参考图2，原料物流101可由地下地质地层103采收。原料物流101可以直接用作燃料物流，或替代地，可以处理原料物流101以分离可在原料物流101中夹带的至少部分、和优选基本全部的液体和/或固体。为了分离可能在原料物流101中夹带的液体和/或固体，可以将原料物流101送至分离器105。分离器105可以是简单的密闭罐，在其中应用重力将液体与气体分离。分离器105还可以包括膨胀器，在其中膨胀原料物流以从气体中冷却和冷凝出液体，在其中所述膨胀优选为受限膨胀，从而使所得的原料物流保持明显的压力。分离器可以包括有效从原料物流101分离颗粒固体、优选基本全部颗粒固体的过滤器或膜，优选同时保持原料物流101中的明显压力。如果分离器105包括膨胀器，则用于从原料物流101分离出颗粒固体的过滤器或膜优选位于分离器105中，从而在通过膨胀器膨胀原料物流101之前从原料物流101中脱除颗粒固体。夹带的含烃液体107、其它可冷凝液体如水108和固体110可以在分离器105中从原料物流101中分离，以产生原料物流111，它可以用作用于燃烧的燃料物流的一部分或全部。
[0026]在一个实施方案中，在从原料物流101分离出较重烃液体、水和颗粒固体后，通过在贫油装置109中从原料物流111中吸收天然气液体，可以将进一步的天然气液体(C2-C5)从原料物流111中分离出来。原料物流111在贫油装置109中可以与油接触，以吸收可作为天然气液体115从贫油装置109回收的非甲烷的烃，和产生已脱除大多数或全部天然气液体的原料物流117。
[0027]原料物流117或原料物流111或原料物流101形成至少部分或全部在本发明方法中燃烧的燃料物流119。至少部分或全部燃料物流119在燃烧器121中燃烧以产生包含热功的燃烧气体物流。为燃烧器121提供氧化剂物流125用于与燃料物流119反应以产生所述燃烧气体物流。
[0028]氧化剂物流125以有效量提供，从而相对于燃料物流中的可燃烧燃料组分提供化学计量量、稍高于化学计量量或明显高于化学计量量的分子氧。以一定量或一定流量提供氧化剂物流125，从而对于燃料物流中每摩尔的硫化氢足以提供至少1.0摩尔、或至少1.5摩尔、或至少2摩尔的分子氧。如果燃料物流也包含甲烷，则可以以一定量或一定流量提供氧化剂物流，从而除了相对于硫化氢提供的分子氧量之外，对于每摩尔甲烷足以提供至少2摩尔的分子氧。
[0029]正如这里所应用，“氧化剂”指可与作为燃料源的硫化氢燃烧反应的含分子氧的组合物。氧化剂的例子包括氧、与蒸汽混合的氧、与二氧化碳混合的氧、空气和/或富氧空气。“富氧空气”指氧含量大于约21Vol%的空气。相对于空气，可以应用富氧空气在恒定燃料供给流量下增加燃料物流119的燃烧温度，和/或促进燃烧排放气的后燃烧处理。
[0030]燃烧器121可以包括燃烧区和蒸汽发生器，其中蒸汽发生器可以是锅炉、过热蒸汽锅炉或超临界蒸汽发生器。燃料物流119和氧化剂物流125可以在燃烧区中燃烧反应以产生燃烧气体物流。通过在燃烧器121中的蒸汽发生器处燃烧气体物流与含水液体物流122 (优选为水)和/或蒸汽之间换热可以产生蒸汽。
[0031]将待燃烧的燃料物流119或部分燃料物流119和氧化剂物流125提供给燃烧器121，和在燃烧器121的燃烧区混合并发生燃烧反应。燃料物流119的燃烧产生大量包含于燃料物流燃烧产生的燃烧气体物流中的热能。包含在燃烧气体物流中的热能可以在燃烧器121的蒸汽发生器部分被传递给含水液体物流/蒸汽。优选地，通过燃烧气体物流与含水液体物流/蒸汽间的间接接触，例如通过使燃烧气体物流流过被含水液体物流和/或蒸汽包围的盘管或通过使燃烧气体物流流过含含水液体物流和/或蒸汽的盘管，使热能从燃烧气体物流传递给含水液体物流/蒸汽。足够的热能可以从燃烧气体物流传递给含水液体物流和/或蒸汽，以产生过热或超临界蒸汽和冷却后的燃烧气体物流127。冷却后的燃烧气体物流127为包含二氧化硫和水的烟道气物流。
[0032]在一个实施方案中，燃烧器121为加压蒸汽发生器，和以相对较高的压力例如至少1.7MPa、或至少3.4MPa、或至少6.9MPa下向加压蒸汽发生器提供燃料物流119和氧化剂物流125。应该以基本相似的压力为加压蒸汽发生器提供燃料物流和氧化剂物流，以防止超压的物流将低压的物流反吹出加压锅炉或蒸汽发生器。当从地下地质地层中分离时，包含燃料物流119的一个或多个原料物流可以具有至少1.7MPa的压力，和当从地下地质地层中分离时，它经常可以具有至少6.9MPa、至少lOMPa、或至少13.8MPa、或至少15MPa、或至少20MPa的高压。可以使一个或多个原料物流流过分离器105中的膨胀器，以减小包含燃料物流119的原料物流101的压力。如果燃料物流119相对于氧化剂物流125具有非常高的压力，则可以在一个或多个膨胀器124中将燃料物流膨胀，以减少燃料物流的压力至基本与氧化剂物流的压力相同。在本发明方法的一个实施方案中，在分离器105中一个或多个原料物流经过任何膨胀后和/或在一个或多个膨胀器124中燃料物流经过膨胀后，当提供给燃烧器121时，燃料物流119可以具有1.7-13.8MPa的压力。可以应用一个或多个膨胀器124和/或分离器105中的膨胀器在燃料物流119流过膨胀器膨胀时产生可用来产生电功的旋转机械功。
