(57)【要約】本開示は、固体または液体の炭化水素または炭素質燃料を使用する際に炭素の回収を伴い高効率の電力生産を達成するように適合させた電力生産システムに関する。より具体的には、最初に、固体または液体燃料を、メタン含有量が多い出力流を提供するように構成されている部分酸化反応器で部分酸化する。得られた部分酸化した流れを冷却し、ろ過し、さらに冷却し、次に、燃焼燃料として電力生産システムの燃焼器に供給することができる。部分酸化した流れを、圧縮したリサイクルＣＯ２流および酸素と組み合わせる。燃焼流を、電力を生産するためにタービンを通して膨張させ、復熱式熱交換器の中に通す。リサイクルＣＯ２流を、圧縮し、組み合わせたシステムに高い効率を提供するために有用な方法で、復熱式熱交換器および任意にＰＯＸ熱交換器の中に通す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）の組み合わせを使用した電力生産のための工程であって、前記工程が、
固体または液体燃料を部分酸化し、メタンを含むＰＯＸ流を形成するために十分な条件下で、ＰＯＸ反応器において、前記燃料、酸素、および触媒を混合するステップと、
前記ＰＯＸ流を約５００℃以下の温度に冷却するステップと、
前記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップと、
前記ＰＯＸ流をＰＯＸ熱交換器へ通し、冷却流によって前記ＰＯＸ流を約１００℃以下の温度に冷却することにより、前記ＰＯＸ流から熱量を回収して、メタンを含むＰＯＸ燃料ガス流を形成するステップと、
前記ＰＯＸ燃料ガス流を分離容器の中に通し、前記ＰＯＸ燃料ガス流に存在するいずれかの水の少なくとも一部を分離するステップと、
前記ＰＯＸ燃料ガス流を、約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップと、
ＰＰＳ燃焼器で前記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼して、少なくとも約１０ＭＰａの圧力および少なくとも約８００℃の温度の燃焼生成物流を形成するステップと、
ＰＰＳタービンを通して前記燃焼生成物流を膨張させて、発電し、膨張したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと
を含み、
前記約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮したＰＯＸ燃料ガス流が、前記ＰＯＸ燃料ガス流の総量に基づき、約２０容量％以上のメタン含有量を有する、
工程。
【請求項２】
前記ＰＯＸ反応器で使用される触媒が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、それらの化合物、それらの錯体、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の工程。
【請求項３】
前記ＰＯＸ反応器を、約１０００℃以下の温度で作動させる、請求項１または２に記載の工程。
【請求項４】
前記ＰＯＸ反応器に蒸気を添加するステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の工程。
【請求項５】
前記ＰＯＸ反応器からのＰＯＸ流を冷却するステップが、冷却流による対流式冷却器の中に前記ＰＯＸ流を通すステップを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の工程。
【請求項６】
前記冷却流が、
前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の工程。
【請求項７】
前記ＰＯＸ流から分離した固体が、灰の粒子、未反応のチャー、および触媒のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工程。
【請求項８】
前記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップが、前記ＰＯＸ流を粒子フィルターおよび水スクラバーの中に通すステップを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の工程。
【請求項９】
前記ＰＯＸ熱交換器へ前記ＰＯＸ流を通すステップの前に、前記工程が、前記ＰＯＸ流中のＣＯおよびＨ２ＯをＣＯ２およびＨ２に変換するように構成された触媒による水性ガス転化反応器の中に、前記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１０】
前記触媒による水性ガス転化反応器を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５：１〜約１：１のＨ２：ＣＯ比を有する、請求項９に記載の工程。
【請求項１１】
前記ＰＯＸ熱交換器へ前記ＰＯＸ流を通すステップの前に、前記工程が、ＣＯＳをＨ２Ｓに変換するように構成された硫化カルボニル（ＣＯＳ）加水分解反応器の中に、前記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１２】
前記ＰＯＸ熱交換器の中に通したＰＯＸ流を、
前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む冷却流によって冷却する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１３】
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、水銀除去部および酸性ガス除去部のうちの１つまたは両方の中に通す、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１４】
前記ＰＯＸ燃料ガスから水銀を除去するように構成された硫黄含浸活性炭床吸着システムの中に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、請求項１３に記載の工程。
【請求項１５】
前記ＰＯＸ燃料ガス流からＨ２ＳおよびＣＯ２のうちの少なくとも１つの一部または実質的に全てを除去するように構成された酸性ガス除去部の中に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、請求項１３に記載の工程。
【請求項１６】
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成されたメタン生成部の中に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１７】
