专利汇可以提供与能量转换系统面接的具有二氧化碳捕获的高压矿物燃料氧燃烧系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种操作连接到 能量 转换系统的燃烧系统,和一种将 热能 提供到能量转换系统的方法。所述系统包括 燃烧器 以在高于 大气压 下使用固体、液体或气体 燃料 ,连同 氧 气和超临界二氧化 碳 的供应而进行氧燃烧。来自燃烧器的燃烧气体被递送到与能量转换系统面接的 热交换器 。燃烧器中的 温度 ,以及到热交换器的递送温度通过至少部分燃烧气体到燃烧器的选择性再循环和通过调制到燃烧器的氧气和燃料供应来控制。未被再循环的任何燃烧气体被处理以出于使用或 封存 而分离二氧化碳。所述系统和方法实质上消除二氧化碳的排放,同时提供热能到能量转换系统的高效供应。,下面是与能量转换系统面接的具有二氧化碳捕获的高压矿物燃料氧燃烧系统专利的具体信息内容。
1.一种操作连接到能量转换系统的燃烧系统,所述燃烧系统包括
(i)燃烧构件,其被构建和配置来选择性操作于超过大气压的燃烧压力下,且包括燃烧器,所述燃烧器具有
(a)至少一个燃烧室;
(b)燃料输入构件,其被构建和配置来在超过所述所选燃烧压力的压力下接收燃料供应;
(c)氧气输入构件,其被构建和配置来接收具有至少70%纯度且在超过所述所选燃烧压力的压力下的氧气供应;
(d)二氧化碳输入构件,其被构建和配置来接收在超过所述所选燃烧压力的压力下的超临界二氧化碳供应;
(e)至少一个燃烧产物出口构件,其定义燃烧器的出口流路以从所述燃烧室和所述燃烧器去除燃烧产物;和
(f)至少一个燃烧产物流再循环入口构件;
(ii)氧气递送构件,其操作地连接到所述氧气输入构件;
(iii)燃料递送构件,其操作地连接到所述燃料输入构件;
(iv)至少第一热交换器构件,其被构建和配置来操作连接到所述能量转换系统,其具有输入区域、排出区域和至少第一流道,所述至少第一流道定义所述输入区域与所述排出区域之间用于从所述燃烧器接收的所述燃烧产物的流路;
(v)燃烧排气构件,其包括流道;
(vi)再循环构件,其操作地连接到所述至少一个燃烧产物流再循环入口构件,且包括至少一个循环泵;和
(vii)燃烧排出构件,其操作地连接到所述第一热交换器构件的所述排出区域以去除所述燃烧产物,且燃烧排出构件包括
(a)划分构件,其用于将所述燃烧产物分成再循环流和排气流;
(b)再循环流递送构件,其操作地连接到所述再循环构件;和
(c)排气流递送构件,其操作地连接到所述燃烧排气构件。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统是具有工作流体的封闭的布雷顿循环系统,且所述第一热交换器构件还包括第二流道,所述第二流道定义所述输入区域与所述排出区域之间用于从所述封闭的布雷顿循环系统供应所述工作流体的流路。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少80%纯度的氧气供应。
4.根据权利要求3所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少90%纯度的氧气供应。
5.根据权利要求4所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少95%纯度的氧气供应。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧系统,其中所述至少一个
燃烧室的每个被构建和配置来操作于至少10MPa的压力下。
7.根据权利要求6所述的燃烧系统,其中所述至少一个燃烧室的每个被构建和配置来操作于10MPa与25MPa之间的压力下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃烧系统,其中所述燃烧排气构件被构建和配置来操作地连接到用于所述排气流的调节构件。
9.根据权利要求8所述的燃烧系统,其中所述调节构件包括水蒸气去除构件和杂质去除构件,以产生二氧化碳产物流。
10.根据权利要求9所述的燃烧系统,其中所述调节构件选自闪蒸分离器、重力分离器和薄膜处理构件中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中所述循环构件包括位于所述划分构件上游的至少一个冷凝物敲出容器。
12.根据权利要求1所述的燃烧系统,其还包括操作地连接到所述再循环构件的原动机。
13.根据权利要求12所述的燃烧系统,其中所述原动机选自涡轮、引擎、电动机及其组合的至少一个。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的燃烧系统,其中所述原动机位于所述燃烧排气构件的流道内。
