來自氣化器的排放物的捕集和儲存的制作方法

來自氣化器的排放物的捕集和儲存的制作方法
【專利摘要】本發明涉及來自氣化器的排放物的捕集和儲存。系統包括捕集系統、儲存系統和返回系統。捕集系統構造成在氣化系統的起動操作期間接收來自氣化系統的出口氣體并使用可再生材料提取出口氣體的成分氣體。儲存系統聯接于捕集系統，并且構造成儲存由捕集系統提取的成分氣體。返回系統構造成在氣化系統的正常操作期間使成分氣體從儲存系統返回至氣化系統。
【專利說明】來自氣化器的排放物的捕集和儲存
【技術領域】
[0001]本文中公開的主題涉及氣化系統，并且更具體地，涉及減少氣化系統的排放物的系統和方法。
【背景技術】
[0002]氣化系統生成可用于多種目的(諸如功率產生或化學合成)的合成氣體(合成氣)。例如，整體煤氣化聯合循環(IGCC)動力設備可從各種含碳原料(諸如煤或天然氣)生成電。合成氣的生成通常產生附加的副產物，諸如二氧化碳(CO2)、氯化物和硫化物。因此，可合乎需要的是通過去除這些副產物的一部分而處理合成氣。氣化系統可采用多種處理過程(諸如洗滌器和封存過程)，以減小來自氣化系統的副產物和隨后的排放物的量。遺憾的是，這些處理過程可在氣化系統的起動期間為不完全運行的，這降低氣化系統的效率并且增加排放物。

【發明內容】

[0003]在下面概括在范圍上與最初要求權利的本發明相稱的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求權利的本發明的范圍，而是相反地，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概括。實際上，本發明可包含可與在下面提出的實施例相似或不同的各種形式。
[0004]在第一實施例中，一種系統包括捕集系統、儲存系統和返回系統。捕集系統構造成在氣化系統的起動操作期間接收來自氣化系統的出口氣體并使用可再生材料提取出口氣體的成分氣體。儲存系統聯接于捕集系統，并且構造成儲存由捕集系統提取的成分氣體。返回系統構造成在氣化系統的正常`操作期間使成分氣體從儲存系統返回至氣化系統。
[0005]在第二實施例中，一種系統包括第一氣化列(train)和儲存列。第一氣化列構造成在正常操作期間生成并處理合成氣并在起動操作期間生成燃燒產物。儲存列聯接于第一氣化列。另外，儲存列包括捕集系統、儲存系統和返回系統。捕集系統聯接于第一氣化列，并且構造成接收來自第一氣化列的燃燒產物或合成氣并從燃燒產物或合成氣提取成分氣體。儲存系統聯接于捕集系統，并且構造成儲存來自捕集系統的成分氣體。返回系統聯接于儲存系統和第一氣化列，并且構造成使成分氣體返回至第一氣化列。
[0006]在第三實施例中，一種方法包括使用傳感器檢測氣化列的氣化器的操作條件。該方法還包括使用控制器基于操作條件來確定氣化器是以起動模式還是以正常模式操作。當氣化器以起動模式操作時，該方法包括捕集來自氣化器的氣體、使用捕集系統提取氣體的成分，以及將氣體的成分儲存在儲存系統中。當氣化器以正常模式操作時，該方法包括使用返回系統使氣體的成分返回至氣化列。
[0007]—種系統，其包括:捕集系統，其構造成在氣化系統的起動操作期間接收來自氣化系統的出口氣體并使用可再生材料提取出口氣體的成分氣體；儲存系統，其聯接于捕集系統并且構造成儲存由捕集系統提取的成分氣體；以及返回系統，其構造成在氣化系統的正常操作期間使成分氣體從儲存系統返回至氣化系統。[0008]優選地，返回系統構造成生成可再生材料并使可再生材料返回至捕集系統。
[0009]優選地，捕集系統構造成基于作為氣化系統的起動操作的指示的氣化系統的操作條件來接收出口氣體，其中，操作條件包括溫度、壓力、流率、液位、或氣體濃度或它們的任何組合。[0010]優選地，返回系統構造成基于作為氣化系統的正常操作的指示的氣化系統的操作條件來使成分氣體返回，其中，操作條件包括溫度、壓力、流率、液位、或氣體濃度或它們的任何組合。