前記メタン生成部が触媒部であり、任意にメタン生成が、ニッケルベースの触媒を使用して行われる、請求項１６に記載の工程。
【請求項１８】
前記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５０容量％以上のメタン含有量を有する、請求項１６または１７に記載の工程。
【請求項１９】
前記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスを、冷却流によりメタン生成後熱交換器に通すステップを含み、
任意に、前記冷却流が、前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２０】
前記メタン生成部から分離器まで前記ＰＯＸ燃料ガス流を通すステップであって、前記メタン生成反応器で生成されたいずれかの水の少なくとも一部が除去される、ステップを含む、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２１】
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの後で、かつ前記ＰＰＳ燃焼器で前記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼するステップの前に、前記工程が、前記ＰＯＸ熱交換器の中に通すことにより前記圧縮したＰＯＸ燃料ガスを加熱するステップを含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２２】
ＰＰＳ復熱式熱交換器の中に前記膨張したＰＰＳ燃焼生成物流を通すことにより、前記ＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと、
任意に、前記冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を、水冷器の中に通すステップと、
実質的に全ての非ＣＯ２成分を除去することによりリサイクルＣＯ２流を形成するために、ＰＰＳスクラバーで前記冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を処理するステップと、
ＰＰＳ圧縮器で前記リサイクルＣＯ２流を加圧して圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するステップと
をさらに含む、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２３】
部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステムであって、
メタンを含むＰＯＸ流を形成するために、酸素、触媒、および任意に蒸気の存在下で、液体または固体燃料を部分酸化するように適合させた触媒的ＰＯＸ反応器と、
前記ＰＯＸ流を冷却するように適合させた１つまたは複数の成分と、
前記ＰＯＸ流から熱を回収し、冷却したＰＯＸ燃料ガスを出力するように適合させたＰＯＸ熱交換器と、
任意の水銀除去部と、
任意の酸性ガス除去部と、
任意のメタン生成部と、
任意の、メタン生成部を出た流れから熱を回収するように構成されたメタン生成後熱交換器と、
約１０ＭＰａ以上の圧力に前記ＰＯＸ燃料ガスを圧縮するように適合させた圧縮器と、
酸素および圧縮したリサイクルＣＯ２流の存在下で前記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼し、約１０ＭＰａ以上の圧力のＰＰＳ燃焼生成物流を形成するように適合させたＰＰＳ燃焼器と、
前記ＰＰＳ燃焼生成物流を膨張させ、接続した発電器において発電するように適合させたタービンと、
前記膨張したＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、前記熱を前記圧縮したリサイクルＣＯ２流に添加するように適合させた復熱式熱交換器と、
前記リサイクルＣＯ２流を約１０ＭＰａ以上の圧力に圧縮し、前記圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するように適合させたＰＰＳ圧縮器と、
任意の、前記ＰＯＸ熱交換器に前記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を供給するように適合させた流れの成分と、
任意の、前記ＰＰＳ復熱式熱交換器に、前記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を供給するように適合させた流れの成分と、
任意の、前記ＰＯＸ熱交換器から前記ＰＰＳ復熱式熱交換器まで前記圧縮したリサイクルＣＯ２流を供給するように適合させた流れの成分と
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示分野
本発明は、電気などの電力の生産のためのシステムおよび方法を目的とする。特に、本システムおよび方法は、燃料の部分酸化の後にメタン含有量の高い燃料物質を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料の燃焼からの電力生産の手段は、概して、高効率の電力生産および炭素の回収の両方を同時に達成する能力を欠いている。この制限は、燃料生成物流に残存する固体および不活性窒素ガスのため、燃焼反応で固体燃料を使用する場合には大きくなる。よってこれまでに、ＣＯ２排出の低減および／または生産された二酸化炭素の隔離の容易さの改善を可能にする高効率での電力生産のためのシステムおよび方法に関する必要性が当技術分野で高まっている。
【０００３】
炭素の回収を伴う高効率での電力生産の分野における１つの刊行物として、Ａｌｌａｍらに対する米国特許第８，５９６，０７５号が、１つの解決策を提供しており、ここでは、石炭、亜炭、石油コークス、またはバイオマスなどの固体燃料を、十分に高い圧力および温度で作動する部分酸化反応器で、酸素および任意に蒸気と反応させることにより気化し、固体燃料を、Ｈ２Ｓ、ＣＳ２、硫化カルボニル（ＣＯＳ）、ＨＣＮ、およびＮＨ３などの燃焼由来の不純物と共に可燃性の成分として主に一酸化炭素および水素を含む気体燃料へと実質的に完全に変換することができる。部分酸化した正味の生成ガスを冷却し、灰を分離し、任意に圧縮することにより、電力生成システムの燃焼チャンバの中に燃料として導入することができる。部分酸化システムおよび電力生成システムの作動圧力は、燃料ガスの圧縮を必要としない圧力であり得る。電力生成システムの燃料器は、燃焼後に存在する過剰なＯ２と共に作動し、よって、燃料および燃焼に由来する不純物が、還元状態から、主にＳＯ２およびＮＯを含むそれらの酸化形態に確実に変換される。部分酸化反応器は、約８００℃の温度レベルで灰を除去する前に部分酸化生成ガスを冷却する高圧のリサイクルＣＯ２流を有する蒸散冷却壁を備えることができる。下流の機器での固体の堆積、腐食、および詰まりを防止するために、全ての微細な灰の粒子が、凝固した揮発性の無機成分と共に、確実に凝縮および濾過されるためには、部分酸化ガスの約４００℃へのさらなる冷却が必要である。８００℃から４００℃への部分酸化ガスの冷却は、Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ炭素形成反応および部分酸化ガスにおける高いＣＯの分圧により、メタルダスティング腐食に耐性のある高圧の部分酸化ガス用チューブを備えた熱交換器内で行わなければならない。これを、以下の式（１）に示す。