15.根据权利要求1所述的燃烧系统,其还包括操作地连接到所述燃烧排气构件的背压调节器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的燃烧系统,其中所述第一热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
17.根据权利要求16所述的燃烧系统,其中所述第一热交换器构件是逆流热交换器。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的燃烧系统,其还包括至少第二热交换器构件,所述至少第二热交换器构件操作连接到所述燃烧排气构件,具有输入区域、排出区域,且定义所述输入区域与所述排出区域之间用于所述排气流的流道。
19.根据权利要求18所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件包括定义用于所述氧气进入流的流路的第二流道。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
21.根据权利要求20所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件是逆流热交换器。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的燃烧系统,其还包括至少第三热交换器构件,所述至少第三热交换器构件操作连接到所述第二热交换器下游的所述燃烧排气构件,且包括用于所述排气流的流道。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
24.根据权利要求23所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件是逆流热交换器。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统包括二级热交换器构件,且所述氧气递送构件操作地可连接到所述二级热交换器构件。
26.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统包括三级热交换器构件,且所述燃料递送构件操作地可连接到所述三级热交换器构件。
27.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件被构建和配置来接收选自由液体燃料、气体燃料、固体燃料和其混合物组成的组的燃料供应。
28.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料是液体燃料,且所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以使所述液体燃料雾化。
29.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料是粉状固体燃料,且所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以运载所述粉状固体燃料。
30.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料供应包括天然气。
31.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述气体燃料选自来自气化过程的合成气体和来自燃料精制过程的废气。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件包括定义用于所述进入的燃料供应的流路的第二流道。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的燃烧系统,其还包括第四热交换器构件,其操作地连接到所述再循环流递送构件以用于修改所述再循环流的操作温度。
34.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料供应包括选自煤、煤粉、加工的煤、油、沥青、石油焦、易燃废物和生物质及其组合的至少一个的碳氢燃料。
35.根据权利要求34所述的燃烧系统,其中所述燃料供应是粉状固体燃料。
36.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件包括超临界二氧化碳流以运载所述粉状固体燃料。
37.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以运载所述粉状固体燃料。
38.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料供应是液体二氧化碳中的粉状固体燃料的料浆,且所述燃料输入构件还包括料浆馈送系统。
