專(zhuān)利名稱(chēng)：制備合成氣的方法和設(shè)備的制作方法
制備合成氣的方法和設(shè)備
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及氣化設(shè)備，更具體地講，涉及通過(guò)去除酸性氣體優(yōu)化用氣化系統(tǒng) 制備合成氣的方法和設(shè)備。至少一些已知的氣化設(shè)備包括氣化系統(tǒng)，氣化系統(tǒng)與至少一個(gè)動(dòng)力產(chǎn)生渦輪機(jī)系 統(tǒng)整合，從而形成整合氣化組合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備。例如，已知的氣化系統(tǒng)使燃料、空氣 或氧氣、蒸汽和/或CO2轉(zhuǎn)化成合成氣體或“合成氣”。將合成氣引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的 燃燒器，燃燒器為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，發(fā)電機(jī)將電力提供到電力網(wǎng)絡(luò)。來(lái)自至少一些已知燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣提供到熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，熱回收蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)蒸汽 渦輪機(jī)的蒸汽。蒸汽渦輪機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力也驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將電力提供到電力網(wǎng)絡(luò)。與IGCC設(shè)備有關(guān)的至少一些已知的氣化系統(tǒng)最初產(chǎn)生“粗”合成氣燃料，粗合成 氣燃料包含一氧化碳(Co)、氫氣(H2)、二氧化碳(CO2)、硫化羰(COS)和硫化氫(H2S)。一般 將C02、C0S和H2S稱(chēng)為酸性氣體。一般從粗合成氣燃料去除酸性氣體，以產(chǎn)生用于在燃?xì)鉁u 輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒的“清潔”合成氣燃料。去除此類(lèi)酸性氣體用酸性氣體去除子系統(tǒng)進(jìn)行，所 述子系統(tǒng)一般包括至少一個(gè)主吸收器，以去除大部分H2S和COS。此類(lèi)酸性氣體去除子系統(tǒng) 一般也包括至少一個(gè)輔助吸收器，輔助吸收器將來(lái)自相關(guān)流體流的預(yù)定組分“洗滌”到預(yù)定 值。很多已知的吸收器位于酸性氣體去除子系統(tǒng)導(dǎo)管和允許經(jīng)洗滌的氣流釋放到環(huán)境的導(dǎo) 管之間。這些輔助吸收器一般只在預(yù)定操作活動(dòng)期間運(yùn)行，例如設(shè)備啟動(dòng)和部件故障相關(guān) 的瞬時(shí)過(guò)程。一般數(shù)量的所用吸收器增加相關(guān)管道的數(shù)量和長(zhǎng)度和提供、安裝和操作的吸 收器容器的數(shù)量，因此增加IGCC設(shè)備的總成本，并且獲得很小的附加成本有效負(fù)荷。另外， 大多數(shù)已知的輔助吸收器不利于減小相關(guān)氣流內(nèi)H2S和COS的濃度。發(fā)明概述在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種裝配酸性氣體組分減少系統(tǒng)的方法。所述方法包括 使至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)與至少一個(gè)第一合成氣(合成氣體)流流通偶合，所述第一合成氣 流具有至少一種具有第一酸性氣體組分濃度的酸性氣體組分。所述方法還包括使至少一個(gè) 整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合。所述方法進(jìn)一步包括構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收 器，使得至少一個(gè)整合吸收器的基本連續(xù)運(yùn)行有利于產(chǎn)生具有第二酸性氣體組分濃度的第 二合成氣流，所述第二酸性氣體組分濃度小于第一酸性氣體組分濃度。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種減硫系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)整合吸收器。所 述至少一個(gè)整合吸收器構(gòu)造成基本連續(xù)運(yùn)行。所述系統(tǒng)還包括與至少一個(gè)整合吸收器和至 少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)導(dǎo)管。所述至少一個(gè)整合吸收器、至少一個(gè)酸去除 系統(tǒng)和至少一個(gè)導(dǎo)管構(gòu)造成有利于減小至少一個(gè)流體流內(nèi)硫的濃度。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種整合氣化組合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備。所述設(shè)備包 括構(gòu)造成產(chǎn)生含酸性氣體的粗氣流的至少一個(gè)氣化系統(tǒng)。所述設(shè)備還包括構(gòu)造成從粗氣流 去除至少一部分酸性氣體的至少一個(gè)酸性氣體去除子系統(tǒng)。所述設(shè)備還包括與至少一個(gè)酸 性氣體去除子系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)減硫子系統(tǒng)。所述減硫子系統(tǒng)包括至少一個(gè)整合吸 收器。所述至少一個(gè)整合吸收器構(gòu)造成基本連續(xù)運(yùn)行。減硫子系統(tǒng)還包括與至少一個(gè)整合吸收器和至少一個(gè)酸性氣體去除系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)導(dǎo)管。所述至少一個(gè)整合吸收 器、至少一個(gè)酸性氣體去除子系統(tǒng)和至少一個(gè)導(dǎo)管構(gòu)造成有利于減小至少一個(gè)流體流內(nèi)硫 的濃度。附圖簡(jiǎn)述


圖1為示例性整合氣化組合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的示意圖；圖2為圖1所示IGCC發(fā)電設(shè)備能夠使用的示例性酸性氣體去除子系統(tǒng)和硫去除 子系統(tǒng)的示意圖；并且圖3為圖1所示IGCC發(fā)電設(shè)備能夠使用的供選酸性氣體去除子系統(tǒng)和硫去除子 系統(tǒng)的示意圖。發(fā)明詳述圖1為示例性整合氣化組合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備100的示意圖。在所述示例性 實(shí)施方案中，IGCC設(shè)備包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)110。渦輪機(jī)114通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)器(rotor) 120 旋轉(zhuǎn)偶合到第一發(fā)電機(jī)118。渦輪機(jī)114與至少一個(gè)燃料源和至少一個(gè)空氣源(兩者在以 下更詳細(xì)描述)流通偶合，并且構(gòu)造成分別從燃料源和空氣源接收燃料和空氣。渦輪機(jī)114 構(gòu)造成混合空氣和燃料，產(chǎn)生熱燃燒氣體(未顯示)，并使氣體內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)能量。 旋轉(zhuǎn)能量通過(guò)旋轉(zhuǎn)器120傳送到發(fā)電機(jī)118，其中發(fā)電機(jī)118構(gòu)造成有利于旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化成 用于傳送到至少一個(gè)負(fù)載的電能(未顯示)，負(fù)載包括但不限于電力網(wǎng)絡(luò)(未顯示)。