ＣＯ＋ＣＯ＝Ｃ＋ＣＯ２（１）
このチューブは、固体燃料、特に石炭および亜炭に存在する揮発性の無機成分の凝縮に由来する固体堆積物を除去するために、定期的な水洗浄を行うことができるように設計されてなければならない。
【０００４】
上述の刊行物の進歩にも関わらず、その中に記載されているシステムおよび方法は、未だ、電力生産用の燃焼燃料として固体燃料を使用する場合に起こる問題に対する最も有用な解決策を提供するものではない。よって、炭素の回収を伴う固体燃料を高効率で燃焼させるさらなるシステムおよび方法がなおも必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、電力生産のためのシステムおよび方法であって、固体または液体燃料を部分的に酸化することができ、部分酸化した流れを、電力生産システムへ通すことができる、システムおよび方法を提供する。特に、本システムおよび方法は、部分酸化した流れのメタン含有量がように構成することができる。
【０００６】
１つまたは複数の実施形態では、本開示は、部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）の組み合わせを使用した電力生産のための工程であって、上記工程が、
固体または液体燃料を部分的に酸化し、メタンを含む燃料ガスを含むＰＯＸ流を形成するために十分な条件下で、ＰＯＸ反応器内で、固体または液体燃料、酸素、および触媒を混合するステップと、
上記ＰＯＸ流を約５００℃以下の温度に冷却するステップと、
上記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップと、
ＰＯＸ熱交換器へ上記ＰＯＸ流を通し、冷却流により上記ＰＯＸ流を約１００℃以下の温度に冷却することにより、上記ＰＯＸ流から熱量を回収して、ＰＯＸ燃料ガス流を形成するステップと、
上記ＰＯＸ燃料ガス流を、分離容器に通し、上記ＰＯＸ燃料ガス流に存在するいずれかの水の少なくとも一部を分離するステップと、
上記ＰＯＸ燃料ガス流を、約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップと、
ＰＰＳ燃焼器で上記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼して、少なくとも約１０ＭＰａの圧力および少なくとも約８００℃の温度の燃焼生成物流を形成するステップと、
ＰＰＳタービンを通して燃焼生成物流を膨張させて、発電させ、膨張したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと
を含み、
加圧したＰＯＸ燃料ガス流が、ＰＯＸ燃料ガス流の総量に基づき、約２０容量％以上のメタン含有量、好ましくは約３０容量％以上、約５０容量％以上、約６０容量％以上、約７０容量％以上、約８０容量％以上、約９０容量％以上、または約９５容量％以上のメタン含有量を有する、工程を提供することができる。
【０００７】
さらなる実施形態では、本電力生産工程は、任意の数および順序で組み合わせることができる、以下の記述のうちの１つまたは複数に関連して、定義することができる。
【０００８】
触媒は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、それらの化合物、それらの錯体、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【０００９】
ＰＯＸ反応器は、約１０００℃以下の温度、好ましくは約８００℃以下、または約６００℃以下の温度で作動させることができる。
【００１０】
本工程は、さらに、ＰＯＸ反応器に蒸気を添加するステップを含むことができる。
【００１１】
ＰＯＸ反応器からのＰＯＸ流の冷却ステップは、冷却流による対流式冷却器にＰＯＸ流を通すステップを含むことができ、ここで冷却流は、好ましくは、ＰＰＳから回収されＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００１２】
ＰＯＸ流から分離した固体は、灰の粒子、未反応のチャー、および触媒のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００１３】
ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップは、粒子フィルターおよび水スクラバーにＰＯＸ流を通すステップを含むことができる。
【００１４】
ＰＯＸ熱交換器にＰＯＸ流を通すステップの前に、本工程は、ＰＯＸ流中のＣＯおよびＨ２ＯをＣＯ２およびＨ２に変換するように構成された触媒による水性ガス転化反応器にＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含むことができる。
【００１５】
触媒による水性ガス転化反応器を出たＰＯＸ燃料ガスは、約５：１〜約１：１のＨ２：ＣＯの比率を有することができる。
【００１６】
ＰＯＸ熱交換器にＰＯＸ流を通すステップの前に、本工程は、ＣＯＳをＨ２Ｓに変換するように構成された硫化カルボニル（ＣＯＳ）加水分解反応器にＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含むことができる。
【００１７】
ＰＯＸ熱交換器を通ったＰＯＸ流は、ＰＰＳから回収されＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含む冷却流によって冷却することができる。
【００１８】
約１２ＭＰａ以上の圧力にＰＯＸ燃料ガス流を圧縮するステップの前に、ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、水銀除去部および酸性ガス除去部のうちの１つまたは両方の中に通すことができる。
【００１９】
ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、ＰＯＸ燃料ガスから水銀を除去するように構成された硫黄含浸活性炭床吸着システムの中に通すことができる。
【００２０】
ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、ＰＯＸ燃料ガス流からＨ２ＳおよびＣＯ２のうちの少なくとも１つの一部または実質的に全てを除去するように構成された酸性ガス除去部の中に通すことができる。
【００２１】
約１２ＭＰａ以上の圧力にＰＯＸ燃料ガス流を圧縮するステップの前に、ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成されたメタン生成部の中に通すことができる。
【００２２】
メタン生成部は、触媒部であり得て、任意に、ニッケルベースの触媒を使用してメタン生成を行うことができる。
【００２３】
メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスは、約７５容量％以上のメタン含有量を有することができる。
【００２４】
メタン生成部は、発熱性メタン生成反応から熱を生成することができ、このように生成された熱を、冷却流によるメタン生成後熱交換器の中に、メタン生成部から出たＰＯＸ燃料ガスを通すことにより、吸収することができ、この冷却流は、好ましくは、ＰＰＳから回収されＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００２５】
本工程は、メタン生成部から分離器までＰＯＸ燃料ガス流を通すステップであって、メタン生成反応器で生成されたいずれかの水の少なくとも一部が除去される、ステップを含むことができる。
【００２６】
約１２ＭＰａ以上の圧力にＰＯＸ燃料ガス流を圧縮するステップの後で、かつＰＰＳ燃焼器でＰＯＸ燃料ガスを燃焼するステップの前に、本工程は、ＰＯＸ熱交換器の中に通すことにより、圧縮したＰＯＸ燃料ガスを加熱するステップを含むことができる。
【００２７】
さらに本工程は、膨張したＰＰＳ燃料生成物流をＰＰＳ復熱式熱交換器に通すことにより、ＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと、任意に、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を水冷装置の中に通すステップと、実質的に全ての非ＣＯ２成分を除去することにより、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流をＰＰＳスクラバーで処理し、リサイクルＣＯ２流を形成するステップと、ＰＰＳ圧縮器でリサイクルＣＯ２流を加圧して圧縮リサイクルＣＯ２流を形成するステップとを含むことができる。
【００２８】
１つまたは複数の実施形態では、本開示は、特に、部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステムを提供することができる。たとえば、このようなシステムは、
燃料ガスを含むＰＯＸ流を形成するために、酸素、触媒、および任意に蒸気の存在下で、液体または固体燃料を部分酸化するように適合させた触媒的ＰＯＸ反応器と、
ＰＯＸ流を冷却するように適合させた１つまたは複数の成分と、
ＰＯＸ流から熱を回収し、冷却したＰＯＸ燃料ガスを出力するように適合させたＰＯＸ熱交換器と、
任意の水銀除去部と、
任意の酸性ガス除去部と、
任意のメタン生成部と、
任意の、メタン生成部を出た流れから熱を回収するように構成されたメタン生成後熱交換器と、
約１０ＭＰａ以上の圧力にＰＯＸ燃料ガスを圧縮するように適合させた圧縮器と、
酸素の存在下でＰＯＸ燃料ガスおよび圧縮したリサイクルＣＯ２流を燃焼し、約１０ＭＰａ以上の圧力のＰＰＳ燃焼生成物流を形成するように適合させたＰＰＳ燃焼器と、
ＰＰＳ燃焼生成物流を膨張させ、接続した発電機で発電するように適合させたタービンと、
膨張したＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、上記熱を圧縮したリサイクルＣＯ２流に添加するように適合させた復熱式熱交換器と、
約１０ＭＰａ以上の圧力にリサイクルＣＯ２流を圧縮し、圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するように適合させたＰＰＳ圧縮器と、
任意の、ＰＯＸ熱交換器に、圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を向けるように適合させた流れ成分と、
任意の、ＰＰＳ復熱式熱交換器に圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を向けるように適合させた流れ成分と、
任意の、ＰＯＸ熱交換器からＰＰＳ復熱式熱交換器まで圧縮したリサイクルＣＯ２流を向けるように適合させた流れ成分と
を含むことができる。
【００２９】
本発明は、限定するものではないが、以下の実施形態を含む。
【００３０】
実施形態１：部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）の組み合わせを使用した、電力生産のための工程であって、上記工程が、
固体または液体燃料を部分的に酸化し、メタンを含むＰＯＸ流を形成するために十分な条件下で、ＰＯＸ反応器において、上記燃料、酸素、および触媒を混合するステップと、
上記ＰＯＸ流を約５００℃以下の温度に冷却するステップと、
上記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップと、
ＰＯＸ熱交換器へ上記ＰＯＸ流を通し、冷却流により上記ＰＯＸ流を約１００℃以下の温度に冷却することにより、上記ＰＯＸ流から熱量を回収して、メタンを含むＰＯＸ燃料ガス流を形成するステップと、
上記ＰＯＸ燃料ガス流を分離容器に通し、上記ＰＯＸ燃料ガス流に存在するいずれかの水の少なくとも一部を分離するステップと、
上記ＰＯＸ燃料ガス流を、約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップと、
ＰＰＳ燃焼器で上記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼して、少なくとも約１０ＭＰａの圧力および少なくとも約８００℃の温度の燃焼生成物流を形成するステップと、
ＰＰＳタービンを通して上記燃焼生成物流を膨張させて、発電し、膨張したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと
を含み、
上記約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮したＰＯＸ燃料ガス流が、上記ＰＯＸ燃料ガス流の総量に基づき、約２０容量％以上のメタン含有量を有する、