[0011 ] 優選地，系統包括預熱列，其構造成接收來自捕集系統的出口氣體并利用出口氣體的一部分預熱整體煤氣化聯合循環系統。
[0012]優選地，系統包括構造成接收來自捕集系統的出口氣體并將出口氣體的一部分釋放至大氣的排出部。
[0013]一種系統，其包括:第一氣化列，其構造成在正常操作期間生成并處理合成氣并在起動操作期間生成燃燒產物；以及儲存列，其聯接于第一氣化列，其中，儲存列包括:捕集系統，其聯接于第一氣化列，并且構造成接收燃燒產物或合成氣并從燃燒產物或合成氣提取成分氣體；儲存系統，其聯接于捕集系統，并且構造成儲存來自捕集系統的成分氣體；以及返回系統，其聯接于儲存系統和第一氣化列，并且構造成使成分氣體返回至第一氣化列。
[0014]優選地，第一氣化列包括:氣化器，其構造成接收燃料和氧化劑并將燃料和氧化劑轉化為燃燒產物或合成氣；合成氣洗滌器，其聯接于氣化器，并且構造成減小來自合成氣的第一雜質的量；以及氣體處理系統，其聯接于合成氣洗滌器，并且構造成減小合成氣中的第二雜質的量。
[0015]優選地，儲存列的捕集系統配置在氣化器的下游和合成氣洗滌器的上游。
[0016]優選地，返回系統構造成使成分氣體返回至氣化器、或氣體處理系統，或它們的組
八
口 ο
[0017]優選地，系統包括:傳感器，其聯接于氣化器，并且構造成感測氣化器的操作條件；第一控制閥，其配置在使第一氣化列連接于儲存列的捕集系統的第一管道中；第二控制閥，其配置在使儲存列的返回系統連接于第一氣化列的第二管道中；以及控制器，其聯接于傳感器以及第一和第二控制閥，其中，控制器構造成調節第一和第二控制閥，以基于操作條件選擇性地實現第一氣化列與儲存列之間的流。
[0018]優選地，控制器構造成調節第一控制閥以使燃燒產物能夠在氣化器的操作條件處于瞬態時、或在氣化器的操作條件小于閾值時，或它們的組合，作為起動操作的指示，從第一氣化列流動至捕集系統。
[0019]優選地，控制器構造成調節第二控制閥以使成分氣體能夠在氣化器的操作條件處于穩態時、或在氣化器的操作條件大于或等于閾值時，或它們的組合，作為正常操作的指示，從返回系統流動至第一氣化列。
[0020]優選地，系統包括呈與第一氣化列共用的構型的、聯接于儲存列的第二氣化列。
[0021]優選地，系統包括:第一傳感器，其聯接于第一氣化列，并且構造成感測第一氣化列的第一操作條件；第二傳感器，其聯接于第二氣化列，并且構造成感測第二氣化列的第二操作條件；第一控制閥，其配置在使第一氣化列連接于儲存列的第一管道中；第二控制閥，其配置在使第二氣化列連接于儲存列的第二管道中；控制器，其聯接于第一和第二傳感器以及第一和第二控制閥，并且構造成至少部分地基于第一和第二操作條件來選擇性地實現第一氣化列與儲存列之間和/或第二氣化列與儲存列之間的流。
[0022]優選地，系統包括具有第二捕集系統并且可移除地聯接于第二氣化列和儲存列的儲存系統的移動滑行器，其中，第二捕集系統構造成接收來自第二氣化列的第二出口氣體并從第二出口氣體提取第二成分氣體，并且移動滑行器構造成與第二氣化列分離以作為批量過程將第二成分氣體從第二氣化列輸送至儲存列。
[0023]一種方法，其包括:使用傳感器檢測氣化列的氣化器的操作條件；使用控制器基于操作條件來確定氣化器是以起動模式還是以正常模式操作；當氣化器以起動模式操作時，使用捕集系統捕集來自氣化器的氣體并提取氣體的成分；當氣化器以起動模式操作時，將氣體的成分儲存在儲存列中；以及當氣化器以正常模式操作時，使用返回系統使氣體的成分返回至氣化列。
[0024]優選地，基于操作條件來確定氣化器是以起動模式還是以正常模式操作包括將操作條件與閾值操作條件進行比較或確定操作條件是否處于瞬態中的至少一個，或它們的組
口 ο