[0033]在将其提供给包含加压蒸汽发生器的燃烧器121之前，可以应用传统压缩机126压缩氧化剂物流125，以将氧化剂物流压缩至1.7-13.SMPa的压力，和优选压缩至约为进入加压锅炉或蒸汽发生器的燃料物流119的压力。操作氧化剂压缩机126的功可以通过偶合到膨胀器124的轴128提供给压缩机126，其中通过膨胀器124使燃料物流119膨胀。优选的是主要压缩氧化剂物流以相对于燃烧器121的大小使产生的功最大化。
[0034]当燃料物流包含大量甲烷和/或二氧化碳时，在包括加压蒸汽发生器的燃烧器121中燃烧可能是进一步优选的，这样在冷却的燃烧气体物流127中存在的二氧化碳可以更容易地与冷却的燃烧气体物流分离。由于冷却的燃烧气体物流的高压，在冷却的高压燃烧气体物流127中包含的二氧化碳可以通过例如变压吸附而很容易地从冷却的燃烧气体物流中分离出来。
[0035]在蒸汽发生器中，不管加压与否，由燃料物流119燃烧产生和在燃烧气体物流中包含的大部分、优选基本全部的热功可以在过热蒸汽中捕集，例如燃料物流燃烧产生的至少80 %、或至少85 %、或至少90 %、高达95 %、或高达97 %的热功可以在蒸汽中捕集。燃烧气体物流中大部分、优选基本全部的热功可以作为具有选定温度和/或压力曲线的蒸汽捕集。可以应用燃烧气体物流中大部分、优选基本全部的热功来产生压力为0.34-34.5MPa、或 13.8-34.5MPa、或 22.2-34.5MPa、或 30-34.5MPa 和温度为 240-650 °C、或 335-650 °C、或375-650°C的蒸汽。由燃烧气体物流捕集的热功产生的蒸汽优选为超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少22.15MPa)或超超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少30MPa)。
[0036]电功131可以由燃烧器121中产生的蒸汽捕集的热功产生。燃烧器121中产生的蒸汽123可以流过一个或多个蒸汽膨胀器129，以膨胀蒸汽123和形成膨胀后的蒸汽物流133和通过转动轴而产生旋转机械功。应用传统的发电设备和转化机械功为电功的方法可以将旋转机械功转化为电功。蒸汽123通过一个或多个膨胀器的膨胀可以产生大量的电功，其中所产生的电功可以为至少100MWe、或至少200MWe、或至少300MWe、或至少400MWe。所述一个或多个蒸汽膨胀器129优选为蒸汽透平。
[0037]当蒸汽123流过一个或多个蒸汽膨胀器129时通过Joule-Thompson冷却而被冷却，转化在蒸汽123中包含的热功为机械功，然后后者被转化为电功。冷却后的膨胀蒸汽物流133可以具有100-150°C或110-130°C的温度，和可以具有对应于蒸汽温度的水的蒸汽压的压力，例如0.101-0.5MPa。
[0038]可以将膨胀的蒸汽物流133进一步冷却，以液化蒸汽进入可循环入燃烧器121的含水液体物流122。可以通过将膨胀的蒸汽物流133流过冷却塔135而使膨胀的蒸汽物流133冷却，在其中蒸汽冷凝为温度足够低的含水液体物流，从而含水液体物流122可以在不使泵气蚀的情况下通过泵137泵送回燃烧器121，优选在0.1OlMPa下至多95°C、或至多90°C、或至多85°C、和通常为75-85°C下，或在压力高达0.5MPa下高达150°C的温度下。替代地和更优选地，应用换热器135冷却膨胀后的蒸汽物流133，在其中膨胀的蒸汽物流133与在0.1OlMPa下沸点比含水液体物流122的液体的沸点低至少50°C且蒸发潜热为至少350kJ/kg的流体138之间换热，从而从膨胀的蒸汽物流133中冷凝出水，和作为热功捕集含水液体物流的水的冷凝潜热，正如下文更为详细地描述。然后由冷却膨胀蒸汽物流133产生的含水液体物流122可以通过用锅炉给水泵137泵送含水液体物流122进入燃烧器121而循环回燃烧器121。
[0039]在另一个实施方案中，如图3中所示，燃烧器121可以包括燃气透平139和蒸汽发生器141。燃料物流119和氧化剂物流125可以在燃气透平139中燃烧反应以产生包含热功的燃烧气体物流。在一个实施方案中，可以以相对量或在相对流量下为燃气透平中的燃烧提供氧化剂物流125和燃料物流119，从而提供给燃烧的分子氧与硫化氢的摩尔比为至少2:1。相对于以基本化学计量量的分子氧和硫化氢的物流的燃烧，以摩尔比为至少2:1分子氧:硫化氢为燃烧提供氧化剂物流和燃料物流可以限制所得燃烧气体物流的温度，其中为了避免损坏燃气透平或避免需要应用由特制耐高热金属建造的燃气透平，限制燃烧气体物流的温度可能是想要的。可以在l_5MPa的压力下分别为燃气透平139提供燃料物流119和氧化剂物流125，其中为燃气透平提供燃料物流119和氧化剂物流122的压力优选相互之间在0.5MPa以内。