39.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃烧构件还包括至少一个固体去除出口构件,其被构建和配置来去除不易燃的固体颗粒,包括飞灰、底灰、炉渣和非灰微粒中的至少一个。
40.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述再循环构件包括至少一个固体去除出口构件,其被构建和配置来去除不易燃的固体颗粒。
41.根据权利要求40所述的燃烧系统,其中所述至少一个固体去除出口构件的一个位于所述第一热交换器的上游。
42.根据权利要求40所述的燃烧系统,其中所述至少一个固体去除出口构件的一个位于所述第一热交换器的下游。
43.根据权利要求42所述的燃烧系统,其中所述固体去除出口构件的每个位于所述循环泵的上游。
44.一种将热能提供到能量转换系统的方法,所述方法包括以下步骤
(a)提供燃烧构件,所述燃烧构件被构建和配置来选择性地操作于超过大气压的燃烧压力下,且其包括具有至少一个燃烧室的燃烧器,且其操作地连接到具有燃烧产物流道的第一热交换器,所述燃烧构件还被操作地连接到循环泵;
(b)将所述第一热交换器连接到所述能量转换系统;
(c)选择操作燃烧压力;
(d)确定所述能量转换系统所需的递送温度范围,且确定所述所需的递送温度范围内的目标温度范围;
(e)递送燃料供应,具有至少70%纯度且在超过所述所选操作燃烧压力的压力下的氧气供应,且同时选择性地将包括超临界二氧化碳流的加压流体供应递送到所述燃烧器;
(f)在存在所述氧气供应的情况下在所述燃烧室中燃烧所述燃料供应,且在所述所选的操作燃烧压力下对流体加压以产生燃烧产物流;
(g)将所述燃烧产物流递送到并通过所述第一热交换器的第一流道;
(h)选择性地将离开所述第一热交换器的所述燃烧产物流分成再循环流和排气流;
(i)将所述再循环流递送到所述燃烧器;
(j)监视所述所需的递送温度范围且根据所述所需的递送温度范围上的变化调整所述目标温度范围;
(k)选择性地控制和调整燃料和氧气的供应比率和所述再循环流递送到所述燃烧器的速率,以将所述燃烧产物流带入并维持在所述目标温度范围内;和
(l)将所述排气流递送到燃烧排气构件以用于去除和选择性恢复。
45.根据权利要求44所述的方法,其还包括在步骤(e)之前(d.1)通过将燃料供应在空气中在环境压力下燃烧而将所述燃烧构件预热到所述目标温度范围内的操作温度的启动步骤。
46.根据权利要求45所述的方法,其还包括在步骤(d.1)之后且在步骤(e)之前的启动步骤
(d.2)将燃料供应和具有至少70%纯度的氧气供应连同包括在小于所述所选目标温度范围的最大值的温度下的二氧化碳流的加压流体供应且在小于所述所选操作燃烧压力的压力下而递送到所述燃烧器,且燃烧所述燃料以将所述燃烧构件的温度和压力上升到各自所选的值;和
(d.3)选择性地操作所述循环泵以建立所述再循环流。
47.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(h)还包括通过背压调节器来控制所述再循环流中的压力而选择性地控制去除所述排气流的比率。
48.根据权利要求44至47中任一项所述的方法,其中步骤(f)还包括使所述燃烧产物流中的最多3%的氧气以干基测量。
49.根据权利要求44至48中任一项所述的方法,其中所述能量转换系统是具有工作流体的封闭的布雷顿循环系统,且所述第一热交换器还包括定义用于所述工作流体供应的流路的第二流道,以从步骤(g)中递送到所述第一流道的所述燃烧产物流接收热。
50.根据权利要求49所述的方法,其中步骤(k)包括控制和调整燃料和氧气的供应比率,以及响应于所述工作流体通过所述第一热交换器的质量流速上的变化和所述所需递送温度范围内的变化而将所述再循环流递送到所述燃烧器的速率。
51.根据权利要求44至50中任一项所述的方法,其中步骤(d)中的所述氧气供应包括具有至少80%的纯度的氧气供应。
52.根据权利要求51所述的方法,其中步骤(e)中的所述氧气供应包括具有至少90%的纯度的氧气供应。
53.根据权利要求52所述的方法,其中步骤(e)中的所述氧气供应包括具有至少95%的纯度的氧气供应。
54.根据权利要求44至53中任一项所述的方法,其中步骤(c)包括选择至少10MPa的操作燃烧压力。
55.根据权利要求54所述的方法,其中骤(c)包括选择10MPa与25MPa之间的操作燃烧压力。
56.根据权利要求44至55中任一项所述的方法,其还包括在步骤(e)之前(c.1)预热所述氧气的步骤。
57.根据权利要求56所述的方法,其中步骤(c.1)包括将第二热交换器提供到所述燃烧排气构件,将所述排气流递送到并通过所述第二热交换器,且将所述氧气供应递送到并通过所述第二热交换器以由所述排气流加热。
58.根据权利要求44至57中任一项所述的方法,其中步骤(g)包括在比所述所需递送温度范围的最大值至少高5℃的温度下将所述燃烧流体产物递送到所述第一流道。