IGCC設(shè)備100還包括蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)130。在所述示例性實(shí)施方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)130 包括通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)器136旋轉(zhuǎn)偶合到第二發(fā)電機(jī)134的蒸汽渦輪機(jī)132。IGCC設(shè)備100進(jìn)一步包括蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)140。在所述示例性實(shí)施方案中，系統(tǒng)140 包括至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 142，熱回收蒸汽發(fā)生器142通過(guò)至少一個(gè)熱鍋爐 給水導(dǎo)管146與至少一個(gè)傳熱裝置144流通偶合。為了有利于將鍋爐給水加熱成蒸汽，HRSG 142構(gòu)造成通過(guò)導(dǎo)管146從裝置144接收鍋爐給水(未顯示)。為了進(jìn)一步有利于將鍋爐 給水加熱成蒸汽，HRSG 142也構(gòu)造成通過(guò)排氣導(dǎo)管(未顯示)從渦輪機(jī)114接收排氣(未 顯示)。HRSG 142通過(guò)蒸汽導(dǎo)管150與渦輪機(jī)132流通偶合。過(guò)量氣體和蒸汽通過(guò)煙氣導(dǎo) 管152從HRSG142排到大氣。導(dǎo)管150構(gòu)造成將蒸汽(未顯示)從HRSG 142引導(dǎo)到渦輪機(jī)132。渦輪機(jī)132構(gòu) 造成從HRSG 142接收蒸汽，并使蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)能量。旋轉(zhuǎn)能量通過(guò)旋轉(zhuǎn)器136 傳送到發(fā)電機(jī)134，其中發(fā)電機(jī)134構(gòu)造成有利于旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化成用于傳送到至少一個(gè)負(fù) 載的電能(未顯示)，負(fù)載包括但不限于電力網(wǎng)絡(luò)。蒸汽冷凝，并通過(guò)冷凝管(未顯示)作 為鍋爐給水返回。IGCC設(shè)備100還包括氣化系統(tǒng)200。在所述示例性實(shí)施方案中，系統(tǒng)200包括通 過(guò)空氣導(dǎo)管204與空氣源流通偶合的至少一個(gè)空氣分離裝置202?？諝庠窗ǖ幌抻趯?zhuān) 用空氣壓縮機(jī)和壓縮空氣存儲(chǔ)裝置(均未顯示)。裝置202構(gòu)造成使空氣分離成氧氣(O2)、 氮?dú)?N2)和其他組分(均未顯示)。其他組分通過(guò)排氣口(未顯示)釋放。N2通過(guò)N2導(dǎo) 管引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪機(jī)114，以有利于燃燒。系統(tǒng)200包括氣化反應(yīng)器208，氣化反應(yīng)器208與裝置202流通偶合，并構(gòu)造成通 過(guò)O2導(dǎo)管210接收從裝置202引導(dǎo)的02。系統(tǒng)200還包括煤研磨和制漿裝置211。裝置 211分別通過(guò)供煤管212和供水管213與煤源和水源(均未顯示)流通偶合。裝置211構(gòu)造成混合煤和水，以形成煤漿流(未顯示)，煤漿流通過(guò)煤漿導(dǎo)管214引導(dǎo)到反應(yīng)器208。反應(yīng)器208構(gòu)造成分別通過(guò)導(dǎo)管214和210接收煤漿流和O2流。反應(yīng)器208也構(gòu)造成有利于產(chǎn)生熱的粗合成氣(合成氣體)流(未顯示)。粗合成氣包含一氧化碳(Co)、 氫氣(H2)、二氧化碳(CO2)、硫化羰(COS)和硫化氫(H2S)。雖然一般將C02、COS和H2S共同 稱(chēng)為酸性氣體或粗合成氣的酸性氣體組分，但在此將CO2與其余酸性氣體組分分開(kāi)討論。另 夕卜，反應(yīng)器208也構(gòu)造成產(chǎn)生熱渣流(未顯示)，作為制備合成氣的副產(chǎn)物。將渣流通過(guò)熱 渣導(dǎo)管216引導(dǎo)到渣處理裝置215。裝置215構(gòu)造成使渣淬火并破碎成小渣片，在其中產(chǎn)生 渣去除流，并引導(dǎo)渣去除流通過(guò)導(dǎo)管217。反應(yīng)器208通過(guò)熱合成氣導(dǎo)管218與傳熱裝置144流通偶合。裝置144構(gòu)造成接 收熱粗合成氣流，并通過(guò)導(dǎo)管146將至少一部分熱傳遞到HRSG 142。隨后，裝置144產(chǎn)生經(jīng) 冷卻的粗合成氣流(未顯示)，經(jīng)冷卻的粗合成氣流通過(guò)合成氣導(dǎo)管219引導(dǎo)到洗滌器和低 溫氣體冷卻(LTGC)裝置221。裝置221構(gòu)造成去除粗合成氣流內(nèi)夾帶的顆粒物質(zhì)，并有利 于通過(guò)飛灰導(dǎo)管222去除所除去的物質(zhì)。裝置221也構(gòu)造成進(jìn)一步使粗合成氣流冷卻。另 夕卜，裝置221構(gòu)造成通過(guò)水解使粗合成氣流中的至少一部分COS轉(zhuǎn)化成H2S和C02。系統(tǒng)200進(jìn)一步包括酸性氣體去除子系統(tǒng)300，此系統(tǒng)與裝置221流通偶合，并構(gòu) 造成通過(guò)粗合成氣導(dǎo)管220接收冷卻的粗合成氣流。子系統(tǒng)300也構(gòu)造成有利于從粗合成 氣流去除至少一部分酸組分(未顯示)，如以下進(jìn)一步討論。此類(lèi)酸性氣體組分包括但不限 于C02、C0S和H2S。子系統(tǒng)300進(jìn)一步構(gòu)造成有利于至少一些酸性氣體組分分離成包括但不 限于C02、COS和H2S的組分。另外，子系統(tǒng)300通過(guò)導(dǎo)管223與減硫子系統(tǒng)400流通偶合。 子系統(tǒng)400也構(gòu)造成接收并有利于至少一些酸性氣體組分分離成包括但不限于C02、C0S和 H2S的組分。另外，子系統(tǒng)400構(gòu)造成通過(guò)子系統(tǒng)300和最終整合氣流導(dǎo)管224將最終整合 氣流(未顯示)引導(dǎo)到反應(yīng)器208。最終整合氣流包含自前整合氣流(未顯示)得到的預(yù) 定濃度的CO2、COS和H2S,如以下進(jìn)一步討論。子系統(tǒng)300通過(guò)導(dǎo)管224與反應(yīng)器208流通偶合，其中最終整合氣流引導(dǎo)到反應(yīng) 器208的預(yù)定部分。通過(guò)子系統(tǒng)300和400分離和去除這些C02、COS和H2S有利于產(chǎn)生清 潔合成氣流(未顯示)，清潔合成氣流通過(guò)清潔合成氣導(dǎo)管228引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪機(jī)114。在操作中，空氣分離裝置202通過(guò)導(dǎo)管204接收空氣。將空氣分離成02、N2和其他 組分。其他組分通過(guò)排氣口排出，N2通過(guò)導(dǎo)管206引導(dǎo)到渦輪機(jī)114，02通過(guò)導(dǎo)管210引導(dǎo) 到氣化反應(yīng)器208。另外，在操作中，煤研磨和制漿裝置211分別通過(guò)導(dǎo)管212和213接收 煤和水，形成煤漿流，并通過(guò)導(dǎo)管214將煤漿流引導(dǎo)到反應(yīng)器208。反應(yīng)器208通過(guò)導(dǎo)管210接收O2，通過(guò)導(dǎo)管214接收煤，并通過(guò)導(dǎo)管224從子系統(tǒng) 300接收最終整合氣流。反應(yīng)器208有利于產(chǎn)生熱粗合成氣流，熱粗合成氣流通過(guò)導(dǎo)管218 引導(dǎo)到裝置144。將在反應(yīng)器208中形成的渣副產(chǎn)物通過(guò)渣處理裝置215和導(dǎo)管216和217 去除。