[0040]通过在燃气透平139中膨胀燃烧气体物流以产生可转化为电功144的旋转机械功，可以应用在燃烧气体物流中包含的至少部分热功产生电功。燃烧气体物流在燃气透平139中的膨胀可以通过旋转轴而产生旋转机械功。应用传统的发电设备和转化旋转机械轴功为电功的方法可以将旋转机械功转化为电功144。
[0041]由于Joule-Thompson效应,膨胀后的燃烧气体物流145比燃烧气体物流冷,但膨胀后的燃烧气体物流仍可以包含大量的热功。在本发明方法的一个实施方案中，膨胀后的燃烧气体物流具有比硫化氢的自动点火温度(至少260°C)更高的温度，和更优选具有至少300°C、或至少400°C、或至少500°C、或至少600°C的温度，和通常的温度为500_650°C。
[0042]可以将膨胀后的燃烧气体物流145输送到蒸汽发生器141中，以由膨胀后的燃烧气体物流145中包含的热功产生蒸汽物流123，和产生由冷却的膨胀燃烧气体物流形成的包含二氧化硫和水的烟道气物流。通过在蒸汽发生器141中膨胀的燃烧气体物流145与含水液体物流122 (优选为水)和/或蒸汽之间间接换热可以产生蒸汽物流123。膨胀的燃烧气体物流145中的大部分、优选基本全部的热功可以在过热蒸汽中捕集，例如膨胀的燃烧气体物流145中的至少80 %、或至少85 %、或至少90 %、高达95 %、或高达97 %的热功可以在过热蒸汽中捕集。膨胀的燃烧气体物流145中大部分、优选基本全部的热功可以作为具有选定温度和/或压力曲线的蒸汽捕集。可以应用膨胀的燃烧气体物流145中大部分、优选基本全部的热功来产生压力为0.34-34.5MPa、或13.8-34.5MPa、或22.2-34.5MPa、或30-34.5MPa和温度为240_650°C、或335_650°C、或375_650°C的蒸汽。由膨胀的燃烧气体物流145捕集热功产生的蒸汽优选为超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少
22.15MPa)或超超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少30MPa)。
[0043]如上面针对由燃烧器121中产生的蒸汽发电所述，可以由在蒸汽发生器141中产生的蒸汽产生电功131，其中蒸汽123可以流过一个或多个蒸汽膨胀器129以产生可转化为电功131的旋转机械功。通过在换热器135中与流体138换热可以冷却所得的膨胀后的蒸汽物流133以冷凝水和产生含水液体物流122，如上所述，其中流体138在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流122的沸点低至少50°C和具有至少350kJ/kg的蒸发潜热，正如下文进一步详细描述的那样。所得的含水液体物流122可以通过泵137循环回蒸汽发生器141。蒸汽123通过一个或多个膨胀器129的膨胀可以产生大量的电功，其中所产生的电功可以为至少IOOMW6、或至少200MWe、或至少300MWe、或至少400MW。。所述一个或多个蒸汽膨胀器129优选为蒸汽透平。
[0044]在另一个实施方案中，如图4中所示,燃烧器121可以包括燃气透平139、补充燃烧装置147和蒸汽发生器141。如上所述，燃料物流119或其部分143和氧化剂物流125可以在燃气透平139中燃烧反应以产生包含热功的燃烧气体物流。另外，如上所述，燃烧气体物流可以在燃气透平139中膨胀以产生可转变为电功144的旋转机械功和膨胀后的燃烧气体物流145。
[0045]可以以相对量或在相对流量下为燃气透平139中的燃烧提供氧化剂物流125和燃料物流119或其部分143，从而提供给燃烧的分子氧与硫化氢的摩尔比为至少2:1。所得的离开燃气透平139的膨胀的燃烧气体物流145将包含至少5vol%或至少IOvol %的分子氧，和可能包含5-20Vol%的分子氧，和通常可以包含8-12Vol%的分子氧。相对于燃料物流中的硫化氢，提供摩尔比为至少2:1的分子氧所需要的相对较大体积的氧化剂防止了燃气透平139内部的过热，和确保在膨胀的燃烧气体物流145中包含有足够的分子氧，以在不需要另外加入氧化剂的情况下在补充燃烧装置147中发生进一步的燃烧反应。
[0046]膨胀的燃烧气体物流145和补充燃料物流149 (优选为含硫燃料和最优选为燃料物流119的一部分)可以在补充燃烧装置147中燃烧反应，以产生包含热功的第二燃烧气体物流151。第二燃烧气体物流151可以具有600-1000°C的温度。
[0047]补充燃料物流149可以为可利用膨胀的燃烧气体物流145燃烧的任何燃料，其中膨胀的燃烧气体物流145含有至少5vol%的分子氧。补充燃料物流149可以为天然气或煤。补充燃料物流149优选为含硫燃料。含硫燃料包括硫化氢和高硫含量的煤。补充燃料物流149最优选包括或由燃料物流119的一部分组成。