工程。
【００３１】
実施形態２：上記ＰＯＸ反応器で使用される触媒が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、それらの化合物、それらの錯体、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３２】
実施形態３：上記ＰＯＸ反応器を、約１０００℃以下の温度で作動させる、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３３】
実施形態４：上記ＰＯＸ反応器に蒸気を添加するステップをさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３４】
実施形態５：上記ＰＯＸ反応器からのＰＯＸ流を冷却するステップが、冷却流により対流式冷却器に上記ＰＯＸ流を通すステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３５】
実施形態６：上記冷却流が、
上記ＰＰＳから回収され上記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３６】
実施形態７：上記ＰＯＸ流から分離した固体が、灰の粒子、未反応のチャー、および触媒のうちの１つまたは複数を含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３７】
実施形態８：上記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップが、上記ＰＯＸ流を粒子フィルターおよび水スクラバーの中に通すステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３８】
実施形態９：上記ＰＯＸ熱交換器へＰＯＸ流を通すステップの前に、上記工程が、上記ＰＯＸ流中のＣＯおよびＨ２ＯをＣＯ２およびＨ２に変換するように構成された触媒による水性ガス転化反応器の中に、上記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００３９】
実施形態１０：上記触媒による水性ガス転化反応器を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５：１〜約１：１のＨ２：ＣＯの比率を有する、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４０】
実施形態１１：上記ＰＯＸ熱交換器に上記ＰＯＸ流を通すステップの前に、上記工程が、ＣＯＳをＨ２Ｓに変換するように構成された硫化カルボニル（ＣＯＳ）加水分解反応器の中に、上記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４１】
実施形態１２：上記ＰＯＸ熱交換器の中に通したＰＯＸ流を、
上記ＰＰＳから回収され上記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む冷却流により冷却する、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４２】
実施形態１３：上記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、上記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、水銀除去部および酸性ガス除去部のうちの１つまたは両方の中に通す、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４３】
実施形態１４：上記ＰＯＸ燃料ガスから水銀を除去するように構成された硫黄含浸活性炭床吸着システムの中に、上記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４４】
実施形態１５：上記ＰＯＸ燃料ガス流からＨ２ＳおよびＣＯ２のうちの少なくとも１つの一部または実質的に全てを除去するように構成された酸性ガス除去部の中に、上記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４５】
実施形態１６：上記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成されたメタン生成部の中に、上記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４６】
実施形態１７：上記メタン生成部が触媒部であり、任意にメタン生成を、ニッケルベースの触媒を使用して行う、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４７】
実施形態１８：上記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５０容量％以上のメタン含有量を有する、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４８】
実施形態１９：冷却流によるメタン生成後熱交換器の中に、上記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスを通すステップを含み、
任意に、上記冷却流が、上記ＰＰＳから回収され上記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００４９】
実施形態２０：上記メタン生成部から分離器まで上記ＰＯＸ燃料ガス流を通すステップであって、上記メタン生成反応器で生成されたいずれかの水の少なくとも一部を除去する、ステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００５０】
実施形態２１：上記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの後で、かつ上記ＰＰＳ燃焼器で上記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼するステップの前に、上記ＰＯＸ熱交換器の中に通すことにより、上記圧縮したＰＯＸ燃料ガスを加熱するステップを含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００５１】
実施形態２２：ＰＰＳ復熱式熱交換器の中に上記膨張した燃焼生成物流を通すことにより、上記ＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと、