裝置144有利于冷卻熱粗合成氣流，以產(chǎn)生冷卻的粗合成氣流，冷卻的粗合成氣流通 過(guò)導(dǎo)管219引導(dǎo)到洗滌器和LTGC裝置221，其中通過(guò)導(dǎo)管222從合成氣去除顆粒物質(zhì)，使合 成氣進(jìn)一步冷卻，并通過(guò)水解使至少一部分COS轉(zhuǎn)化成H2S和C02。將冷卻粗合成氣流引導(dǎo) 到酸性氣體去除子系統(tǒng)300，在其中使酸性氣體組分基本上去除，以便清潔合成氣流形成， 并通過(guò)導(dǎo)管228引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪機(jī)114。另外，在操作中，從合成氣流去除的至少一部分酸組分通過(guò)導(dǎo)管223引導(dǎo)到子系統(tǒng)400，在其中去除并分離酸組分，以便通過(guò)子系統(tǒng)300和導(dǎo)管224將最終整合氣流引導(dǎo)到 反應(yīng)器208。另外，在操作中，渦輪機(jī)114分別通過(guò)導(dǎo)管206和228接收N2和清潔合成氣。渦輪機(jī)114使合成氣燃料燃燒，產(chǎn)生熱燃燒氣體，并引導(dǎo)熱燃燒氣體，以引起渦輪機(jī)114旋轉(zhuǎn)， 隨后通過(guò)旋轉(zhuǎn)器120使第一發(fā)電機(jī)118旋轉(zhuǎn)。通過(guò)傳熱裝置144從熱合成氣去除的至少一部分熱量通過(guò)導(dǎo)管146引導(dǎo)到HRSG 142，在其中熱量使水沸騰形成蒸汽。蒸汽通過(guò)導(dǎo)管150引導(dǎo)到蒸汽渦輪機(jī)132，并引起渦輪 機(jī)132旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)132通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)器136使第二發(fā)電機(jī)134旋轉(zhuǎn)。圖2為IGCC發(fā)電設(shè)備100(圖1所示)能夠使用的示例性酸性氣體去除子系統(tǒng) 300和硫去除子系統(tǒng)400的示意圖。子系統(tǒng)300通過(guò)導(dǎo)管220接收粗流(未顯示)。子系 統(tǒng)300也通過(guò)導(dǎo)管228弓I導(dǎo)清潔合成氣流(未顯示)。另外，子系統(tǒng)300通過(guò)導(dǎo)管224將整 合氣流(未顯示)引導(dǎo)到氣化反應(yīng)器208(在圖1中顯示)。導(dǎo)管220與至少一個(gè)主吸收 器302流通偶合。在所述示例性實(shí)施方案中，子系統(tǒng)300包括與導(dǎo)管220流通偶合的一個(gè) 主吸收器302。或者，子系統(tǒng)300包括任何數(shù)目的有利于操作本文所述子系統(tǒng)300的主吸收 器 302 ο在所述示例性實(shí)施方案中，主吸收器302用溶劑(未顯示)有利于從粗轉(zhuǎn)移合成 氣流去除酸性氣體，溶劑包括但不限于聚乙二醇的二甲基醚(DEPG)。或者，主吸收器302使 用胺基和/或甲醇基溶劑或有利于去除本文所述酸性氣體的任何溶劑。粗合成氣流接觸至 少一部分貧酸性氣體的溶劑(未顯示)，所述溶劑從粗合成氣流去除至少一部分選擇的酸 性氣體組分，以產(chǎn)生清潔合成氣流。去除的酸性氣體組分保留在溶劑內(nèi)，從而形成第一富酸 性氣體的溶劑流或簡(jiǎn)單為富溶劑流(未顯示)。在所述示例性實(shí)施方案中，此類(lèi)酸性氣體 組分包括但不限于C02、C0S和H2S。或者去除任何組分以有利于操作如本文所述IGCC設(shè)備 100。在所述示例性實(shí)施方案中，主吸收器302通過(guò)傳熱裝置304和第一富溶劑流導(dǎo)管 306和310與一個(gè)閃蒸槽308流通偶合?；蛘?，主吸收器302與有利于操作本文所述子系統(tǒng) 300的任何數(shù)目的閃蒸槽308流通偶合。裝置304構(gòu)造成從至少一部分富酸性氣體的溶劑 流除熱，導(dǎo)管306構(gòu)造成將第一富酸性氣體的溶劑流從吸收器302引導(dǎo)到裝置304。傳熱裝 置304通過(guò)導(dǎo)管310與閃蒸槽308 (有時(shí)稱(chēng)為閃蒸罐)流通偶合。閃蒸槽308構(gòu)造成通過(guò)閃蒸第一富溶劑流內(nèi)的至少一部分C02、COS和H2S氣體組 分以形成閃蒸氣流(未顯示)來(lái)有利于相分離。閃蒸氣流包括預(yù)定濃度的氣態(tài)co2、cos和 H2S組分。具體地講，閃蒸氣流包含第一濃度的氣態(tài)CO2、第一濃度的氣態(tài)COS和第一濃度的 氣態(tài)H2S。閃蒸槽308通過(guò)導(dǎo)管314和傳熱裝置316與第一相分離器312流通偶合。導(dǎo)管 314構(gòu)造成將閃蒸氣流從閃蒸槽308引導(dǎo)到分離器312。裝置316構(gòu)造成從至少一部分閃 蒸氣流除熱。第一整合氣流(未顯示)在相分離器312內(nèi)產(chǎn)生，如以下進(jìn)一步討論。閃蒸槽308也構(gòu)造成形成第二富溶劑流(未顯示)，第二富溶劑流包含未由上述閃 蒸機(jī)構(gòu)去除的至少一些剩余的C02、COS和H2S氣體組分。因此，在所述示例性實(shí)施方案中， 這一個(gè)閃蒸槽308也通過(guò)第二富溶劑導(dǎo)管320與至少一個(gè)酸性氣體汽提塔318流通偶合， 第二富溶劑導(dǎo)管320構(gòu)造成將第二富溶劑流引導(dǎo)到酸性氣體汽提塔318。或者，使多個(gè)閃蒸 槽308以串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)相互流通偶合，其中多個(gè)閃蒸槽308通過(guò)有利于操作本文所述子系統(tǒng)300的任何數(shù)目的導(dǎo)管與酸性氣體汽提塔318流通偶合。汽提塔318也通過(guò)部分溶劑和水導(dǎo)管322與第一相分離器312流通偶合。分離器 312構(gòu)造成從導(dǎo)管314和傳熱裝置316接收閃蒸氣流，閃蒸氣流除了包含第一濃度的氣態(tài) CO2、第一濃度的氣態(tài)COS和第一濃度的氣態(tài)H2S外，還包含至少一些富溶劑和水。分離器 312也構(gòu)造成使至少一部分水從閃蒸氣流分離，從而形成第一整合氣流和部分溶劑和水流 (未顯示)。第一整合氣流具有第二濃度的氣態(tài)C02。第一整合氣流還具有第二濃度的氣態(tài) COS。第一整合氣流還具有第二濃度的氣態(tài)??！力。導(dǎo)管322構(gòu)造成將部分溶劑和水流引導(dǎo)到 酸性氣體汽提塔318。
汽提塔318構(gòu)造成接收多個(gè)富溶劑流和部分溶劑和水流，包括導(dǎo)管320和322引 導(dǎo)的那些流?？蛇M(jìn)一步構(gòu)造汽提塔318，以通過(guò)有利于去除富溶劑內(nèi)的基本所有任何酸性氣 體組分，將接收的富溶劑再生成貧溶劑，從而形成基本不含C02、COS和H2S的貧溶劑流(未 顯示)。在所述示例性實(shí)施方案中，汽提塔318包括有利于再生的制冷系統(tǒng)(未顯示)，其 中此制冷系統(tǒng)包括至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷壓縮機(jī)?；蛘?，汽提塔318包括任何有利于 操作本文所述系統(tǒng)300的系統(tǒng)或裝置。汽提塔318通過(guò)導(dǎo)管326與再沸器324流通偶合，在導(dǎo)管326中將貧溶劑流引導(dǎo) 到再沸器324。再沸器324構(gòu)造成加熱貧溶劑。另外，再沸器324進(jìn)一步通過(guò)導(dǎo)管328與汽 提塔318流通偶合，其中一部分被加熱的貧溶劑被引導(dǎo)到汽提塔318，從而有利于蒸氣在汽 提塔318內(nèi)沸騰，以便有利于汽提塔運(yùn)行。再沸器324也通過(guò)至少一個(gè)泵330和導(dǎo)管332和334與裝置304流通偶合，其中 泵330和導(dǎo)管332和334構(gòu)造成引導(dǎo)熱貧溶劑流通過(guò)裝置304。裝置304構(gòu)造成有利于熱 從熱貧溶劑流轉(zhuǎn)移到第一富溶劑流。裝置304通過(guò)多個(gè)導(dǎo)管336、至少一個(gè)泵338和傳熱 裝置340與主吸收器302流通偶合。導(dǎo)管336、泵338和裝置340構(gòu)造成從裝置304引導(dǎo) 溫?zé)嶝毴軇┝?未顯示)，并有利于去除溫?zé)崛軇┝鲀?nèi)的至少一些熱量，以形成冷卻貧溶劑 流。