[0025]優選地，使氣體的成分返回至氣化列包括基于操作條件來使氣體的成分選擇性地返回至氣化列的氣化器或氣體處理系統。
[0026]優選地，捕集和儲存氣體的成分包括:作為批量過程將來自氣化器的氣體的成分捕集在移動滑行器單元中；以及將氣體的成分從移動滑行器輸送至儲存列。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]當參考附圖閱讀下列詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，在該附圖中，同樣的附圖標記遍及附圖表示同樣的部件，其中:` 圖1是包括具有捕集系統、儲存系統和返回系統的儲存列的氣化系統的實施例的示意
圖；
圖2是圖1的捕集系統的實施例的示意圖，示出了用以捕集排放物的吸收器系統；
圖3是圖1的捕集系統的實施例的示意圖，示出了用以捕集排放物的溶劑系統；
圖4是流程圖，示出了根據本技術的方面的用以在起動操作期間減少氣化系統的排放物的方法的實施例；
圖5是氣化系統的實施例的示意圖，示出了呈共用構型的聯接于單個儲存列的多個氣化列；以及
圖6是氣化系統的實施例的示意圖，示出了根據本技術的方面的聯接于移動滑行器(skid)以減少排放物的氣化列。
[0028]部件列表 10氣化系統 12氣化列
14儲存列 13燃料 15氧化劑 16氣化器18合成氣洗漆器
20氣體處理系統
22朝向下游用戶的流
24捕集系統
26預熱列
28排出部
30儲存系統
32返回系統
34傳感器
36控制器
38管道
40管道
42控制閥
44控制閥
46吸收器
48 吸收劑源
50容器
52溶劑源
54方框
56方框
58方框
60方框
62方框
64方框
66氣化列
68氣化列
70管道
72管道
74管道
76管道
78管道
80管道
82控制閥
84控制閥
86控制閥
88控制閥
90控制閥
92控制閥
94傳感器96傳感器 98移動滑行器 100氣化列 102捕集系統 104管線 106儲存系統。
【具體實施方式】
[0029]將在下面描述本發明的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可不在說明書中描述實際實施的所有特征。應當理解，在任何這種實際實施的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須作出許多特定實施決定以實現開發者的特定目的，諸如符合系統相關且商業相關的約束，這可從一個實施變化到另一個實施。此外，應當理解，這種開發努力可為復雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術人員而言，仍將是設計、制作和制造的日常工作。
[0030]當介紹本申請的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個或更多個。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。
[0031]本公開涉及用于在起動期間減少氣化系統的排放物的系統和方法。特別地，儲存列可在氣化列的起動期間捕集和儲存排放物(例如，二氧化碳、氯化物或硫化物)。氣化列可典型地包括用以減少排放物的處理系統，但是這些處理系統可在起動期間為低效或不能操作的。一旦氣化列已完成起動順序，則儲存列使儲存的排放物返回至氣化列用于由此時操作的處理系統處理。可另外在起動期間釋放至大氣的排放物在起動之后在下游系統中使用，由此減少氣化系統的排放物。