[0048]优选以足以消耗全部或基本全部膨胀的燃烧气体物流145中的分子氧的量为补充燃烧装置147提供补充燃料物流149，以防止形成发烟硫酸。可以以有效消耗膨胀的燃烧气体物流145中至少99%分子氧的量提供补充燃料物流149。
[0049]可以将第二燃烧气体物流151输送到蒸汽发生器141中，以由第二燃烧气体物流151中包含的热功产生蒸汽物流123，和产生由冷却的第二燃烧气体物流形成的包含二氧化硫和水的烟道气物流。在蒸汽发生器141中通过第二燃烧气体物流151与含水液体物流122(优选为水)和/或蒸汽之间的换热可以产生蒸汽。第二燃烧气体物流151中的大部分、优选基本全部的热功可以在过热蒸汽中捕集，例如第二燃烧气体物流151中的至少80%、或至少85%、或至少90%、高达95%、或高达97%的热功可以在过热蒸汽中捕集。第二燃烧气体物流151中大部分、优选基本全部的热功可以作为具有选定温度和/或压力曲线的蒸汽捕集。可以应用第二燃烧气体物流151中大部分、优选基本全部的热功来产生压力为0.34-34.5MPa、或 13.8-34.5MPa、或 22.2-34.5MPa、或 30-34.5MPa 和温度为 240_650°C、或335-650°C、或375-650°C的蒸汽。由第二燃烧气体物流151捕集的热功产生的蒸汽优选为超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少22.15MPa)或超超临界蒸汽(温度为至少374°C和压力为至少30MPa)。
[0050]在本发明的一个实施方案中，补充燃烧装置147和蒸汽发生器141可以形成单个装置。在组合的补充燃烧装置和蒸汽发生器中，在第二燃烧气体物流刚刚由膨胀的燃烧气体物流145和补充燃料物流149燃烧形成后，第二燃烧气体物流与含水液体物流122和/或蒸汽之间就可以换热。第二燃烧气体物流的温度可以通过第二燃烧气体物流与含水液体物流和/或蒸汽之间的立即换热保持为选定温度，优选低于800°C。
[0051]如上面针对由燃烧器121中产生的蒸汽发电所述，可以由在蒸汽发生器141中产生的蒸汽产生电功131，其中蒸汽123可以流过一个或多个蒸汽膨胀器129以产生可转化为电功131的旋转机械功。通过与流体138换热可以冷却所得的膨胀后的蒸汽物流133以冷凝水和产生含水液体物流122，如上所述，其中流体138在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流122的沸点低至少50°C和具有至少350kJ/kg的蒸发潜热，正如下文进一步详细描述的那样。所得的含水液体物流122可以通过泵137循环回蒸汽发生器141。蒸汽123通过一个或多个膨胀器129的膨胀可以产生大量的电功，其中所产生的电功可以为至少KKMW6、或至少200MWe、或至少300MWe、或至少400MWe。所述一个或多个蒸汽膨胀器129优选为蒸汽透平。
[0052]下面参考图5，可以通过从膨胀蒸汽物流133冷凝水捕集水的冷凝潜热而产生附加的电功。燃料物流119和氧化剂物流125在燃烧器121中燃烧，和如在上述燃烧和换热的各种实施方案中所述，通过含水液体物流122与燃烧产生的燃烧气体之间换热产生蒸汽物流123。蒸汽物流123通过蒸汽膨胀器129膨胀产生膨胀的蒸汽物流133以产生电功131，其中蒸汽物流123可以具有600-1000°C的温度，和膨胀蒸汽物流133可以具有从大于100°C 至 150°C、通常 120-135°C 的温度。
[0053]通过在换热器135中与部分流体138换热可以将膨胀蒸汽物流133冷却以从其中冷凝出水和产生含水液体物流122，从而由流体138产生传热气体153。流体138在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流122的沸点低至少40°C、或至少50°C，它可以是水，和它具有至少350kJ/kg、优选至少500kJ/kg、和最优选至少1000kJ/kg的蒸发潜热。流体138优选具有在0.1OlMPa下-50°C至65°C、或(TC至50°C的沸点。流体138可以选自无水氨、无水二氧化碳、二硫化碳、二氧化硫、二乙醚、二甲醚、二氯甲烷、甲醇和丙酮。在一个实施方案中，所述液体是无机的。
[0054]换热器135可以提供设施用于膨胀蒸汽物流133与流体138之间间接换热，例如通过传导换热。换热器135可以包括盘管，流体138可以流过盘管和膨胀蒸汽物流133可以流过盘管，以从蒸汽物流133传递热功至流体138，从而转化液体为传热气体153。在换热器135中来自膨胀蒸汽物流133的水可以在盘管上冷凝，以允许将来自膨胀蒸汽物流133的水的冷凝潜热的热功传递给盘管中的液体/传热气体。
[0055]优选以相对于膨胀蒸汽物流133的流量和温度的流量和温度为换热器135提供流体138，以有效诱导水从膨胀蒸汽物流133冷凝，和转化膨胀蒸汽物流133为具有至多95°C、或至多90°C、或至多85°C、和优选70-85°C的温度的含水液体物流122，从而含水液体物流122可以在通过泵137没有明显气蚀的情况下被泵送。可以在至少0°C、和0-50°C、或