59.根据权利要求44至58中任一项所述的方法,其中步骤(i)还包括将所述再循环部分压缩到超过步骤(c)中所选的所述操作燃烧压力的压力。
60.根据权利要求44至59中任一项所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送天然气,所述方法还包括在步骤(e)之前(c.2)预热所述燃料供应的步骤。
61.根据权利要求60所述的方法,其中步骤(c.2)包括将第三热交换器提供到所述燃烧排气构件,将所述排气流递送到并通过所述第三热交换器,且将所述燃料供应递送到并通过所述第三热交换器以由所述排气流加热。
62.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送选自由液体燃料、气体燃料、固体燃料和其混合物组成的组的燃料供应。
63.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送选自煤、煤粉、加工的煤、油、沥青、石油焦、易燃废物、生物质及其组合的至少一个的碳氢燃料供应。
64.根据权利要求62或权利要求63所述的方法,其中所述燃料供应是粉状固体燃料。
65.根据权利要求64所述的方法,其中步骤(e)还包括在超临界二氧化碳流中提供所述粉状固体燃料。
66.根据权利要求64所述的方法,其中步骤(e)包括在液体二氧化碳中递送所述粉状固体燃料作为料浆。
67.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中骤(k)还包括将所述排气流带到环境温度。
68.根据权利要求44至67中任一项所述的方法,其中步骤(k)还包括通过从所述排气流去除水蒸气和杂质以产生在所选纯度范围内的二氧化碳产物流而调节所述排气流。
69.根据权利要求68所述的方法,其中所述二氧化碳产物流是以选自超临界和亚临界的形式。
70.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括将至少一个固体去除构件提供到所述燃烧器。
71.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括在所述燃烧器与所述第一热交换器之间提供至少一个固体去除构件和至少一个固体出口,且所述方法还包括在步骤(g)之前(f.1)将所述燃烧产物流传递通过所述固体去除构件且通过所述至少一个固体出口排出所去除的固体的步骤。
72.根据权利要求44至70中任一项所述的方法,其还包括在步骤(i)之前选择性地从所述再循环流去除固体的步骤。
73.根据权利要求72所述的方法,其中步骤(a)还包括将至少一个固体去除构件提供到所述循环泵上游的所述燃烧构件。
74.根据权利要求44至73中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括提供再循环流热交换器,且步骤(i)还包括将所述再循环流的至少部分选择性地传递通过所述再循环流热交换器以修改所述再循环流的温度。
75.根据权利要求44至74中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括将旁路构件提供到所述第一热交换器,且步骤(g)还包括选择性地将所述燃烧产物流的至少部分传递通过所述旁路构件,而不是通过所述第一热交换器。
1.一种操作连接到能量转换系统的燃烧系统,所述燃烧系统包括
(i)燃烧构件,其被构建和配置来选择性操作于超过大气压的燃烧压力下,且包括燃烧器,所述燃烧器具有
(a)至少一个燃烧室;
(b)燃料输入构件,其被构建和配置来在超过所述所选燃烧压力的压力下接收燃料供应;
(c)氧气输入构件,其被构建和配置来接收具有至少70%纯度且在超过所述所选燃烧压力的压力下的氧气供应;
(d)二氧化碳输入构件,其被构建和配置来接收在超过所述所选燃烧压力的压力下的超临界二氧化碳供应;
(e)至少一个燃烧产物出口构件,其定义燃烧器的出口流路以从所述燃烧室和所述燃烧器去除燃烧产物;和
(f)至少一个燃烧产物流再循环入口构件;
(ii)氧气递送构件,其操作地连接到所述氧气输入构件;
(iii)燃料递送构件,其操作地连接到所述燃料输入构件;
(iv)至少第一热交换器构件,其被构建和配置来操作连接到所述能量转换系统,其具有输入区域、排出区域和至少第一流道,所述至少第一流道定义所述输入区域与所述排出区域之间用于从所述燃烧器接收的所述燃烧产物的流路;
(v)燃烧排气构件,其包括流道;
(vi)再循环构件,其操作地连接到所述至少一个燃烧产物流再循环入口构件,且包括至少一个循环泵;和
(vii)燃烧排出构件,其操作地连接到所述第一热交换器构件的所述排出区域以去除所述燃烧产物,且燃烧排出构件包括
(a)划分构件,其用于将所述燃烧产物分成再循环流和排气流;
(b)再循环流递送构件,其操作地连接到所述再循环构件;和