導(dǎo)管342構(gòu)造成將那個(gè)流從裝置340引導(dǎo)到主吸收器302。泵330也與貧溶劑補(bǔ)充子系統(tǒng)344流通偶合。子系統(tǒng)344包括貧溶劑源(未顯 示)、偶合到所述源的至少一個(gè)泵346，在所述示例性實(shí)施方案中，還包括導(dǎo)管348，導(dǎo)管348 構(gòu)造成將貧溶劑流引導(dǎo)到在子系統(tǒng)300內(nèi)使用的導(dǎo)管332。或者，導(dǎo)管348與傳熱裝置304 下游的導(dǎo)管336流通偶合，從而有利于優(yōu)化熱量轉(zhuǎn)移進(jìn)入從再沸器324引導(dǎo)的貧溶劑流。汽提塔318也構(gòu)造成由再生上述溶劑產(chǎn)生第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流。第一 CO2/ COS/H2S酸性氣體流包含第三CO2濃度、第三COS濃度、第三H2S濃度和第一濃度的水，其中 第三C02、C0S和H2S濃度不分別涉及上述第一和第二 C02、C0S和H2S濃度。汽提塔318通過(guò) 至少一個(gè)傳熱裝置352和多個(gè)導(dǎo)管354與第二相分離器350流通偶合。裝置352構(gòu)造成從 熱的第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流除熱，使水冷凝并從流去除。第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流 可包含溶劑，因此，分離器350有利于去除此類(lèi)溶劑，并通過(guò)至少一個(gè)泵356和導(dǎo)管358將 溶劑引導(dǎo)回到汽提塔318。因此，分離器350形成第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流(未顯示)。 第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流包含第四CO2濃度、第四H2S濃度和第二濃度的水。第二 CO2/ C0S/H2S酸性氣體流中的第二水濃度小于第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流中的第一水濃度。子系統(tǒng)300也包括通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)管362和用于各SRU 360的至少一個(gè)入口截止 閥364與分離器350流通偶合的多個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)變裝置或硫去除裝置(SRU) 360。各SRU 360構(gòu)造成接收第二 0)2/0)3/!123酸性氣體流，并形成二氧化硫(SO2)和元素硫(S)。具體地講， 第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流內(nèi)的一部分H2S與O2反應(yīng)成SO2。SO2進(jìn)一步與一部分剩余的 H2S反應(yīng)成元素S和H20。第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流內(nèi)的一部分COS與H2O反應(yīng)成H2S和 CO2,其中一些可進(jìn)一步如上所述轉(zhuǎn)化。SRU 360內(nèi)的未轉(zhuǎn)化C02、SO2, COS、H2S和N2形成并 組成SRU尾氣流(未顯示)，其中SRU尾氣流具有第五CO2濃度、第五COS濃度和第五H2S濃 度。生成的元素S通過(guò)導(dǎo)管366從各SRU 360去除。SRU 360通過(guò)閥369和導(dǎo)管370與構(gòu)造成接收SRU尾氣流的至少一個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)變裝 置或尾氣裝置(TCU) 368流通偶合。TCU 368也構(gòu)造成通過(guò)用氫氣(H2)使未轉(zhuǎn)化的SO2氫 化形成H2S。第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流和SRU尾氣流的CO2部分基本上化學(xué)不變，即，第 四和第五CO2濃度分別基本類(lèi)似。因此，TCU 368構(gòu)造成形成具有第六CO2濃度、第六COS 濃度和第六H2S濃度的第二整合氣流(未顯示)，其中CO2與H2S的比率基本大于第二 CO2/ C0S/H2S酸性氣體流中CO2與H2S的比率。酸性氣體去除子系統(tǒng)300進(jìn)一步包括通過(guò)導(dǎo)管374和截止閥376與TCU 368流通 偶合的至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)372。另外，子系統(tǒng)300包括通過(guò)導(dǎo)管380和截止閥382與鼓風(fēng)機(jī) 372流通偶合的至少一個(gè)低壓(LP)壓縮機(jī)378。另外，子系統(tǒng)300包括通過(guò)導(dǎo)管386和387 和閥388與LP壓縮機(jī)378流通偶合的至少一個(gè)高壓(HP)壓縮機(jī)384。HP壓縮機(jī)384與導(dǎo) 管224流通偶合。在所述示例性實(shí)施方案中，閥364、369、376、382和388為與控制系統(tǒng)(未顯示) 數(shù)據(jù)連通偶合的遠(yuǎn)程自動(dòng)操作閥?；蛘撸y364、369、376、382和388為以有利于操作本文 所述子系統(tǒng)300的方式操作的任何閥。在操作中，子系統(tǒng)300通過(guò)導(dǎo)管220接收粗合成氣。將粗合成氣流引導(dǎo)到主吸收 器302，其中粗合成氣流接觸至少一部分貧酸性氣體的溶劑，所述溶劑從粗合成氣流去除至 少一部分選擇的酸性氣體組分，以產(chǎn)生清潔合成氣流。去除的酸性氣體組分保留在溶劑內(nèi)， 從而形成第一富酸性氣體的溶劑流。在所述示例性實(shí)施方案中，此類(lèi)酸性氣體組分包括但 不限于CO2、COS和H2S。富溶劑通過(guò)導(dǎo)管306從主吸收器302引導(dǎo)，并且貧溶劑通過(guò)導(dǎo)管342引入主吸收 器302。將第一富溶劑流在傳熱裝置304中加熱，并通過(guò)導(dǎo)管310引導(dǎo)到閃蒸槽308。第一 富溶劑流在槽308內(nèi)通過(guò)預(yù)定壓降閃蒸，以便從富溶劑去除基本部分的夾帶C02、C0S*H2S。 隨后，形成具有夾帶的至少部分富溶劑的閃蒸氣流。具體地講，閃蒸氣流包括第一濃度的氣 態(tài)CO2、第一濃度的COS和第一濃度的H2S。另外形成具有部分C02、COS和H2S的第二富溶 劑流。第二富溶劑流中C02/C0S/H2S酸性氣體濃度小于第一富溶劑流中C02/C0S/H2S酸性氣 體濃度。第二富溶劑流通過(guò)導(dǎo)管320引導(dǎo)到汽提塔318，閃蒸氣流通過(guò)導(dǎo)管314和傳熱裝 置316引導(dǎo)到第一相分離器312。裝置316有利于冷卻閃蒸氣流，以便有利于由分離器312 去除液體。將部分包括溶劑和水的液體去除，以形成部分溶劑和水流，此流通過(guò)導(dǎo)管322引 導(dǎo)到汽提塔318。部分溶劑和水流中C02/C0S/H2S酸性氣體濃度小于第二富溶劑流中CO2/ C0S/H2S酸性氣體濃度。另外由分離器312形成第一整合氣流，如以下進(jìn)一步討論，其中第 一整合氣流中C02/C0S/H2S酸性氣體與溶劑的比率大于閃蒸氣流中C02/C0S/H2S酸性氣體與 溶劑的比率。