[0032]現在轉向附圖，圖1示出了包括氣化列12和儲存列14的氣化系統10的實施例。氣化列12接收燃料13和氧化劑15，并且使燃料13和氧化劑15在氣化器16內反應以形成反應產物。形成的反應產物的類`型可取決于氣化列12的操作模式。例如，當氣化列12以起動模式操作時，氣化器16可使燃料13和氧化劑15燃燒成燃燒產物。另外，起動模式可由低于設計或瞬時的操作條件(例如，流率、液位、濃度、溫度或壓力)大體限定。起動模式期間的燃燒反應提供可用于預熱氣化列12的下游構件的熱。當氣化列12以正常模式操作時，氣化器16可使燃料13和氧化劑15反應以形成用于諸如功率生成或化學合成的目的的合成氣。正常模式可由穩態操作條件或在設計條件下的操作大體限定。
[0033]在正常操作期間，未處理的合成氣從氣化器16流動至合成氣洗滌器18。合成氣洗滌器18使用例如水淬減小合成氣中包含的雜質(例如，顆粒和氯化物)的量。接著，洗滌的合成氣流動至氣體處理系統20，其中，硫化物、二氧化碳和/或其它雜質從合成氣去除。氣體處理系統20可采用各種方法來去除這些雜質。這些去除方法可包括化學或物理吸收、吸收、低溫、膜、陶瓷、微生物或海藻系統，或它們的任何組合。在某些實施例中，氣體處理系統20可包括酸性氣體去除(AGR)單元和/或碳捕集單元。處理的合成氣離開氣體處理系統20并且流向合成氣的下游用戶22。在某些實施例中，下游用戶22可包括用以產生功率的整體煤氣化聯合循環(IGCC)動力設備、用以產生甲醇的化工設備，或其它用戶。下游用戶22還可包括用以減少氣化列12的排放物的二氧化碳捕集和封存(CO2 C&S)系統。[0034]遺憾的是，在氣化列的起動操作期間，合成氣洗滌器18和氣體處理系統20可為低效或不能操作的。另外，在起動操作期間由氣化器16產生的燃燒產物可比在正常操作期間產生的合成氣較不適合于下游用戶22。因此，儲存列14可使用捕集系統24在起動操作期間捕集燃燒產物的一部分。例如，捕集系統24可接收來自氣化器16的出口氣體，并且從出口氣體提取成分氣體。接著，剩余氣體可發送至預熱列26，以加熱氣化系統10的各種構件。例如，預熱列26可例如通過提供熱而預熱IGCC系統，以在熱回收蒸汽發生器(HRSG)中生成蒸汽，或用于其它預熱。另外或可選地，剩余氣體可發送至排出部28，其中，剩余氣體根據聯邦、州和市政規定釋放至大氣。取決于氣化列12的操作模式，由捕集系統24接收的出口氣體可為燃燒產物或合成氣。另外，提取的成分氣體可為二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、另一種燃燒產物或副產物，或它們的任何組合。因此，捕集系統24的某些實施例可提取一種或更多種成分氣體。成分氣體可使用可再生材料(諸如吸收劑、溶劑或膜)提取，這可比其它提取成分氣體的方法更有效。因此，在某些實施例中，成分氣體可使用吸收器、溶劑或另一種合適的方法或材料提取，如將在圖2和圖3中在下面進一步描述的。
[0035]提取的成分氣體從捕集系統24流動至儲存系統30，其在氣化列12的起動期間儲存成分氣體。儲存系統30可采用多個儲存罐或其它壓力容器來儲存提取的成分氣體。在某些實施例中，提取的成分可以以蒸氣、液體或固體的形式儲存。實際上，提取的成分的相可取決于捕集系統24的提取方法。因此，儲存系統30可包括各種構件，諸如控制閥、熱交換器、固體濃縮器和其它裝備，以便于提取的成分作為蒸氣、液體或固體儲存。因此，儲存系統30可基于提取的成分的相和提取方法因實施例而異。在當前設想的實施例中，儲存系統30可保持提取的成分直到氣化列12處于正常操作。