(c)排气流递送构件,其操作地连接到所述燃烧排气构件。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统是具有工作流体的封闭的布雷顿循环系统,且所述第一热交换器构件还包括第二流道,所述第二流道定义所述输入区域与所述排出区域之间用于从所述封闭的布雷顿循环系统供应所述工作流体的流路。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少80%纯度的氧气供应。
4.根据权利要求3所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少90%纯度的氧气供应。
5.根据权利要求4所述的燃烧系统,其中所述氧气输入构件被构建和配置来接收具有至少95%纯度的氧气供应。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧系统,其中所述至少一个
燃烧室的每个被构建和配置来操作于至少10MPa的压力下。
7.根据权利要求6所述的燃烧系统,其中所述至少一个燃烧室的每个被构建和配置来操作于10MPa与25MPa之间的压力下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃烧系统,其中所述燃烧排气构件被构建和配置来操作地连接到用于所述排气流的调节构件。
9.根据权利要求8所述的燃烧系统,其中所述调节构件包括水蒸气去除构件和杂质去除构件,以产生二氧化碳产物流。
10.根据权利要求9所述的燃烧系统,其中所述调节构件选自闪蒸分离器、重力分离器和薄膜处理构件中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中所述循环构件包括位于所述划分构件上游的至少一个冷凝物敲出容器。
12.根据权利要求1所述的燃烧系统,其还包括操作地连接到所述再循环构件的原动机。
13.根据权利要求12所述的燃烧系统,其中所述原动机选自涡轮、引擎、电动机及其组合的至少一个。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的燃烧系统,其中所述原动机位于所述燃烧排气构件的流道内。
15.根据权利要求1所述的燃烧系统,其还包括操作地连接到所述燃烧排气构件的背压调节器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的燃烧系统,其中所述第一热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
17.根据权利要求16所述的燃烧系统,其中所述第一热交换器构件是逆流热交换器。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的燃烧系统,其还包括至少第二热交换器构件,所述至少第二热交换器构件操作连接到所述燃烧排气构件,具有输入区域、排出区域,且定义所述输入区域与所述排出区域之间用于所述排气流的流道。
19.根据权利要求18所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件包括定义用于所述氧气进入流的流路的第二流道。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
21.根据权利要求20所述的燃烧系统,其中所述第二热交换器构件是逆流热交换器。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的燃烧系统,其还包括至少第三热交换器构件,所述至少第三热交换器构件操作连接到所述第二热交换器下游的所述燃烧排气构件,且包括用于所述排气流的流道。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件选自印刷电路热交换器、壳和管式热交换器和板式热交换器。
24.根据权利要求23所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件是逆流热交换器。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统包括二级热交换器构件,且所述氧气递送构件操作地可连接到所述二级热交换器构件。
26.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述能量转换系统包括三级热交换器构件,且所述燃料递送构件操作地可连接到所述三级热交换器构件。
27.根据权利要求1至24中任一项所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件被构建和配置来接收选自由液体燃料、气体燃料、固体燃料和其混合物组成的组的燃料供应。