酸性氣體汽提塔318分別通過(guò)導(dǎo)管320和322接收第二富溶劑流和部分溶劑和水流，其中在這兩個(gè)流內(nèi)夾帶的基本部分C02、C0S和H2S從溶劑汽提。因此使富溶劑再生成貧 溶劑和從溶劑汽提的基本部分其余夾帶的co2、COS和H2S,以形成第一 CO2/COS/H2S酸性氣 體流。第一 CO2/COS/H2S酸性氣體流包含第三CO2濃度、第三COS濃度、第三H2S濃度和第一 濃度的水，其中第三C02、COS和H2S濃度不分別涉及上述第一和第二 C02、COS和H2S濃度。經(jīng)再生的貧溶劑通過(guò)導(dǎo)管326從汽提塔318引導(dǎo)到再沸器324，在其中加熱貧溶 齊U。使一部分熱貧溶劑通過(guò)導(dǎo)管328循環(huán)回到汽提塔318，以有利于蒸氣在汽提塔318內(nèi) 沸騰，這隨后有利于汽提塔318的液-氣汽提操作。其余貧溶劑通過(guò)泵330和導(dǎo)管332和 334作為熱貧溶劑流引導(dǎo)到傳熱裝置304。另外通過(guò)子系統(tǒng)344和導(dǎo)管332將補(bǔ)充貧溶劑 引導(dǎo)到熱貧溶劑流。熱貧溶劑通過(guò)裝置304將熱量轉(zhuǎn)移到第一富溶劑流，在裝置304中加 熱第一富溶劑流，并使熱貧溶劑流冷卻成溫?zé)岬呢毴軇┝鳌責(zé)嶝毴軇┝魍ㄟ^(guò)泵338和導(dǎo) 管336引導(dǎo)到傳熱裝置340，其中溫?zé)嶝毴軇┝骼鋮s成冷卻貧溶劑流，冷卻貧溶劑流通過(guò)導(dǎo) 管342引導(dǎo)到主吸收器302，以代替從吸收器302引出的富溶劑，如上討論。第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流通過(guò)導(dǎo)管354和傳熱裝置352引導(dǎo)到第二相分離器 350。裝置352有利于冷卻第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流，以便有利于由分離器350去除液 體。將包括夾帶富溶劑的液體去除，以形成溶劑流，溶劑流通過(guò)泵356和導(dǎo)管358引導(dǎo)到汽 提塔318。另外由分離器350形成第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流，其中第二 C02/C0S/H2S酸 性氣體流中C02/H2S酸性氣體與溶劑的比率大于第一 C02/C0S/H2S酸性氣體流中C02/H2S酸 性氣體與溶劑的比率。另外，第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流包含第四CO2濃度、第四H2S濃度 和第二濃度的水。第二 CO2/COS/H2S酸性氣體流中的第二水濃度小于第一 CO2/COS/H2S酸性 氣體流中的第一水濃度。包含很少或不包含溶劑的第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流通過(guò)導(dǎo)管362和截止閥364 引導(dǎo)到SRU 360，其中閥364在子系統(tǒng)300運(yùn)行時(shí)一般打開(kāi)。SRU 360有利于形成二氧化硫 (SO2)和元素硫(S)。具體地講，第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流內(nèi)的一部分H2S與O2反應(yīng)成 S02。SO2進(jìn)一步與一部分剩余的H2S反應(yīng)成元素S和吐0。第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流內(nèi) 的一部分COS與H2O反應(yīng)成H2S和CO2,其中一些可進(jìn)一步如上所述轉(zhuǎn)化。SRU 360內(nèi)的未 轉(zhuǎn)化C02、C0S、S02和N2形成并組成SRU尾氣流，其中SRU尾氣流具有第五CO2濃度、第五濃 度COS和第五H2S濃度。生成的元素S通過(guò)相關(guān)的導(dǎo)管366從各SRU 360去除。閥369 —般打開(kāi)，因此，TCU 368通過(guò)導(dǎo)管370接收SRU尾氣流，并通過(guò)使未轉(zhuǎn)化 的SO2氫化生成H2S。第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流和SRU尾氣流內(nèi)的CO2部分基本上化學(xué) 不變，即，第四和第五CO2濃度分別基本類(lèi)似。因此，TCU 368形成第二整合氣流，其中CO2 與H2S的比率基本大于第二 C02/C0S/H2S酸性氣體流中CO2與H2S的比率。第二整合氣流通過(guò)導(dǎo)管374和閥376引導(dǎo)到鼓風(fēng)機(jī)372。第二整合氣流然后通過(guò) 導(dǎo)管380和閥382引導(dǎo)到LP CO2壓縮機(jī)378。隨后，第二整合氣流通過(guò)導(dǎo)管386和387和 閥388引導(dǎo)到HP CO2壓縮機(jī)384。然后，第二整合氣流通過(guò)導(dǎo)管224作為至少一部分最終 整合氣流引導(dǎo)到氣化反應(yīng)器208。閥376、382和388 —般在子系統(tǒng)300運(yùn)行時(shí)打開(kāi)。組裝酸性氣體組分減少系統(tǒng)的示例性方法包括使至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)300與至 少一個(gè)第一合成氣(合成氣體)流流通偶合，所述第一合成氣流具有至少一種具有第一酸 性氣體組分濃度的酸性氣體組分。所述方法還包括使至少一個(gè)整合吸收器402與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)300流通偶合。所述方法進(jìn)一步包括構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器402，使得至少一 個(gè)整合吸收器402的基本連續(xù)運(yùn)行有利于產(chǎn)生具有第二酸性氣體組分濃度的第二合成氣 流，所述第二酸性氣體組分濃度小于第一酸性氣體組分濃度。具體地講，使減硫子系統(tǒng)400與子系統(tǒng)300流通偶合。子系統(tǒng)400包括至少一個(gè) 整合吸收器402。吸收器402與主吸收器302的相似之處在于，吸收器302和402兩者均構(gòu) 造成用溶劑從流體流分離和去除預(yù)定組分。吸收器402與主吸收器302的不同之處在于， 吸收器402在低于主吸收器302的壓力操作，并且構(gòu)造成使CO2從H2S和COS選擇性分離， 所述H2S和COS保留在從第一相分離器312接收的第一整合氣流中。吸收器402也構(gòu)造成 產(chǎn)生第三整合氣流(未顯示)。分離器312通過(guò)多個(gè)導(dǎo)管404和截止閥406與吸收器402流通偶合，其中導(dǎo)管404 有利于第一整合氣流從分離器312引導(dǎo)到吸收器402。子系統(tǒng)400也包括通過(guò)截止閥412與第二貧溶劑導(dǎo)管410流通偶合的第一貧溶劑 導(dǎo)管408。導(dǎo)管410通過(guò)截止閥414與導(dǎo)管342流通偶合。導(dǎo)管410和408有利于至少一 部分冷卻的貧溶劑流從導(dǎo)管342引導(dǎo)到吸收器402。吸收器402通過(guò)多個(gè)導(dǎo)管416和截止閥418與汽提塔318流通偶合，其中導(dǎo)管416 有利于第三富溶劑流引導(dǎo)到汽提塔318。另外，子系統(tǒng)400還包括富溶劑存儲(chǔ)回路420。回 路420包括流通偶合到導(dǎo)管416的至少一個(gè)富溶劑轉(zhuǎn)移泵422。泵422構(gòu)造成通過(guò)至少一 個(gè)導(dǎo)管428和截止閥430將至少一部分第三富溶劑流從導(dǎo)管416通過(guò)冷卻器424泵送到富 溶劑儲(chǔ)槽426?；芈?20與汽提塔318流通偶合，其中包括截止閥434的多個(gè)導(dǎo)管432有利 于將預(yù)定部分富溶劑引導(dǎo)到汽提塔318。吸收器402也通過(guò)多個(gè)HP壓縮機(jī)旁通導(dǎo)管436和HP壓縮機(jī)旁通閥438與導(dǎo)管 386流通偶合。吸收器402進(jìn)一步通過(guò)多個(gè)CO2導(dǎo)管440和CO2閥442與導(dǎo)管387流通偶 合。導(dǎo)管440與多個(gè)排出-放空(discharge-to-flare)導(dǎo)管444和排出-放空閥446流 通偶合。導(dǎo)管440構(gòu)造成引導(dǎo)吸收器402產(chǎn)生的第三整合氣流。在所述示例性實(shí)施方案中，閥406、412、414、418、430、434、438、442和446為與控 制系統(tǒng)(未顯示)數(shù)據(jù)連通偶合的遠(yuǎn)程自動(dòng)操作閥。或者，閥406、412、414、418、430、434、 438,442和446為以有利于操作本文所述子系統(tǒng)400的方式操作的任何閥。在操作中，子系統(tǒng)400的部分在基本連續(xù)操作中，而其他部分在備用狀態(tài)，如以下 進(jìn)一步討論。