任意に、上記冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を、水冷装置の中に通すステップと、
実質的に全ての非ＣＯ２成分を除去することにより、ＰＰＳスクラバーで上記冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を処理して、リサイクルＣＯ２流を形成するステップと、
ＰＰＳ圧縮器で上記リサイクルＣＯ２流を加圧して圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するステップと
をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の工程。
【００５２】
実施形態２３：部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステムであって、
メタンを含むＰＯＸ流を形成するための、酸素、触媒、および任意に蒸気の存在下で、液体または固体の燃料を部分的に酸化するように適合させた触媒的ＰＯＸ反応器と、
上記ＰＯＸ流を冷却するように適合させた１つまたは複数の成分と、
上記ＰＯＸ流から熱を回収し、冷却したＰＯＸ燃料ガスを出力するように適合させたＰＯＸ熱交換器と、
約１０ＭＰａ以上の圧力に上記ＰＯＸ燃料ガスを圧縮するように適合させた圧縮器と、
酸素および圧縮したリサイクルＣＯ２流の存在下で上記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼し、約１０ＭＰａ以上の圧力のＰＰＳ燃焼生成物流を形成するように適合させたＰＰＳ燃焼器と、
上記ＰＰＳ燃焼生成物流を膨張させ、接続した発電器において発電するように適合させたタービンと、
上記膨張したＰＯＸ燃焼生成物流から熱を回収し、上記熱を上記圧縮したリサイクルＣＯ２流に添加するように適合させた復熱式熱交換器と、
上記リサイクルＣＯ２流を約１０ＭＰａ以上の圧力に圧縮し、上記圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するように適合させたＰＰＳ圧縮器と、
を含む、システム。
【００５３】
実施形態２４：水銀除去部をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５４】
実施形態２５：酸性ガス除去部をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５５】
実施形態２６：メタン生成部をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５６】
実施形態２７：メタン生成部を出た流れから熱を回収するように構成されたメタン生成後熱交換器をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５７】
実施形態２８：上記ＰＯＸ熱交換器に圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を向けるように適合させた流れの成分をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５８】
実施形態２９：上記ＰＰＳ復熱式熱交換器に上記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を向けるように適合させた流れの成分をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００５９】
実施形態３０：上記ＰＯＸ熱交換器から上記ＰＰＳ復熱式熱交換器まで、上記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を向けるように適合させた流れの成分をさらに含む、上述または後述の実施形態のいずれかに記載の部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステム。
【００６０】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下に簡潔に説明されている添付の図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、明らかとなるであろう。本発明は、上述の実施形態のうちのいずれか２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の組み合わせ、および本開示に記載されているいずれかの２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の特徴または要素の組み合わせを、当該特徴または要素が本明細書中の特定の実施形態の記載で明らかに組み合わされているかどうかに関わらず、含む。本開示は、開示される発明のいずれかの分離可能な特徴または要素が、様々な態様および実施形態のいずれかにおいて、文脈で他の意味が特段明示されていない限り組み合わせ可能なものとみなすべきであると、総体的に読まれることが意図されている。
【００６１】
よって、一般的な文言で本発明を説明してきたが、添付の図面は参照として作製されており、必ずしも正確な尺度で描かれてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本開示に係るＰＯＸシステムおよびＰＰＳを組み合わせたシステムの例となる実施形態を例示する流れ図である。ここで、ＰＰＳは、ＰＯＸシステムにおける液体または固体の炭化水素または炭素質燃料の部分酸化から生じる燃料ガスを使用して、発電する。
【図２】ＰＰＳと組み合わせることのできるＰＯＸシステムの例となる実施形態を例示する流れ図である。ここでＰＯＸシステムは、メタンを豊富に含む燃料流を提供するように構成されている。
【００６３】
本開示の詳細な説明
本発明を、様々な実施形態を参照して、以下でより完全に説明する。これらの実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全なものであり、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するように提供されている。実際に本発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書中記載されている実施形態に限定されると解釈するべきではなく；むしろ、これら実施形態は、本開示が適用可能な法律の要件を満たすように提供されている。本明細書中使用されるように（添付の特許請求の範囲を含む）、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈で他の意味が明記されていない限り、複数形を含む。