28.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料是液体燃料,且所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以使所述液体燃料雾化。
29.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料是粉状固体燃料,且所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以运载所述粉状固体燃料。
30.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料供应包括天然气。
31.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述气体燃料选自来自气化过程的合成气体和来自燃料精制过程的废气。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的燃烧系统,其中所述第三热交换器构件包括定义用于所述进入的燃料供应的流路的第二流道。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的燃烧系统,其还包括第四热交换器构件,其操作地连接到所述再循环流递送构件以用于修改所述再循环流的操作温度。
34.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃料供应包括选自煤、煤粉、加工的煤、油、沥青、石油焦、易燃废物和生物质及其组合的至少一个的碳氢燃料。
35.根据权利要求34所述的燃烧系统,其中所述燃料供应是粉状固体燃料,其具有小于约300微米的颗粒大小。
36.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件包括超临界二氧化碳流以运载所述粉状固体燃料。
37.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料输入构件被构建和配置来从所述再循环流接收流以运载所述粉状固体燃料。
38.根据权利要求35所述的燃烧系统,其中所述燃料供应是液体二氧化碳中的粉状固体燃料的料浆,且所述燃料输入构件还包括料浆馈送系统。
39.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述燃烧构件还包括至少一个固体去除出口构件,其被构建和配置来去除不易燃的固体颗粒,包括飞灰、底灰、炉渣和非灰微粒中的至少一个。
40.根据权利要求27所述的燃烧系统,其中所述再循环构件包括至少一个固体去除出口构件,其被构建和配置来去除不易燃的固体颗粒。
41.根据权利要求40所述的燃烧系统,其中所述至少一个固体去除出口构件的一个位于所述第一热交换器的上游。
42.根据权利要求40所述的燃烧系统,其中所述至少一个固体去除出口构件的一个位于所述第一热交换器的下游。
43.根据权利要求42所述的燃烧系统,其中所述固体去除出口构件的每个位于所述循环泵的上游。
44.一种将热能提供到能量转换系统的方法,所述方法包括以下步骤
(a)提供燃烧构件,所述燃烧构件被构建和配置来选择性地操作于超过大气压的燃烧压力下,且其包括具有至少一个燃烧室的燃烧器,且其操作地连接到具有燃烧产物流道的第一热交换器,所述燃烧构件还被操作地连接到循环泵;
(b)将所述第一热交换器连接到所述能量转换系统;
(c)选择操作燃烧压力;
(d)确定所述能量转换系统所需的递送温度范围,且确定所述所需的递送温度范围内的目标温度范围;
(e)递送燃料供应,具有至少70%纯度且在超过所述所选操作燃烧压力的压力下的氧气供应,且同时选择性地将包括超临界二氧化碳流的加压流体供应递送到所述燃烧器;
(f)在存在所述氧气供应的情况下在所述燃烧室中燃烧所述燃料供应,且在所述所选的操作燃烧压力下对流体加压以产生燃烧产物流;
(g)将所述燃烧产物流递送到并通过所述第一热交换器的第一流道;
(h)选择性地将离开所述第一热交换器的所述燃烧产物流分成再循环流和排气流;
(i)将所述再循环流递送到所述燃烧器;
(j)监视所述所需的递送温度范围且根据所述所需的递送温度范围上的变化调整所述目标温度范围;
(k)选择性地控制和调整燃料和氧气的供应比率和所述再循环流递送到所述燃烧器的速率,以将所述燃烧产物流带入并维持在所述目标温度范围内;和
(l)将所述排气流递送到燃烧排气构件以用于去除和选择性恢复。
45.根据权利要求44所述的方法,其还包括在步骤(e)之前(d.1)通过将燃料供应在空气中在环境压力下燃烧而将所述燃烧构件预热到所述目标温度范围内的操作温度的启动步骤。
46.根据权利要求45所述的方法,其还包括在步骤(d.1)之后且在步骤(e)之前的启动步骤