閥406 —般打開(kāi)，并且第一整合氣流通過(guò)導(dǎo)管404基本連續(xù)地從第一相分離 器312引導(dǎo)到吸收器402。第一整合氣流接觸至少一部分貧溶劑，貧溶劑從第一整合氣流 去除至少一部分選擇的酸性氣體組分，以產(chǎn)生第三整合氣流。在所述示例性實(shí)施方案中，此 類(lèi)酸性氣體組分包括但不限于H2S和COS。第三整合氣流包括第七CO2濃度、第七COS濃度 和第七H2S濃度，其中第三整合氣流有很少或沒(méi)有在其內(nèi)夾帶的H2S和COS。去除的H2S和 COS保留在溶劑內(nèi)，從而形成第三富溶劑流。另外，閥418—般打開(kāi)，并且第三富溶劑流通過(guò)導(dǎo)管416從吸收器402引導(dǎo)到汽提 塔318，其中富溶劑以上述方式再生。另外，閥414和412—般打開(kāi)，使得冷卻的貧溶劑基本 連續(xù)地從導(dǎo)管342引導(dǎo)到吸收器402，以補(bǔ)充從吸收器402去除的富溶劑。另外，閥442 — 般打開(kāi)，使得第三整合氣流基本連續(xù)地從吸收器402引導(dǎo)到導(dǎo)管387。第三整合氣流與通過(guò) 壓縮機(jī)378引導(dǎo)通過(guò)導(dǎo)管386和387的整合氣流之一(以下進(jìn)一步討論)混合，以形成至少一部分最終整合氣流。另外，閥430 —般關(guān)閉，以便將基本所有的第三富溶劑流引導(dǎo)到汽提塔318。在需 要將預(yù)定部分第三富溶劑流引導(dǎo)到儲(chǔ)槽426的情況下，將閥430打開(kāi)，并操作泵422。引導(dǎo) 部分流通過(guò)冷卻器424，以去除正被引導(dǎo)到槽426的流部分中的至少一部分熱量。在將預(yù)定 部分第三富溶劑流引導(dǎo)到槽426時(shí)，使泵422停止，并且閥430關(guān)閉。類(lèi)似地，在需要將槽 426內(nèi)的預(yù)定部分富溶劑引導(dǎo)到汽提塔318的情況下，將閥434打開(kāi)，并引導(dǎo)溶劑通過(guò)導(dǎo)管 432。一旦已引導(dǎo)所需部分的溶劑，就將閥434關(guān)閉。在如上所述操作期間，一般將閥364和366打開(kāi)。然而，如果由于計(jì)劃操作原因或 設(shè)備跳閘要使SRU 360從運(yùn)行中退出，則通過(guò)關(guān)閉相關(guān)的閥364和366使受影響的SRU 360 從運(yùn)行中退出。通過(guò)其余運(yùn)行中SRU 360的另外流可降低運(yùn)行中SRU 360的效率。為了有 利于減小到運(yùn)行中SRU 360的流量，將閥418關(guān)閉，從而減小到汽提塔318的富溶劑流量， 汽提塔318隨后通過(guò)相分離器350減小從汽提塔318到運(yùn)行中SRU 360的第一 C02/C0S/ H2S酸性氣體流流量。對(duì)SRU 360的這種流量調(diào)節(jié)有利于操作運(yùn)行中SRU 360和TCU 368， 以便基本達(dá)到運(yùn)行中SRU 360和TCU 368的預(yù)定效率。另外，調(diào)節(jié)從汽提塔318到運(yùn)行中 SRU 360的第一 CO2AXVH2S酸性氣體流流量的這種方法有利于避免排放物釋放。另外，連 續(xù)保持吸收器402在運(yùn)行中和調(diào)節(jié)相關(guān)流流量的這種方法有利于避免在瞬時(shí)過(guò)程不適當(dāng) 排放物釋放，因?yàn)闇p小的H2S和COS濃度有利于增加這些化合物的環(huán)境適應(yīng)限度操作邊限。關(guān)閉閥418和基本排除從吸收器402進(jìn)入汽提塔318的富溶劑流同時(shí)保持通過(guò)導(dǎo) 管404進(jìn)入吸收器402的第一整合氣流流速需要打開(kāi)閥430并使泵422處于運(yùn)行中，從而 有利于連續(xù)操作吸收器402。在吸收器402中產(chǎn)生的富溶劑被引導(dǎo)到儲(chǔ)槽426，用于在較低 汽提塔318負(fù)載期間引導(dǎo)到汽提塔318?？墒归y434打開(kāi)，以有利于將富溶劑以促進(jìn)操作汽 提塔318的預(yù)定速率引導(dǎo)到汽提塔318。在使壓縮機(jī)384從運(yùn)行中脫離的情況下，由于計(jì)劃操作原因或設(shè)備跳閘，通過(guò)壓 縮機(jī)378引導(dǎo)的流可通過(guò)關(guān)閉閥388和閥442并打開(kāi)閥438和閥446引導(dǎo)到吸收器402， 從而通過(guò)導(dǎo)管436和440引導(dǎo)流通過(guò)吸收器402達(dá)到放空導(dǎo)管444。連續(xù)保持吸收器402 在運(yùn)行中和引導(dǎo)相關(guān)流的這種方法有利于避免在瞬時(shí)過(guò)程不適當(dāng)排放物釋放，因?yàn)闇p小的 H2S和COS濃度有利于增加這些化合物的環(huán)境適應(yīng)限度操作邊限。另外，如果IGCC設(shè)備100用多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)372、壓縮機(jī)378和384和相關(guān)導(dǎo)管380、 386和387以及閥376、382和388構(gòu)造，則可由于計(jì)劃操作原因或設(shè)備跳閘使一個(gè)鼓風(fēng)機(jī) 372和/或一個(gè)LP壓縮機(jī)378從運(yùn)行中脫離，同時(shí)引導(dǎo)相關(guān)流的增加部分通過(guò)其余部件和 吸收器402。引導(dǎo)相關(guān)流的這種方法有利于靈活性保持預(yù)定操作通過(guò)量。另外，連續(xù)保持吸 收器402在運(yùn)行中和調(diào)節(jié)相關(guān)流流量的這種方法有利于避免在瞬時(shí)過(guò)程不適當(dāng)排放物釋 放，因?yàn)闇p小的H2S和COS濃度有利于增加這些化合物的環(huán)境適應(yīng)限度操作邊限。通過(guò)基本連續(xù)減小經(jīng)導(dǎo)管224弓丨導(dǎo)到氣化反應(yīng)器208的最終整合氣流中H2S和COS 的濃度，減硫系統(tǒng)400有利于減小分別通過(guò)導(dǎo)管220和228引導(dǎo)的粗和清潔合成氣流中一 定濃度的含硫物質(zhì)，如但不限于H2S和COS。吸收器402基本連續(xù)處于運(yùn)行中，其中吸收器 402基本連續(xù)去除上述H2S和COS。具體地講，例如，減小通過(guò)導(dǎo)管224引導(dǎo)到氣化反應(yīng)器 208的最終整合氣流中H2S和CO2的濃度有利于通過(guò)在裝置221內(nèi)水解使冷卻粗合成氣流 中的COS轉(zhuǎn)化成H2S和C02。具體地講，主要由通過(guò)降低相關(guān)產(chǎn)物濃度改變相關(guān)化學(xué)反應(yīng)，增加COS到H2S和CO2的轉(zhuǎn)化率。這些H2S、COS和CO2濃度的減小有利于降低IGCC 100的相關(guān)基本建設(shè)成本。例如，減小與貧溶劑有關(guān)的前述部件的尺寸有利于減小主吸收器302的尺寸和貧溶劑到吸收 器302的流速。另外，貧溶劑到吸收器302的減小流速有利于減小傳熱裝置304和340的尺 寸和導(dǎo)管348、332、334、336和342和泵346,330和338的尺寸。另外，有利降低標(biāo)準(zhǔn)操作 成本，包括但不限于與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)再生制冷壓縮機(jī)和貧溶劑存料相關(guān)的輔助電力使用。另 夕卜，減小通過(guò)壓縮機(jī)384引導(dǎo)的H2S和COS的濃度有利于減小壓縮機(jī)384的尺寸和輔助電 力要求。減小輔助電力消耗有利于增加IGCC設(shè)備100的總效率。另外，HP壓縮機(jī)旁通導(dǎo)管436有利于在操作瞬時(shí)過(guò)程中繼續(xù)去除H2S和COS。此 類(lèi)瞬時(shí)過(guò)程包括但不限于使預(yù)定設(shè)備從運(yùn)行中脫離。這些脫離可由于計(jì)劃操作原因或未計(jì) 劃設(shè)備跳閘。因此，在一般操作期間通過(guò)導(dǎo)管404和在瞬時(shí)操作通過(guò)導(dǎo)管436保持H2S和 COS低于預(yù)定濃度有利于瞬時(shí)控制方案。