[0036]一旦氣化列12處于正常操作，則提取的成分可引導至返回系統32。返回系統32通過例如施加熱或減小壓力而使提取的成分演變為蒸氣相。然而，在某些實施例中，提取的成分可遍及捕集系統24和儲存系統30保持在蒸氣相下。因此，返回系統32可不涉及提取的成分的相變。另外，可合乎需要的是將提取的成分維持在氣相、液相或固相下。如示出的，返回系統32將提取的成分氣體傳送回到氣化列12。提取的成分氣體可返回至氣化列12的各個位置，諸如氣化器16、氣體處理系統20或兩者。如先前討論的，氣體處理系統20可封存提取的成分氣體，由此減少氣化列10的排放物。在某些實施例中，返回系統32還可使由捕集系統24使用的可再生材料再生。例如，吸收劑可吸收捕集系統24中的C02。將熱施加于返回系統32中的吸收劑可使氣態CO2演變并且使吸收劑再生用于在捕集系統24中的進一步使用。因此，返回系統32還可使再生的吸收劑返回至捕集系統24。返回系統32中的吸收劑的再生可減小使用的可再生材料的量，由此提聞儲存列14的效率。
[0037]氣化系統10可包括用于監測操作條件并控制儲存列14的操作的構件。如示出的，氣化列12包括聯接于氣化器16的一個或更多個傳感器34。傳感器34可檢測與氣化器16相關的一個或更多個操作條件。在某些實施例中，操作條件可為溫度、壓力、流率、氣化器16內的流體的液位、氣體濃度，或它們的任何組合。因此，傳感器34可包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、氣體分析器，或它們的任何組合。在檢測操作條件之后，每個傳感器34可將每個操作條件傳輸至控制器36。控制器36可使用操作條件來確定氣化列12是以起動模式還是以正常模式操作。例如，傳感器34可檢測壓力。如果檢測的壓力低于閾值壓力，則檢測的壓力可指示起動模式。相反地，如果檢測的壓力大于閾值壓力，則檢測的壓力可指示正常模式。在某些實施例中，傳感器34可檢測多種類型的操作條件(例如，溫度和壓力)，并且控制器可選擇性地使用操作條件來確定氣化列12的操作模式。
[0038]另外或可選地，檢測的壓力可為瞬時的(例如，在時間段內顯著地改變)或穩態的(例如，在時間段內近似恒定或由于環境變量的隨機變化而稍微變化)。因此，瞬態可指示起動模式，而穩態可指示正常模式。例如，氣化列12的起動可在時間段(例如，12小時)內發生。控制器36可確定檢測的壓力對于24小時的時段而言為瞬時的，并且檢測的壓力此后為穩態的。在某些實施例中，控制器36可計算檢測的壓力在時間段(例如，15分鐘)內的變化。如果該變化高于閾值，則控制器36可確定壓力為瞬時的，并且隨后確定氣化列12處于起動模式。然而，如果該變化低于閾值，則控制器36可確定壓力為穩態的并且氣化列12處于正常模式。前面提到的用于確定起動操作和正常操作的方法僅經由實例給出，并且不意圖為限制的。實際上，可預想其它方法，諸如通過使用操作員輸入。
[0039]如先前討論的，儲存列14的操作可基于氣化列12的操作。當氣化列12處于起動模式時，儲存列14捕集并儲存從氣化列12提取的氣體。一旦氣化列12處于正常模式，則儲存列14使提取的氣體返回至氣化列12。如示出的，管道38和40使氣化列12聯接于儲存列14。特別地，管道38使氣化器16聯接于捕集系統24。相似地，管道40使返回系統32聯接于氣體處理系統20。管道38和隨后捕集系統24配置在氣化器16的直接下游和合成氣洗滌器18的直接上游。
[0040]氣化系統10還包括分別配置在管道38和40中的控制閥42和44。如示出的，控制閥42可實現或阻擋從氣化器16到捕集系統24的流。控制閥44可實現或阻擋從返回系統32到氣體處理系統20的流。在氣化列12的起動操作期間，控制器36可選擇性地使控制閥42開啟和使控制閥44閉合。開啟的控制閥42可使來自氣化器16的出口氣體能夠流動至捕集系統24，而閉合的控制閥44可阻擋提取的氣體返回至氣體處理系統20。在氣化列12的正常操作期間，控制器36可`選擇性地使控制閥42閉合和使控制閥44開啟。閉合的控制閥42可阻擋來自氣化器16的出口氣體流動至捕集系統24，而開啟的控制閥44可使提取的氣體能夠返回至氣體處理系統20。在某些實施例中，控制器36的控制邏輯可變化。例如，在顛倒的過程期間，可合乎需要的是操作捕集系統24，由此減少氣化器16在顛倒的過程期間的排放物。在下面關于圖2和圖3進一步討論捕集系統24的實施例。
