化器合成气在热回收区段32所需的冷却，其可包括 多个热交换器（例如，锅炉，节热器）。通常，蒸汽在气体冷却区段的一部分产生，以用于加 工的其它部分。这些操作的具体细节对本领域技术人员而言是熟知的。并且，尽管未在图 1中明确描绘，气体清洁区段30的一些单元操作可在热回收区段32的一些热交换器之后。 在热交换器32中热回收后，用于去除硫化合物和/或C02的酸性气体去除在酸性气体去除 单元34执行，其可通过多个市场上可获得的技术来实现。这些包括使用物理溶剂，化学溶 剂（例如，胺）和物理吸收剂（例如，PSA，VPSA)的工序以用于硫化合物和/或C02的大量 去除。酸性气体去除单元34还可包含吸收剂床，用于精化硫和其它污染物从合成气的去除 直到燃气轮机系统可接受的水平。使用气流床气化器（其中离开气化器的气化区段的气化 器合成气大致大于1500. 0 °F且通常大于2400. 0°F)将降低气体调节系统28的复杂性。具 体而言，来自气流床气化器的合成气的焦油和甲烷组分趋于较低甚至不存在。气体调节系 统28因此处理含氢和一氧化碳的流24以产生含有氢和一氧化碳的燃料流36,其被给送至 燃气轮机38。酸性气体流37从酸性气体去除单元34排出。
[0029]空气分离单元20可包括带有级间冷却的多级压缩系统40以压缩空气流42。空 气流42所含的空气在压缩后在预纯化单元43中纯化，预纯化单元43具有吸收剂床，其根 据异相压力摆动或温度摆动吸收循环操作以用于移除较高沸点杂质，例如二氧化碳和水蒸 汽。所得的压缩和纯化空气随后冷却至适于其在热交换器中蒸馏并且随后在蒸馏塔系统44 内精馏的温度。为了补偿泄漏至冷盒壳体蒸馏塔的热和热交换器的温热末端损失，还包括 涡轮膨胀器以产生排放流。该排放流可通过在增压压缩机中进一步压缩空气，并且随后将 空气引入上或下塔膨胀器来产生，或可为氮膨胀循环，其中部分含氮流膨胀并且随后被引 回入热交换器中。尽管未示出，上述元件将并入空气分离单元20中。
[0030] 在图1中所示的实施例中，空气分离单元20供应低纯度（95.Omol% )氧作为含氧 流22至气化器单元18,其处于超过气化器操作压力100. 0至250.Opsia的压力下。尽管未 示出，这可方便地实现，通过泵送富氧液体流以加压并随后在空气分离单元20的热交换器 中通过与已增压至高压的待分离的空气的一部分间接热交换来加热该流至环境温度。由燃 气轮机38产生的泄放流部分46组成给送至空气分离单元20的空气的一部分，通常在空气 分离单元所需空气的百分之30. 0至百分之60. 0之间。泄放流从燃气轮机的压缩机48获 取，压缩机48以其已知的操作压缩环境空气49。这降低了在空气分离单元20中的压缩机 的尺寸和数量，并且降低了与该装置有关的压缩机的功率需求。除了低纯度氧以外，特别的 空气分离单元20还产生高纯度氮流51和废氮流52。废氮流52在氮压缩机54中被压缩至 200. 0至500.Opsia之间并且被注入燃气轮机系统38的燃烧器56中。尽管由空气分离单 元20所产生的所有的废氮可出于该目的使用，但通常只有其一部分将这样使用，并且未出 于该目的使用的废氮被排出作为排出流58。如所示，泄放空气流46可与废氮流52在其在 氮压缩机54中压缩后在热交换器60中间接热交换，以进一步加热废氮流52并且以冷却泄 放空气流46。应当理解，尽管装置可产生高纯度氮和废氮两者，本发明的实施例可能其中空 气分离单元20只产生高纯度氮或废氮以用于注入燃气轮机38的燃烧器56中。