具體地講，將預(yù)定邊限保持在H2S和COS濃度和環(huán) 境釋放限度之間有利于增加操作IGCC設(shè)備100的靈活性，同時(shí)減小環(huán)境釋放的可能性。圖3為IGCC發(fā)電設(shè)備100能夠使用的供選酸性氣體去除子系統(tǒng)500和硫去除子 系統(tǒng)600的示意圖。供選酸性氣體去除子系統(tǒng)500與子系統(tǒng)300相似，但有一些例外。子 系統(tǒng)500不包括TCU截止閥369、鼓風(fēng)機(jī)372和相關(guān)的導(dǎo)管374和閥376、LP壓縮機(jī)378和 相關(guān)的導(dǎo)管380和386和閥382和388。另外，子系統(tǒng)500包括使TCU 368與熱氧化器(未 顯示)偶合的導(dǎo)管590，熱氧化器用于去除和化學(xué)轉(zhuǎn)化從TGU 368引導(dǎo)的第三整合氣流(未 顯示)。因此，在供選的子系統(tǒng)500中，不將第三整合氣流引導(dǎo)到氣化系統(tǒng)200，這一般用子 系統(tǒng)300進(jìn)行。同樣，供選硫去除子系統(tǒng)600與子系統(tǒng)400相似，但有一些例外。子系統(tǒng)600不包 括HP壓縮機(jī)旁通導(dǎo)管436和相關(guān)的閥438。另外，子系統(tǒng)600包括使至少一部分TCU 368 與SRU入口導(dǎo)管362流通偶合的SRU循環(huán)導(dǎo)管656。導(dǎo)管656構(gòu)造成將至少一部分由TCU 368形成的第三整合氣流引導(dǎo)到SRU 360，用于另外的化學(xué)轉(zhuǎn)化。一般打開(kāi)的閥658位于導(dǎo) 管656內(nèi)。因此，閥658和導(dǎo)管656有利于使至少一部分由TCU 368形成的第三整合氣流基 本連續(xù)地循環(huán)到SRU 360，用于另外的化學(xué)轉(zhuǎn)化。這種循環(huán)有利于SRU 360的效率。為了 進(jìn)一步有利于此效率，可通過(guò)關(guān)閉閥418減小到SRU 360的流量，從而減小到汽提塔318的 富溶劑流量，汽提塔318隨后通過(guò)相分離器350減小從汽提塔318到SRU 360的第一 CO2/ C0S/H2S酸性氣體流流量。對(duì)SRU 360的這種流量調(diào)節(jié)有利于操作SRU 360和TCU 368，以 便基本達(dá)到SRU 360和TCU 368的預(yù)定效率。另外，調(diào)節(jié)從汽提塔318到SRU 360的第一 CO2AXVH2S酸性氣體流流量的這種方法有利于避免排放物釋放。關(guān)閉閥418和基本排除從吸收器402進(jìn)入汽提塔318的富溶劑流同時(shí)保持通過(guò)導(dǎo) 管404進(jìn)入吸收器402的第一整合氣流流速需要打開(kāi)閥430并使泵422處于運(yùn)行中，從而 有利于連續(xù)操作吸收器402。在吸收器402中產(chǎn)生的富溶劑被引導(dǎo)到儲(chǔ)槽426，用于在較低 汽提塔318負(fù)載期間引導(dǎo)到汽提塔318。可使閥434打開(kāi)，以有利于將富溶劑以促進(jìn)操作汽 提塔318的預(yù)定速率引導(dǎo)到汽提塔318。本文所述制備合成氣體或合成氣的方法和裝置有利于操作整合氣化組合循環(huán) (IGCC)發(fā)電設(shè)備，更具體地講，有利于操作合成氣制備系統(tǒng)。具體地講，增加從合成氣制備流體流去除硫化氫(H2S)和硫化羰(COS)提高合成氣制備效率。更具體地講，降低到氣化反應(yīng)器的二氧化碳(CO2)進(jìn)料流中H2S和CO2的濃度有利于降低引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪機(jī)的清潔 合成氣內(nèi)雜質(zhì)的濃度。另外，構(gòu)造整合吸收器以如本文所述基本連續(xù)去除H2S和COS有利 于最佳地操作合成氣制備過(guò)程，以便有利于提高IGCC設(shè)備制備效率，從而有利于降低操作 成本。另外，連續(xù)保持吸收器在運(yùn)行中和調(diào)節(jié)相關(guān)氣流流量的這種方法有利于避免不適當(dāng) 排放物釋放，因?yàn)闇p小的H2S和COS濃度有利于增加這些化合物的環(huán)境適應(yīng)限度操作邊限。 另外，如本文所述制備此類(lèi)合成氣的方法和設(shè)備有利于減少與制造這種IGCC設(shè)備相關(guān)的 資本成本。以上詳細(xì)描述了與IGCC設(shè)備相關(guān)的合成氣制備的示例性實(shí)施方案。這些方法、裝 置和系統(tǒng)既不限于本文所述的具體實(shí)施方案，也不限于具體圖示說(shuō)明的IGCC設(shè)備。另外， 這些方法、裝置和系統(tǒng)不限于IGCC設(shè)備，并且可裝入設(shè)施內(nèi)，這些設(shè)施一般包括但不限于 氫制備、費(fèi)_托燃料制備過(guò)程以及氣化系統(tǒng)和氣體凈化系統(tǒng)。雖然已在不同的具體實(shí)施方案方面描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí) 至IJ，可在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明作出修改。
權(quán)利要求
一種組裝酸性氣體組分減少系統(tǒng)的方法，所述方法包括使至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)與至少一個(gè)第一合成氣(合成氣)流流通偶合，所述第一合成氣流具有至少一種具有第一酸性氣體組分濃度的酸性氣體組分；使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合；和構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，使得至少一個(gè)整合吸收器的基本連續(xù)運(yùn)行有利于產(chǎn)生具有第二酸性氣體組分濃度的第二合成氣流，所述第二酸性氣體組分濃度小于第一酸性氣體組分濃度。
2.權(quán)利要求1的方法，所述方法進(jìn)一步包括使第二合成氣流與第一合成氣流源偶合， 從而有利于降低第一酸性氣體組分濃度。
3.權(quán)利要求1的方法，其中使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合包 括構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，以接收包含至少一部分至少一種酸性氣體組分的基本連續(xù)流 體流。
4.權(quán)利要求1的方法，其中使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合包括在至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)造至少一個(gè)第一導(dǎo)管，以將包含二氧化碳(CO2)和至少一 部分至少一種酸性氣體組分的至少一個(gè)酸去除物質(zhì)流引導(dǎo)到至少一個(gè)相分離裝置；構(gòu)造至少一個(gè)相分離裝置，以從至少一部分至少一個(gè)酸去除物質(zhì)流分離至少一部分 CO2和至少一部分至少一種酸性氣體組分，從而形成至少一個(gè)CO2/酸性氣體流體流；和在至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)造至少一個(gè)第二導(dǎo)管，以將至少一個(gè)CO2/酸性氣體流引導(dǎo) 到至少一個(gè)整合吸收器。
5.權(quán)利要求4的方法，其中使至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)與至少一個(gè)第一合成氣流流通偶合 包括至少下列之一使至少一個(gè)相分離裝置與至少一個(gè)CO2/酸性氣體流流通偶合；和使至少一個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)變裝置與至少一個(gè)CO2/酸性氣體流流通偶合。
6.權(quán)利要求5的方法，其中使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合進(jìn) 一步包括使至少一個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)變裝置與至少一個(gè)整合吸收器流通偶合；和使至少一個(gè)酸去除物質(zhì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)與至少一個(gè)整合吸收器流通偶合。