0-25°C、和优选0_15°C的温度下将流体138提供给换热器。
[0056]也应该以相对于膨胀蒸汽物流133的流量和温度的流量和温度为换热器135提供流体138，以有效允许流体138和膨胀蒸汽物流133之间换热，从而蒸发流体138和产生传热气体153。所得的传热气体153可以具有20°C至高达120°C、通常为50_70°C的温度。
[0057]在转化膨胀蒸汽物流133为含水液体物流122的过程中，由膨胀蒸汽物流133传递给流体138的大部分热功源于水从膨胀蒸汽物流中冷凝时膨胀蒸汽物流133中水冷凝的潜热。在本发明方法的一个实施方案中，本方法产生的至少20%、或至少30%、或至少40%的总电功源于由膨胀蒸汽物流133的水的冷凝潜热产生并传递给流体138或传热气体153的热功。
[0058]也可以应用流体138从离开燃烧器121的烟道气物流127捕集热功。烟道气物流127通常含有二氧化硫、水、氮和少量的二氧化碳和気,可以在大于100°C至200°C、通常为115-150°C的温度下离开燃烧器121，在其中通过在蒸汽发生器中与含水液体物流122换热冷却燃烧气体物流、膨胀燃烧气体物流或第二燃烧气体物流而形成。沸点比含水液体物流122的沸点低至少50°C且具有至少350kJ/kg蒸发潜热的流体138可以在蒸发器155中与烟道气物流127间接接触，以将热功由烟道气物流127传送给流体138，冷却烟道气物流127和转化流体138为传热气体157。流体138可以在温度大于0°C至50°C、通常为3_10°C下提供给蒸发器155用于热传递任务。通过使烟道气物流127流过被流体138和/或传热气体157包围的盘管、或者使烟道气物流127流过含流体138和/或传热气体157的管盘，流体138可以与烟道气物流127间接接触，以使热能从烟道气物流127传递给流体138/传热气体157。
[0059]由烟道气物流127可以传递足够的热能给流体138和/或传热气体157，以产生在
1-15MPa、或2-10MPa压力下具有100_150°C、通常为110_130°C温度的传热气体157。通过传热可以冷却烟道气物流127，以产生具有大于(TC至25°C、通常为3-10°C温度的冷却烟道气物流159。
[0060]包含源于在蒸发器155中与烟道气物流127换热的热功的传热气体157和包含源于与膨胀蒸汽物流133换热的热功的传热气体153可以组合，和然后通过膨胀器161膨胀以将至少部分热功转化为可转化为电功163的旋转机械功。通过膨胀器膨胀传热气体157产生的电功可以为至少50MW、或至少100MW、或至少150MW、或至少200MW。通过膨胀器155膨胀组合的传热气体157和153产生的电功163的量可以为本发明方法产生的总电功的至少25 %、或30 %、或35 %、或40 %、或50 %。通过膨胀器161膨胀组合的传热气体157和153产生的电功163的量可以为膨胀燃烧气体和膨胀蒸汽物流所产生的电功的高达100、或高达90%、或高达80%。膨胀传热气体153和157产生的大部分电功161由膨胀蒸汽物流中水的冷凝潜热的捕集获得，这是因为通过燃烧气体物流的膨胀和蒸汽物流的膨胀每产生IMWe,水的冷凝潜热提供1-1.3MWt。
[0061]在本发明方法的一个实施方案中，部分流体138可以在换热器165中与蒸汽物流123间接接触以由流体138形成超临界的传热气体167。蒸汽物流123可以具有600-1000°C的温度，和可以容易地将流体138加热到超临界状态，例如如果液体为无水氨，可以将氨传热气体167加热到在至少11.4MPa的压力下大于130°C至高达150°C的温度。流体138可以以足够的量或以足够的流量提供用于在换热器165中用蒸汽物流123加热，从而在与传热气体153和与传热气体157组后合，组合后的传热气体153、157和165均处于超临界状态。当通过膨胀器161膨胀时，为了防止可能由于传热气体冷凝导致的膨胀器损坏，在膨胀器161中膨胀超临界传热气体可能是理想的。
[0062]在一个优选的实施方案中，在从系统中排出排放气之前，洗涤烟道气物流以捕集二氧化硫、水和任何的二氧化碳。正如以上所讨论，烟道气物流127与流体138在蒸发器155中间接接触以将热功从烟道气物流127传递给液体，形成传热气体157和冷却的烟道气物流159。冷却的烟道气物流159可以具有0-50°C的温度，冷却的烟道气物流159更优选可以具有3-10°C的温度。包含来自烟道气物流127的二氧化硫和水的含水液体物流169可以在蒸发器155中作为传热至流体138的结果而与冷却的烟道气物流159分离。含水液体物流169可以从蒸发器155中排出并进料至分离器171。含水液体物流169可以在分离器中被加热至温度至少12°C、或至少15°C至高达50°C、优选高达25°C，以将二氧化硫气体173与液态水175分离。