[0031] 燃气轮机系统38选自市场上可得的由本领域已知的各个公司制造的轮机。所示 的具体机器是轴流式且为具有可变进口引导叶轮的定速单元式。所选择的轮机通常包括先 进筒式冷却技术，压缩机空气动力学设计和允许较高的焚烧温度的先进合金。燃气轮机通 常设计以用于与天然气体焚烧，但还可与来自低Btu的IGCC的合成气燃料气体流36焚烧。 这将需要一些修改以恰当地在燃烧器56中燃烧合成气并且使燃烧产物在机器的膨胀器62 中膨胀。这些包括以本领域已知的方式重新设计燃烧器的喷烧器。尽管仅示出了一个这类 的燃气轮机38,但在本发明的实际应用中，可使用两个或更多的燃气轮机。
[0032] 进入空气在压缩机48中压缩至140. 0至350.Opsia之间。如上文所述，压缩机排 出空气的一部分，优选地在空气分离单元20的压缩空气需求的百分之30. 0至百分之60. 0 之间的泄放空气流46被获取。排出空气的剩余部分来到燃烧器56以支持合成气的燃烧。 处于比压缩机排出压力高lOOpsi以上的压力下的加压合成气通常给送至燃气轮机的流控 制系统，其在将包括在燃烧器56内的多个并联的扩散燃烧器中燃烧。再次，如上文所述，通 常，由空气分离单元20产生的废氮的一部分（通常在百分之40. 0至百分之75. 0之间）在 氮压缩机54中被压缩至燃气轮机压缩机排出压力以上大约20-lOOpsi，并在热交换器60内 使用获取的空气来加热至获取空气温度的大约50-100 °F内，并且被给送至燃烧器56。在这 方面，压缩的废氮可给送入燃烧器56中，如直接给送入燃烧器或给送至燃烧器56的上游， 或者在进入燃烧器56之前给送进入燃料流36,或在燃气轮机的膨胀器62之前给送至燃烧 器56下游，或以上组合。在135. 0至340.Opsia的压力下和2000. 0 °F至2600 °F之间的温 度下产生的热燃烧产物在膨胀器62中膨胀以在与燃气轮机38机械联接的发电机64中发 电。
[0033] 热可优选地被回收，并且通过在燃气轮机38中产生的排放流66中所含的燃料气 体来生成蒸汽，这借助于余热回收蒸汽发生器68〃HRSG〃。HRSG68是水平气流，鼓式，多压 力设计，在焚烧IGCC合成气时其与燃气轮机排放气体的特征匹配。排放流66中所含的燃 料气体在离开燃气轮机38时大约1050°F，并且被传送通过HRSG68以回收热能，并且作为 烟道气体70离开HRSG68时处于250°F-400 °F。
[0034]HRSG68包括高压（HP)鼓，其产生在大约900-2000psig的蒸汽。该蒸汽过热至 950° -1050 °F。输出蒸汽流72可产生以在图2中所示的设备2内使用。此外，中压（IP) 蒸汽流73可产生，过热并输出作为输出流以在整个综合体内使用。剩余的蒸汽作为高压蒸 汽流74和中压蒸汽流75被发送至蒸汽轮机76。
[0035] 除了生成且使蒸汽过热以外，HRSG68还为冷/热的再加热流执行再加热任务以 用于蒸汽轮机76,提供冷凝物和给送水加热，并且还提供用于冷凝物的除气的热。蒸汽的自 然循环通过利用由于蒸汽的温差所产生的密度差异而在HRSG68中实现。HRSG68中所含 的鼓包括湿气分离器、内部挡板以及用于给送水/蒸汽的管道。所有管，包括节热器，过热 器和集流器和鼓都装备有泄放口。
[0036]蒸汽轮机76通常包括高压区段，中压区段和低压区段，所有区段都通过公用轴连 接至发电机78。蒸汽作为冷凝物80从冷凝器（未示出）排放时处于大约2. 5psia和130°F。 尽管上述使用排放气体流66将为常态，但本领域技术人员可理解的，可能存在本发明的实 施例，其中这样的电力仅通过燃气轮机38生成。
[0037] 尽管未示出，但本领域技术人员所了解的，实用子系统将提供以用于与设备1连 接。这样的实用子系统将加工若干个非现场物件，包括水供应和处理，水管理，冷却水供应， 冷凝物处理，除气，废水处理，固体废物管理，空气排放物管理，煤接收和储存，在干给送气 化器的情况下的煤干燥。在设备2中（见图2)这样的实用子系统将存在于专属用户4内。 此外，这样的实用子系统提供在煤浆准备16中使