[0041]圖2示出了用以從氣化器16的出口氣體提取成分氣體的捕集系統24的實施例。如在文中使用的，用語“富集”和“稀薄”可大體指的是待提取的成分的濃度，其中，富集流包含比稀薄流高的成分濃度。因此，如示出的，捕集系統24包括接收來自氣化器16的成分富集氣體和來自吸收劑源48的成分稀薄吸收劑的吸收器46。吸收劑可為例如單乙醇胺(MEA)或氫氧化鈉。在某些實施例中，返回系統32可向吸收劑源48提供吸收劑。成分富集氣體和成分稀薄吸收劑在吸收器46內對流地流動，由此導致吸收劑從成分富集氣體提取成分氣體。成分稀薄氣體離開吸收器46并且流動至預熱列26或排出部28。根據以上描述的技術，成分富集吸收劑流動至儲存系統30，其中，成分富集吸收劑被儲存。
[0042]相似地，圖3示出了用以接收來自氣化器16的出口氣體的捕集系統24的另一個實施例。如示出的，捕集系統24包括接收來自氣化器16的富集氣體和來自溶劑源52的稀薄溶劑的容器50。在某些實施例中，溶劑源52可為返回系統32。富集氣體和稀薄溶劑在容器50內混合達停留時間，并且混合物流動至儲存系統30。在示出的實施例中，富集氣體的整個部分儲存在儲存系統30內。因此，來自氣化器16的出口氣體不可用于預熱，并且儲存系統30可儲存由氣化列12在起動操作期間產生的全部燃燒氣體。儲存全部量的燃燒氣體可進一步減少來自氣化系統10的排放物。圖2和圖3的捕集系統24經由實例給出，并且不意圖為限制的。實際上，可預想捕集系統24的各種實施例，諸如利用并流吸收、膜、低溫、微生物或海藻系統或它們的任何組合的實施例。
[0043]圖4是用以通過選擇性地操作儲存列14而減少來自氣化系統10的排放物的方法52的實施例的流程圖。傳感器34可檢測(方框54)氣化器16的操作條件。在某些實施例中，操作條件可為壓力、溫度、流率、液位、氣體濃度或它們的任何組合。控制器36可確定(方框56)氣化列12是否處于起動操作。如先前討論的，確定(方框56)氣化列12的操作模式可包括將操作條件與閾值進行比較，從而確定操作條件是否為瞬時的或兩者。當控制器36已確定(方框56)氣化列12處于起動操作時，控制器36可實現至捕集系統24的流。隨后，捕集系統24可使用可再生材料捕集(方框58)成分氣體，諸如H2S和/或C02。如以上提到的，可再生材料可為吸收劑、溶劑、膜或它們的任何組合。捕集系統24可將成分氣體傳送至儲存系統30，其儲存(方框60)成分氣體。在某些實施例中，成分氣體可在氣化列12處于起動操作時被連續地捕集(方框58)和儲存(方框60)。然而，當控制器36已確定(方框56)氣化列12不再處于起動操作時，儲存系統30可將成分氣體引導至返回系統32。返回系統32使成分氣體返回(方框62)至氣化列12。此外，成分氣體可返回至氣化列12內的各個位置，諸如氣化器16、氣體處理系統20或兩者。另外，返回位置可基于由傳感器34檢測(方框54)的操作條件。例如，如果氣化器16的壓力為低的，則返回系統32可使成分氣體選擇性地返回至氣體處理系統20。返回系統32還可使可再生材料再生(方框64)(即，用于捕集58)，并且將再生的材料引導回到捕集系統24用于重復使用。
[0044]圖5示出了包括呈共用構型的聯接于儲存列14的多個氣化列12、66和68的氣化系統10的實施例。就是說，氣化列12、66和68中的每一個獨立地聯接于同一個儲存列