【００６４】
本開示のシステムおよび方法は、炭素質燃料、特に固体燃料および／または液体燃料の部分酸化（ＰＯＸ）を達成するように適合されている。本開示で使用できる燃料の非限定的な例として、石炭、亜炭、石油コークス、歴青、バイオマス、藻類、木材、等級化可燃性固体廃棄物（ｇｒａｄｅｄ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ  ｓｏｌｉｄ  ｗａｓｔｅ  ｒｅｆｕｓｅ）、アスファルト、中古タイヤ、原油、他の灰含有液体燃料などが挙げられる。
【００６５】
ＰＯＸ反応器における炭素質燃料の部分酸化は、その成分に関して定義することができるＰＯＸ流を形成する。特に、ＰＯＸ流は、燃料ガスおよび任意に１つまたは複数の不純物（酸化可能不純物および酸化不能不純物）を含むことができる。ＰＯＸ燃料ガス流（不純物の少なくとも一部を含む、または不純物のいずれか、特に酸化不能不純物を実質的に含まない）を、電力生成システムの燃焼器に投入することができる。たとえば、本開示のシステムおよび方法と組み合わせることができる燃焼器および関連する電力生産サイクルは、その開示が本明細書中参照として援用されている、Ａｌｌａｍらに対する米国特許第８，５９６，０７５号に記載されている。’０７５特許の工程は、作業流体として主にＣＯ２を使用した電力生産を達成している。特に、この工程は、燃料の燃焼から生じた高圧のリサイクルＣＯ２流および燃焼生成物の混合物を膨張させるタービンを使用する。純酸素を、燃焼工程の酸化剤として使用することができ、この酸化剤は、燃焼器に通す前に再利用されるＣＯ２で希釈され得る。熱いタービンの排気を使用して、高圧のリサイクルＣＯ２流を部分的に予熱する。またリサイクルＣＯ２流は、熱いタービンの排気に由来しない追加された熱を使用しても加熱されている。たとえば、Ｏ２生産プラントにおける空気供給の圧縮エネルギーが使用され得る。全ての燃料および燃焼由来の不純物、たとえば硫黄化合物、ＮＯ、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｈｇなどは、大気へ排出することなく廃棄するために分離される。
【００６６】
本開示のシステムおよび方法は、ＰＯＸシステムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）の組み合わせであることを特徴とすることができる。’０７５特許に記載されている電力サイクルは、本開示により使用できるＰＰＳの例である。特に、ＰＯＸ燃料ガス流は、燃焼器に関する燃料流の一部または全てとして、ＰＰＳ燃焼器に導入することができる。高圧の燃焼サイクルでは、ＰＯＸ流由来の燃料ガスは、一般的に、電力生産システムの燃焼器で必要とされる高い圧力に圧縮されなければならない。たとえば、ＰＯＸ燃料ガス流は、約１０ＭＰａ以上、約１５ＭＰａ以上、約２０ＭＰａ以上、または約２５ＭＰａ以上の圧力に圧縮器で圧縮され得る。他の実施形態では、この圧力は、約８ＭＰａ〜約５０ＭＰａ、約１５ＭＰａ〜約４５ＭＰａ、または約２０ＭＰａ〜約４０ＭＰａであり得る。
【００６７】
ＰＯＸシステムおよびＰＰＳシステムの組み合わせは、その開示が本明細書中参照として援用されている、Ａｌｌａｍらに対する米国特許第８，７７６，５３２号に記載されている。本開示のシステムおよび方法は、この中に記載されているシステムおよび方法の様々な態様を組み込むことができる。
【００６８】
固体または液体燃料と酸素の反応から生じるＰＯＸ燃料ガス流は、ＰＯＸ燃料ガス流をＰＰＳ燃焼器に導入する前に除去できる固体または溶融した固体を様々な量で含み得る。具体的には、ＰＯＸ燃料ガス流を、必要に応じてある温度に冷却することができ、灰および他の固体の物質を除去することができる。このことは、ＰＯＸシステムおよびＰＰＳで下流にある機器の汚染を予防するために有用である。ＰＯＸ燃料ガス流の冷却の間に放出された熱を、電力生産システムの総合的な効率を最大限にするために、電力生産システムに伝達することができる。特に、この熱は、燃焼生成物流の冷却後で、かつ電力生産システムの燃焼器に戻されるリサイクルＣＯ２流体の投入前に、電力生産において循環しているリサイクルＣＯ２流体の少なくとも一部を部分的に加熱するために使用することができる。特に、この熱を、リサイクルＣＯ２流体を圧縮した後に、リサイクルＣＯ２流体に添加することができる。さらなる例として、この熱は、ＰＯＸ反応器での酸素の消費を減らすために、ＰＯＸ反応器へ通す前に、燃料または燃焼供給流の成分を加熱するために使用することができる。任意に、ＰＯＸ反応器に通し、および／または電力生産システムの燃焼器に通した燃料流および／または酸素を、同じまたは異なる熱交換器における冷却したＰＯＸ流により加熱することもできる。
【００６９】
ＰＯＸ反応器は、約６００℃以上、約８００℃以上、約１０００℃以上、または約１２００℃以上の温度を有する出力ＰＯＸ燃料ガス流を提供するように適合させることができる。より具体的には、この温度は、約６００℃〜約２０００℃、約７００℃〜約１８００℃、または約８００℃〜約１６００℃であり得る。様々な実施形態では、ＰＯＸ流（およびそのため、さらなる燃焼器への投入用の燃料ガス）を、たとえばおおよそ大気温度に冷却するための１つまたは複数のステップを利用することができる。
【００７０】
１つまたは複数の実施形態では、上述の温度のＰＯＸ反応器を出てすぐのＰＯＸ流を、より低い温度に焼入れすることができる。あるいはまたはさらに、ＰＯＸ流を、１つまたは複数の冷却器に通すことができる。好ましくは、焼入れおよび／または冷却は、ＰＯＸ流の温度を、約５００℃以下、約４００℃以下、または約３００℃以下に下げる。
【００７１】
焼入れは、１つまたは複数の焼入れ流体とＰＯＸ流の混合により行うことができる。本開示で使用できる焼入れ流体の非限定的な例として、リサイクルされるＰＯＸ生成物（すなわち、すでに焼入れ流体の温度まで冷却されていて、次に、ＰＯＸガス熱交換器で冷却し、次に液体の水の分離を行ったＰＯＸ生成物の少なくとも一部）の流れ、焼入れ流体温度の水、液体のＣＯ２、それらの混合物などが挙げられる。有用な焼入れ流体の温度は、約１５０℃以下、約１００℃以下、約７５℃以下、または約６０℃以下であり得る。特に、焼入れ流体の温度は、約１０℃〜約１５０℃、約１５℃〜約１００℃、または約２０℃〜約７５℃であり得る。水の焼入れを使用する実施形態では、水の一部を蒸発させ、よって、燃料ガス、蒸気、および、灰の粒子の大部分を洗い流す液体の水の部分の混合物を得ることができる。液体および蒸気全体の温度は、ＰＯＸ反応器で使用される圧力および焼入れに使用される液体の水の量により決定される。
【００７２】