[0063]可以将冷却的烟道气物流159引入洗涤器177，和可以用溶剂179洗涤以将二氧化硫和二氧化碳(如果存在的话)从冷却的烟道气物流159中分离出来并进入溶剂。可以应用传统的液/气洗涤设备用溶剂179洗涤冷却的烟道气物流159。洗涤后的烟道气181可能含有氮和氩，和可以排放到大气中。
[0064]溶剂179可以为任何溶剂，它能有效从气体物流中物理或化学地分离二氧化硫，优选也能够有效地从气体物流中物理或化学地分离出二氧化碳，和优选具有低于-80°C的凝固点。例如，溶剂177可以为甲醇、甲醇:水的混合物、N-甲基-2-吡咯烷、碳酸亚丙酯、聚乙二醇的二甲醚和乙醇胺。溶剂优选为无水甲醇。
[0065]可以在所选溶剂能够有效从冷却的烟道气物流159中吸收二氧化硫和优选吸收二氧化碳的温度和压力下将溶剂179进料至洗涤器177。溶剂可以在-100°C至0°C的温度下进料至洗涤器，和可以在1.7-10.3MPa的压力下在洗涤器中与冷却的烟道气物流混合。正如下文更为详细地描述，通过与在膨胀器161中膨胀传热气体产生的冷液体191换热，可以在流体138凝固点5°C以内的温度下提供溶剂179。在一个优选的实施方案中，溶剂为甲醇，冷却的烟道气物流159在-50°C至_85°C的温度和3.4-6.9MPa的压力下用甲醇溶剂洗涤。
[0066]由冷却的烟道气物流159中洗涤且含有二氧化硫和二氧化碳(如果存在的话)的溶剂183可以从洗涤器177进料至分离器185，在其中可以将二氧化硫和二氧化碳(如果下存的话)与溶剂分离并被捕集。通过加热溶剂至二氧化硫气体和二氧化碳气体与液体溶剂分离的温度和/或通过减小溶剂上的压力至二氧化硫气体和二氧化碳气体与液体溶剂分开的压力，可使二氧化硫和二氧化碳与溶剂183分离。离开洗涤器的溶剂的温度可以为5-40°C、或5-20°C，和可以将溶剂的温度提升至大于40°C至高达60°C的温度以使二氧化硫和二氧化碳与溶剂分离。在一个优选的实施方案中，可以将溶剂的温度提高到二氧化碳与溶剂分离的温度，然后再提升至二氧化硫与溶剂分离的第二温度，其中分别被捕集与溶剂分离的二氧化碳和二氧化硫。
[0067]通过在换热器189中与传热气体153、157和167通过膨胀器161膨胀产生的冷流体191换热可以使热的溶剂187冷却，用于再循环至洗涤器177。可以选择和控制膨胀器161的出口压力以产生温度接近流体138凝固点的冷流体191。例如，如果流体138为无水氨，可以选择膨胀器161的出口压力以产生温度为_75°C至_80°C的冷流体191。通过选择溶剂从分离器185至换热器189的合适进料流量，可以将热溶剂187冷却至从冷却的烟道气物流159吸收二氧化硫和二氧化碳的选定温度，在其中可以应用泵193以选定的流量将热溶剂187泵送至换热器189。
[0068]冷流体191通过在换热器189中与热溶剂187换热而被加热，以产生在蒸发器155中用于冷却烟道气物流127和在换热器135中用于冷却膨胀蒸汽物流133的流体138。可以选择进料至换热器189的过冷流体的流量，以产生温度为0-50°C、或0-25°C、和优选0-15°C的流体138。所得的流体138可以通过泵197泵送入蒸发器155、换热器135和换热器165，和可以通过计量设备199和201控制泵送到每种设备的流体138的相对量。
[0069]本发明方法可以有效由含大量硫化氢的燃料物流产生大量电功。
[0070]为了有利于更好地理解本发明，给出了一些实施方案的某些方面的如下实施例。如下实施例不以任何方式限制或定义本发明的范围。
[0071]实施例
[0072]实施例1
[0073]实施计算以验证在燃气透平中燃烧含IOOmol % H2S的燃料物流和以燃料物流中每摩尔硫化氢计含约3摩尔分子氧的氧化剂物流，以产生含热能的燃烧气体物流，和在燃气透平中膨胀燃烧气体物流以产生可转化为电功的机械功，其中所述机械功可有效地产生电功，其规模可与由天然气物流产生电功相当。
[0074]分别计算用于燃烧和随后在简单循环的燃气透平中膨胀燃烧气体物流以产生一定量的电功所需的由100VOl% (100mol% )硫化氢形成的燃料物流和由空气形成的氧化剂物流的质量流量，并分别与用于燃烧和随后在相同的简单循环的燃气透平中膨胀燃烧气体物流以产生相同电功量所需的由100vOl%甲烷形成的燃料物流和由空气形成的氧化剂物流的质量流量比较。每种燃料物流的相关特征在表I中给出和氧化剂物流在0°C和0.1OlMPa下的组成在表2中给出。
[0075]表I
[0076]
【权利要求】
1.一种产生功的方法,所述方法包括: 燃烧氧化剂物流和至少部分包括一个或多个原料物流的燃料物流以产生包含热功的燃烧气体物流，其中所述燃料物流具有至少30mol的硫化氢含量，至少90Wt%的燃料物流组分是气态的，所述氧化剂物流包含分子氧，和分子氧与硫化氢的摩尔比为至少1:1 ;和 由所述燃烧气体物流的热功产生电功。
2.权利要求1的方法，其中分子氧与硫化氢的摩尔比为1.3:1至1.7:1。