14。為了清楚，已省略每個氣化列12、66和68的構件。如示出的，每個氣化列12、66和68接收燃料13和氧化劑15以產生燃燒產物或合成氣。氣化列12、66和68可共用單個燃料源和單個氧化劑源，或者氣化列12、66和68可接收來自多個源的燃料13和氧化劑15。因此，氣化列12、66和68可互相獨立地操作。例如，氣化列12可以以起動模式操作，并且可產生燃燒產物。同時，氣化列66和68可以以正常模式操作，并且可產生合成氣。因此，氣化列12、66和68中的每一個經由管道70、72、74、76、78和80分開地聯接于儲存列14。特別地，管道70、72和74分別使氣化列12、66和68聯接于捕集系統24。管道76、78和80分別使氣化列12、66和68聯接于返回系統32。控制閥82、84、86、88、90和92分別配置在管道70、72、74、76、78和80中。每個控制閥選擇性地實現或阻擋儲存列14與氣化列12、66和68之間的流。另外，控制閥82、84、86、88、90和92可取決于每個氣化列的操作模式傳送氣體。例如，氣化列12可處于起動操作，而氣化列66和68可處于正常操作。控制閥82、84、86、88、90和92可使捕集系統24能夠從起動氣化列12提取成分氣體并在正常操作氣化列66和68之間分配提取的成分氣體。因此，較少的氣體引導至排出部28，由此減少來自氣化系統10的排放物。[0045]傳感器34、94和96分別聯接于氣化列12、66、68，以使控制器36能夠獨立地確定每個氣化列的操作模式。傳感器檢測與它們相應的氣化列相關的操作條件。另外，傳感器34、94和96中的每一個可檢測一種或更多種相似或不同類型的操作條件。例如，傳感器34可檢測氣化列12的溫度，而傳感器94可檢測氣化列66的壓力。傳感器聯接于控制器36，并且每個傳感器將其相應的操作條件傳輸至控制器36。因此，控制器36可基于其相應的操作條件來確定氣化列12、66和68中的每一個的操作模式，并且相應地調節控制閥82、84、86、88、90和92中的每一個。雖然可合乎需要的是多個氣化列如圖5所示地共用儲存列，但是也可合乎需要的是實施其它構型。
[0046]圖6示出了具有移動滑行器98的氣化系統10的實施例，移動滑行器98可在批量過程或連續過程中捕集排放物。為了清楚，已省略氣化列12的構件。如示出的，氣化列100可遠離氣化列12和儲存列14。另外，氣化列100可缺少儲存排放物的專用儲存列，或者儲存列可不處于操作。然而，氣化列100可通過采用移動滑行器98而使用儲存列14來儲存排放物。如示出的，移動滑行器98為可移動的，并且可與氣化列100選擇性地聯接或分離。例如，移動滑行器98可為卡車、拖車、貨車、火車、軌道車、船舶、船只或任何相似的可移動車輛或容器。移動滑行器98包括可與圖1中描述的捕集系統24相似的捕集系統102。因此，捕集系統102可接收來自氣化列100的出口氣體，并且可從出口氣體提取成分氣體(例如，H2S和/或C02)。接著，移動滑行器98可使用例如管線104在連續過程中將成分氣體輸送至儲存列14。在某些實施例中，移動滑行器98可包括儲存系統106，其可與先前描述的儲存系統30相似。因此，儲存系統106可儲存從捕集系統102提取的成分氣體。另外，移動滑行器98可在批量過程中將提取的成分氣體輸送至儲存列14。例如，移動滑行器98可與氣化列100分離，移動至接近儲存列14的位置，并且接著連接于儲存列14。一旦移動滑行器98已連接于儲存列14，則提取的成分氣體可從儲存系統106流動至儲存系統30。因此，來自氣化列100的排放物被捕集并減少。
[0047]本發明的實施例的技術效果包括用以捕集并儲存在氣化列的起動期間產生的排放物(例如，二氧化碳、氯化物或硫化物)的儲存列。雖然氣化列可典型地包括用以減少排放物的處理系統，但是這些處理系`統可在起動期間為低效或不能操作的。一旦氣化列已完成起動順序，則儲存列使儲存的排放物返回至氣化列用于由此時操作的處理系統處理。可另外在起動期間釋放至大氣的排放物在起動之后在下游系統中使用，由此減少氣化系統的排放物。