(d.2)将燃料供应和具有至少70%纯度的氧气供应连同包括在小于所述所选目标温度范围的最大值的温度下的二氧化碳流的加压流体供应且在小于所述所选操作燃烧压力的压力下而递送到所述燃烧器,且燃烧所述燃料以将所述燃烧构件的温度和压力上升到各自所选的值;和
(d.3)选择性地操作所述循环泵以建立所述再循环流。
47.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(h)还包括通过背压调节器来控制所述再循环流中的压力而选择性地控制去除所述排气流的比率。
48.根据权利要求44至47中任一项所述的方法,其中步骤(f)还包括使所述燃烧产物流中的最多3%的氧气以干基测量。
49.根据权利要求44至48中任一项所述的方法,其中所述能量转换系统是具有工作流体的封闭的布雷顿循环系统,且所述第一热交换器还包括定义用于所述工作流体供应的流路的第二流道,以从步骤(g)中递送到所述第一流道的所述燃烧产物流接收热。
50.根据权利要求49所述的方法,其中步骤(k)包括控制和调整燃料和氧气的供应比率,以及响应于所述工作流体通过所述第一热交换器的质量流速上的变化和所述所需递送温度范围内的变化而将所述再循环流递送到所述燃烧器的速率。
51.根据权利要求44至50中任一项所述的方法,其中步骤(d)中的所述氧气供应包括具有至少80%的纯度的氧气供应。
52.根据权利要求51所述的方法,其中步骤(e)中的所述氧气供应包括具有至少90%的纯度的氧气供应。
53.根据权利要求52所述的方法,其中步骤(e)中的所述氧气供应包括具有至少95%的纯度的氧气供应。
54.根据权利要求44至53中任一项所述的方法,其中步骤(c)包括选择至少10MPa的操作燃烧压力。
55.根据权利要求54所述的方法,其中骤(c)包括选择10MPa与25MPa之间的操作燃烧压力。
56.根据权利要求44至55中任一项所述的方法,其还包括在步骤(e)之前(c.1)预热所述氧气的步骤。
57.根据权利要求56所述的方法,其中步骤(c.1)包括将第二热交换器提供到所述燃烧排气构件,将所述排气流递送到并通过所述第二热交换器,且将所述氧气供应递送到并通过所述第二热交换器以由所述排气流加热。
58.根据权利要求44至57中任一项所述的方法,其中步骤(g)包括在比所述所需递送温度范围的最大值至少高5℃的温度下将所述燃烧流体产物递送到所述第一流道。
59.根据权利要求44至58中任一项所述的方法,其中步骤(i)还包括将所述再循环部分压缩到超过步骤(c)中所选的所述操作燃烧压力的压力。
60.根据权利要求44至59中任一项所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送天然气,所述方法还包括在步骤(e)之前(c.2)预热所述燃料供应的步骤。
61.根据权利要求60所述的方法,其中步骤(c.2)包括将第三热交换器提供到所述燃烧排气构件,将所述排气流递送到并通过所述第三热交换器,且将所述燃料供应递送到并通过所述第三热交换器以由所述排气流加热。
62.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送选自由液体燃料、气体燃料、固体燃料和其混合物组成的组的燃料供应。
63.根据权利要求44所述的方法,其中步骤(e)中所述递送燃料供应包括递送选自煤、煤粉、加工的煤、油、沥青、石油焦、易燃废物、生物质及其组合的至少一个的碳氢燃料供应。
64.根据权利要求62或权利要求63所述的方法,其中所述燃料供应是粉状固体燃料。
65.根据权利要求64所述的方法,其中步骤(e)还包括在超临界二氧化碳流中提供所述粉状固体燃料。
66.根据权利要求64所述的方法,其中步骤(e)包括在液体二氧化碳中递送所述粉状固体燃料作为料浆。
67.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中骤(k)还包括将所述排气流带到环境温度。
68.根据权利要求44至67中任一项所述的方法,其中步骤(k)还包括通过从所述排气流去除水蒸气和杂质以产生在所选纯度范围内的二氧化碳产物流而调节所述排气流。
69.根据权利要求68所述的方法,其中所述二氧化碳产物流是以选自超临界和亚临界的形式。
70.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括将至少一个固体去除构件提供到所述燃烧器。
71.根据权利要求44至66中任一项所述的方法,其中步骤(a)还包括在所述燃烧器与所述第一热交换器之间提供至少一个固体去除构件和至少一个固体出口,且所述方法还包括在步骤(g)之前(f.1)将所述燃烧产物流传递通过所述固体去除构件且通过所述至少一个固体出口排出所去除的固体的步骤。
氧燃烧系统
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