3.权利要求1的方法，其中通过如下步骤由燃烧气体物流的热功产生电功:在燃烧气体物流与含水液体物流之间充分换热以转化含水液体物流为蒸汽和冷却燃烧气体物流，其中冷却后的燃烧气体物流为包含二氧化硫的烟道气物流；通过膨胀器膨胀蒸汽以产生机械功和膨胀后的蒸汽物流；和转化机械功为电功。
4.权利要求3的方法，还包括如下步骤: 在膨胀蒸汽物流与流体之间换热以由膨胀蒸汽物流冷凝水和由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa 下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg,其中所述传热气体包含由膨胀蒸汽物流与流体换热传递的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
5.权利要求4的方法，其中由膨胀蒸汽物流传递给流体的部分热功源于膨胀蒸汽物流中水冷凝的潜热。
6.权利要求4的方法，其中所述流体选自无水氨、氨水、无水二氧化硫、二氧化碳和二乙醚。
7.权利要求4的方法，其中由膨胀蒸汽物流冷凝的水的温度为至多85°C，和作为含水液体物流提供以冷却燃烧气体物流。
8.权利要求3的方法，其中所述烟道气物流还包含蒸汽和具有大于100°C至150°C的温度，所述方法还包括如下步骤: 在烟道气物流与流体之间换热以冷却烟道气物流至大于0°C至50°C的温度和从中冷凝和分离水且由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg，其中所述传热气体包含由烟道气物流与流体换热传递给流体的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
9.权利要求8的方法，其中通过膨胀器使传热气体膨胀形成的流体具有-25°C至-10(rc的温度，所述方法还包括如下步骤: 在温度为-25°c至-100°C的流体与可能溶解有二氧化硫、二氧化碳或这两者的洗涤溶剂之间换热，以使洗涤溶剂急冷至-100°C至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下提升流体的温度至至少0°C ;和 使已经分离出水的烟道气物流与急冷后的洗涤溶剂接触，以使二氧化硫、二氧化碳或这两者由烟道气物流分离出来进入洗涤溶剂。
10.权利要求9的方法，还包括如下步骤:将急冷后的洗涤溶剂加热至二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离的温度，和使二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离。
11.权利要求10的方法，还包括如下步骤:在已与二氧化硫、二氧化碳或这两者分离的洗涤溶剂与温度为-25°c至-100°C的流体之间换热，以急冷洗涤溶剂至-100°c至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下将流体加热至至少0°C的温度。
12.权利要求1的方法，其中通过膨胀器膨胀燃烧气体物流以产生机械功和膨胀的燃烧气体物流和转化机械功为电功，从而由燃烧气体物流的至少部分热功产生电功。
13.权利要求12的方法，其中氧化剂物流中的分子氧与燃料物流中的硫化氢之间的摩尔比为至少2:1。
14.权利要求12的方法，其中通过如下步骤产生电功:在膨胀燃烧气体物流与含水液体物流之间换热以转化含水液体物流为蒸汽和冷却所述膨胀燃烧气体物流，其中冷却后的膨胀燃烧气体物流为包含二氧化硫的烟道气物流；通过膨胀器膨胀蒸汽以产生机械功和膨胀后的蒸汽物流；和转化机械功为电功。
15.权利要求14的方法，还包括如下步骤:在膨胀蒸汽物流与流体之间换热以由膨胀蒸汽物流冷凝水和由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg，其中所述传热气体包含由膨胀蒸汽物流与流体换热传递的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
16.权利要求15的方 法，其中所述流体选自无水氨、氨水、无水二氧化硫、二氧化碳和二乙醚。
17.权利要求15的方法，其中由膨胀蒸汽物流传递给流体的部分热功源于膨胀蒸汽物流中水冷凝的潜热。
18.权利要求15的方法，其中由膨胀蒸汽物流冷凝的水具有至多85°C的温度，和作为含水液体物流提供以冷却膨胀燃烧气体物流。
19.权利要求14的方法，其中所述烟道气物流还包含蒸汽和具有大于100°C至150°C的温度，所述方法还包括如下步骤: 在烟道气物流与流体之间换热以冷却烟道气物流至大于0°c至50°C的温度和从中冷凝和分离水且由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg，其中所述传热气体包含由烟道气物流与流体换热传递给流体的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