[0048]該書面的描述使用實例以公開本發明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何并入的方法)。本發明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例具有不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種系統，其包括: 捕集系統，其構造成在氣化系統的起動操作期間接收來自所述氣化系統的出口氣體并使用可再生材料提取所述出口氣體的成分氣體； 儲存系統，其聯接于所述捕集系統并且構造成儲存由所述捕集系統提取的所述成分氣體；以及 返回系統，其構造成在所述氣化系統的正常操作期間使所述成分氣體從所述儲存系統返回至所述氣化系統。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述返回系統構造成生成所述可再生材料并使所述可再生材料返回至所述捕集系統。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述捕集系統構造成基于作為所述氣化系統的起動操作的指示的所述氣化系統的操作條件來接收所述出口氣體，其中，所述操作條件包括溫度、壓力、流率、液位、或氣體濃度或它們的任何組合。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述返回系統構造成基于作為所述氣化系統的正常操作的指示的所述氣化系統的操作條件來使所述成分氣體返回，其中，所述操作條件包括溫度、壓力、流率、液位、或氣體濃度或它們的任何組合。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，包括預熱列，其構造成接收來自所述捕集系統的出口氣體并利用所述出口氣體的一部分預熱整體煤氣化聯合循環系統。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，包括構造成接收來自所述捕集系統的出口氣體并將所述出口氣體的一部分釋放至大氣的排出部。
7.一種系統，其包括: 第一氣化列，其構造成在正常操作期間生成并處理合成氣并在起動操作期間生成燃燒產物；以及 儲存列，其聯接于所述第一氣化列，其中，所述儲存列包括: 捕集系統，其聯接于所述第一氣化列，并且構造成接收所述燃燒產物或所述合成氣并從所述燃燒產物或所述合成氣提取成分氣體； 儲存系統，其聯接于所述捕集系統，并且構造成儲存來自所述捕集系統的所述成分氣體；以及 返回系統，其聯接于所述儲存系統和所述第一氣化列，并且構造成使所述成分氣體返回至所述第一氣化列。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述第一氣化列包括: 氣化器，其構造成接收燃料和氧化劑并將所述燃料和所述氧化劑轉化為所述燃燒產物或所述合成氣； 合成氣洗滌器，其聯接于所述氣化器，并且構造成減小來自所述合成氣的第一雜質的量；以及 氣體處理系統，其聯接于所述合成氣洗滌器，并且構造成減小所述合成氣中的第二雜質的量。
9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述儲存列的捕集系統配置在所述氣化器的下游和所述合成氣洗滌器的上游。
10.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述返回系統構造成使所述成分氣體返回至所述氣化器、或所述氣體處理系統，或它們的組合。
【文檔編號】C10J3/84GK103509607SQ201310240878
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】J.B.科里, R.E.阿亞拉, T.E.P.維斯滕多夫 申請人:通用電氣公司