7.權(quán)利要求6的方法，其中使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合進(jìn) 一步包括構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管，以將至少一部分至少一個(gè)CO2/酸性氣體流引導(dǎo)到至少一個(gè)化 學(xué)轉(zhuǎn)變裝置；和構(gòu)造至少一個(gè)第四導(dǎo)管，以將至少一部分至少一個(gè)CO2/酸性氣體流引導(dǎo)到至少一個(gè)整 合吸收器。
8.權(quán)利要求6的方法，其中構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管包括下列之一構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管，以形成包含低于第一預(yù)定限度的第二酸性氣體組分濃度的第 一整合氣流，從而形成第一貧酸性氣體流；和構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管，以形成包含低于第二預(yù)定限度的第二酸性氣體組分濃度的第 二整合氣流，從而形成第二貧酸性氣體流。
9.權(quán)利要求8的方法，其中構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器以接收基本連續(xù)流體流包括構(gòu) 造至少一個(gè)整合吸收器，以增加第一和第二酸性氣體組分濃度之間的邊限，所述邊限有利 于增加第二酸性氣體組分濃度和第一和第二預(yù)定限度之間的邊限，從而有利于瞬時(shí)控制方案。
10.權(quán)利要求8的方法，其中構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管以形成第一整合氣流包括構(gòu)造至 少一個(gè)第三導(dǎo)管，以引導(dǎo)至少一部分第一貧酸性氣體流，使得至少一部分第一貧酸性氣體 流從至少一個(gè)整合吸收器旁通過(guò)。
11.權(quán)利要求8的方法，其中構(gòu)造至少一個(gè)第三導(dǎo)管以形成第二整合氣流包括構(gòu)造至 少一個(gè)第三導(dǎo)管，以將至少一部分第二富酸性氣體流引導(dǎo)到至少一個(gè)整合吸收器。
12.權(quán)利要求6的方法，其中使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合 進(jìn)一步包括構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，以接收至少一部分至少一個(gè)CO2/酸性氣體流；構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，以通過(guò)至少一部分酸去除物質(zhì)從至少一個(gè)CO2/酸性氣體流 去除至少一部分CO2和至少一部分至少一種酸性氣體組分，從而形成至少一個(gè)富酸物質(zhì)流； 禾口構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，以將至少一部分至少一個(gè)富酸物質(zhì)流引導(dǎo)到至少一個(gè)酸去 除物質(zhì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)。
13.一種減硫系統(tǒng)，所述減硫系統(tǒng)包括至少一個(gè)整合吸收器，其中所述至少一個(gè)整合吸收器構(gòu)造成基本連續(xù)運(yùn)行；和與所述至少一個(gè)整合吸收器和至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)導(dǎo)管，其中所 述至少一個(gè)整合吸收器、至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)和所述至少一個(gè)導(dǎo)管構(gòu)造成有利于減小至少 一個(gè)流體流內(nèi)硫的濃度。
14.權(quán)利要求13的減硫系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)整合吸收器進(jìn)一步構(gòu)造成產(chǎn)生整合氣 流，其中硫濃度低于預(yù)定限度，從而形成貧硫流。
15.權(quán)利要求14的減硫系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)整合吸收器進(jìn)一步構(gòu)造成基本連續(xù)接 收流體流，所述流體流包含至少一些硫化氫(H2S)、至少一些硫化羰(COS)和至少一些二氧 化碳(CO2)。
16.一種整合氣化組合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備，包括至少一個(gè)氣化系統(tǒng)，所述氣化系統(tǒng)構(gòu)造成產(chǎn)生含酸性氣體的粗氣流；至少一個(gè)酸性氣體去除子系統(tǒng)，所述酸性氣體去除子系統(tǒng)構(gòu)造成從粗氣流去除至少一 部分酸性氣體；和與所述至少一個(gè)酸性氣體去除子系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)減硫子系統(tǒng)，所述減硫子系 統(tǒng)包括至少一個(gè)整合吸收器，其中所述至少一個(gè)整合吸收器構(gòu)造成基本連續(xù)運(yùn)行；和與所述至少一個(gè)整合吸收器和至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合的至少一個(gè)導(dǎo)管，其中所 述至少一個(gè)整合吸收器、至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)和所述至少一個(gè)導(dǎo)管構(gòu)造成有利于減小至少 一個(gè)流體流內(nèi)硫的濃度。
17.權(quán)利要求16的IGCC發(fā)電設(shè)備，其中所述至少一個(gè)整合吸收器進(jìn)一步構(gòu)造成產(chǎn)生整 合氣流，其中硫濃度低于預(yù)定限度，從而形成貧硫流。
18.權(quán)利要求17的IGCC發(fā)電設(shè)備，其中所述至少一個(gè)整合吸收器進(jìn)一步構(gòu)造成基本連 續(xù)接收流體流，所述流體流包含至少一些硫化氫(H2S)、至少一些硫化羰(COS)和至少一些 二氧化碳(CO2)。
19.權(quán)利要求18的IGCC發(fā)電設(shè)備，所述IGCC發(fā)電設(shè)備進(jìn)一步包括至少一個(gè)水解裝置， 所述水解裝置至少部分構(gòu)造成使至少一部分COS化學(xué)轉(zhuǎn)化成H2S和CO2,從而有利于減小粗 氣流中H2S的濃度和COS的濃度。
20.權(quán)利要求19的IGCC發(fā)電設(shè)備，所述IGCC發(fā)電設(shè)備構(gòu)造成至少部分由通過(guò)所述至 少一個(gè)整合吸收器和所述至少一個(gè)水解裝置促進(jìn)的粗氣流中H2S濃度降低和COS濃度降低 減小，有利減小溶劑質(zhì)量流速和功率消耗率。
全文摘要
組裝酸性氣體組分減少系統(tǒng)的方法包括使至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)與至少一個(gè)第一合成氣(合成氣)流流通偶合，所述第一合成氣流具有至少一種具有第一酸性氣體組分濃度的酸性氣體組分。所述方法還包括使至少一個(gè)整合吸收器與至少一個(gè)酸去除系統(tǒng)流通偶合。所述方法進(jìn)一步包括構(gòu)造至少一個(gè)整合吸收器，使得至少一個(gè)整合吸收器的基本連續(xù)運(yùn)行有利于產(chǎn)生具有第二酸性氣體組分濃度的第二合成氣流，所述第二酸性氣體組分濃度小于第一酸性氣體組分濃度。
文檔編號(hào)C01B3/50GK101809126SQ200880110394
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者P·撒克, S·納法 申請(qǐng)人:通用電氣公司