20.权利要求19的方法，其中通过膨胀器使传热气体膨胀形成的流体具有-25°C至-10(rc的温度，所述方法还包括如下步骤: 在温度为-25°c至-100°C的流体与可能溶解有二氧化硫、二氧化碳或这两者的洗涤溶剂之间换热，以使洗涤溶剂急冷至-100°C至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下提升流体的温度至至少0°C ;和 使已经分离出水的烟道气物流与急冷后的洗涤溶剂接触，以使二氧化硫、二氧化碳或这两者由烟道气物流分离出来进入洗涤溶剂。
21.权利要求20的方法，还包括如下步骤:将急冷后的洗涤溶剂加热至二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离的温度，和使二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离。
22.权利要求21的方法，还包括如下步骤:在已与二氧化硫、二氧化碳或这两者分离的洗涤溶剂与温度为_25°C至-100°C的流体之间换热，以急冷洗涤溶剂至-100°C至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下将流体加热至至少0°C的温度。
23.权利要求12的方法，其中所述膨胀燃烧气体物流包含至少5vol%、或至少IOvol%的分子氧，所述方法还包括如下步骤:燃烧含硫燃料和所述膨胀燃烧气体物流以产生包含热功的第二燃烧气体物流，和由第二燃烧气体物流的热功产生电功。
24.权利要求23的方法，还包括如下步骤:提供用于燃烧的含硫燃料，其提供量有效消耗膨胀燃烧气体物流中至少99m0l%分子氧。
25.权利要求23的方法，其中部分燃料物流作为含硫燃料提供。
26.权利要求23的方法，其中通过如下步骤产生电功: 在第二燃烧气体物流与含水液体物流之间充分换热，以转化含水液体物流为蒸汽和冷却第二燃烧气体物流，其中冷却后的第二燃烧气体物流为包含二氧化硫的烟道气物流； 通过膨胀器膨胀蒸汽以产生机械功和膨胀后的蒸汽物流；和 转化机械功为电功。
27.权利要求26的方法，还包括如下步骤: 在膨胀蒸汽物流与流体之间换热以由膨胀蒸汽物流冷凝水和由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg,其中所述传热气体包含由膨胀蒸汽物流与流体换热传递的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
28.权利要求27的方法，其中所述流体选自无水氨、氨水、无水二氧化硫、二氧化碳和二乙醚。
29.权利要求27的方法，其中由膨胀蒸汽物流传递给流体的部分热功源于膨胀蒸汽物流中水冷凝的潜热。
30.权利要求27的方法，其中由膨胀蒸汽物流冷凝的水具有至多85°C的温度，和作为含水液体物流提供以冷却第二燃烧气体物流。
31.权利要求26的方法，其中所述烟道气物流还包含蒸汽和具有大于100°C至150°C的温度，所述方法还包括如下步骤: 在烟道气物流与流体之间换热以冷却烟道气物流至大于0°c至50°C的温度和从中冷凝和分离水且由流体形成传热气体，其中所述流体在0.1OlMPa下的沸点比含水液体物流的液体低至少50°C且气化潜热为至少350kJ/kg，其中所述传热气体包含由烟道气物流与流体换热传递给流体的热功； 通过膨胀器使传热气体膨胀以产生机械功和形成流体；和 由膨胀传热气体产生的机械功产生电功。
32.权利要求31的方法，其中所述流体选自无水氨、氨水、无水二氧化硫、二氧化碳和二乙醚。
33.权利要求31的方法，其中通过膨胀器使传热气体膨胀形成的流体具有-25°C至-10(rc的温度，所述方法还包括如下步骤:在温度为_25°C至-100°C的流体与可能溶解有二氧化硫、二氧化碳或这两者的洗涤溶剂之间换热，以使洗涤溶剂急冷至-100°C至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下提升流体的温度至至少0°C ;和 使已经分离出水的烟道气物流与急冷后的洗涤溶剂接触，以使二氧化硫、二氧化碳或这两者由烟道气物流分离出来进入洗涤溶剂。
34.权利要求33的方法，还包括如下步骤:将急冷后的洗涤溶剂加热至二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离的温度，和使二氧化硫、二氧化碳或这两者与洗涤溶剂分离。
35.权利要求34的方法，还包括如下步骤:在已与二氧化硫或二氧化碳分离的洗涤溶剂与温度为_25°C至-100°C的流体之间换热，以急冷洗涤溶剂至-100°C至0°C的温度和在不转化流体为气体的情况下将流 体加热至至少0°C的温度。
【文档编号】F02C6/18GK103998748SQ201280062512
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2011年11月15日
【发明者】R·B·泰勒, S·N·米拉姆 申请人:国际壳牌研究有限公司