１つまたは複数の実施形態では、本システムおよび方法は、冷却したＰＯＸ流の蒸気から、いずれかの液体の水、および灰の粒子の大部分またはさらなる固体を分離するために構成することができる。固体の除去は、従来のいずれかの分離手段またはフィルター手段を使用して行うことができる。適切な固体の除去の構成要素の非限定的な例として、サイクロンフィルター、セトリングタンク、キャンドルフィルター、バグフィルター、液体洗浄塔（ｌｉｑｕｉｄ  ｗａｓｈ  ｔｏｗｅｒｓ）などが挙げられる。このような構成要素は、固体および／または可溶性の気体を除去するように構成されてもよい。たとえば、水スクラバーを利用することができる。
【００７３】
冷却したＰＯＸ流を、１つまたは複数の熱交換器を使用して、たとえば大気温度付近までさらに冷却することができる。特に、熱交換器は、焼入れ／冷却したＰＯＸ流から、電力生産システムで利用されている高圧のＣＯ２リサイクル流のうちの１つまたは複数の一部まで、熱を伝達するように適合させることができる。たとえばこの熱を、ＣＯ２リサイクル圧縮器の解放から得られた高圧のＣＯ２リサイクル流に、および／または電力生産サイクルに使用されている復熱式熱交換器における１つもしくは複数の適切なポイントに伝達することができる。ＰＰＳ復熱式熱交換器への熱の注入のための温度の選択、ならびに焼入れした燃料ガス冷却器で加熱されるＰＰＳ復熱式熱交換器から得られた流れの数および入口温度の選択は、熱の回収が経済的な熱交換器の大きさと一致する最高温度レベルで確実に行われるように熱回収工程を変更することにより、決定することができる。
【００７４】
ＰＯＸ反応器で使用される固体燃料は、様々な形態で提供することができる。上述の実施形態では、固体燃料は、微粒子の形態、好ましくは微粉状の状態で提供することができ、水、液体のＣＯ２、およびそれらの組み合わせなどのスラリー媒体とスラリー形成することができる。ＰＯＸ反応器で使用される炭素質燃料は、加熱した歴青などの液体であり得て、この場合液体のスラリー形成は必要ではない。
【００７５】
一部の実施形態では、本開示に係るＰＯＸ反応器は、電力生産システムの燃焼器内の圧力よりも高い圧力で作動するように適合させることができる。電力生産システムの燃焼器は、本システムで連続的にリサイクルされる作業流体として特にＣＯ２を使用することができる。好ましくは、ＰＯＸ流は、本明細書中記載されている熱交換を介して冷却することができ、冷却したＰＯＸ流（すなわち燃料ガス）を、さらなる圧縮を必要とせずに電力生産システムで使用することができる。ＰＯＸ反応器は、炭素質燃料の燃焼のために適合させた任意の反応器を含むことができ、この場合、特に燃料はごく部分酸化されており、特に反応器は、本明細書中記載される電力生産システムの燃焼器の作動圧力よりも高い圧力で機能するように適合されている。例示的な非限定的な実施形態では、ＰＯＸ燃焼器は、その開示の全体が本明細書中参照として援用されている、Ｐａｌｍｅｒらに対する米国特許第９，４１６，７２８号、Ｐａｌｍｅｒらに対する米国特許第９，０６８，７４３号、およびＰａｌｍｅｒらに対する米国特許第８，９８６，００２号などに記載されているトランスピレーション冷却を利用することができる。ＰＯＸ燃焼器は、特に、燃料流、および燃料流の燃焼のための酸素供給源を受容するように適合させることができる。任意に、ＰＯＸ反応器の中に触媒が含まれていてもよく、および／または触媒を、たとえば燃料と混合して、ＰＯＸ反応器に導入してもよい。任意に、蒸気流をＰＯＸ反応器に導入してもよい。
【００７６】
さらなる実施形態では、本開示に係るＰＯＸ反応器は、電力生産システムの燃焼器の圧力より小さな圧力で作動するように適合させることができる。このような実施形態では、電力生産システムの燃焼器で燃料として使用するためのＰＯＸ流は、電力生産システムの燃焼器に通す前に圧縮することができる。ＰＯＸ反応器は、いずれかの市販のシステムを含むことができる。本開示で有用な市販のシステムの非限定的な例として、Ｓｈｅｌｌのドライフィード型給炭噴流床反応器（Ｓｈｅｌｌ  ｄｒｙ  ｐｏｗｄｅｒｅｄ  ｃｏａｌ  ｆｅｅｄ  ｅｎｔｒａｉｎｅｄ  ｆｌｏｗ  ｒｅａｃｔｏｒ）、ＧＥ／Ｔｅｘａｃｏの焼入れ反応器、Ｓｉｅｍｅｎｓの冷却スクリーン焼入れ反応器、または類似のシステムが挙げられる。有用なＰＯＸ反応器は、ＰＯＸバーナーからの輻射熱を吸収する内部熱伝達部分を含むことができる。このような実施形態では、電力生産システムからの高圧のリサイクルＣＯ２流の一部を加熱し、より高温でＰＰＳシステムに戻すことができる。たとえば、約４００℃以上の温度のリサイクルＣＯ２を、ＰＯＸ反応器の中で約４５０℃〜約６００℃の温度に加熱し、電力生産システムにおける復熱型の熱交換器に戻すことができる。これを、類似の温度の高圧リサイクルＣＯ２流のさらなる一部と再度混合することができる。
【００７７】
本開示に係る電力生産システムとＰＯＸ反応器の組み合わせは、様々な有用な態様を提供することができる。例として、この組み合わせは、不純物（石炭または他の固体燃料由来の不純物、および燃料の部分酸化由来の不純物など）を、電力生産システムの燃焼器に入る、冷却された高圧のＰＯＸ流に保持することができるという点で定義することができる。このような不純物は、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＳ２、ＨＣＮ、ＮＨ３、Ｈｇを含むことができる。これらおよび他の不純物を、電力生産システムの燃焼器で酸化することにより、たとえばＳＯ２、ＣＯ２、Ｎ２、ＮＯ、およびＨｇを形成することができ、次いで電力生産システムから除去することができる。たとえば、電力生産システムの燃焼器の出口流からの凝縮した水流は、たとえば米国特許出願公開公報第２０１１／０１７９７９９号に記載されるように、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、および溶解した無機塩のうちの１つまたは複数を含み、酸性であり得る。しかしながら、１つまたは複数の実施形態では、不純物の実質的に全てが、ＰＰＳ燃焼器へ導入される前に、ＰＯＸ燃料流から除去され得る。たとえば、本明細書中さらに記載されているように、メタンを多く含む流れとしてのＰＯＸ流（すなわちＰＰＳ燃焼器に導入されるＰＯＸ燃料ガス流の総量に基づき、約２０％以上、約３０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、または約９５％以上のメタンを含む）としてのＰＯＸ流を提供することが有用であり得る。電力生産システムの燃焼器を直接介するよりもＰＯＸ反応器を介して固体燃料を処理することは、汚染の可能性がある反応生成物、特に灰および他の固体を除去する能力の観点から、特に有用であり得る。
【００７８】
本開示のシステムおよび方法は、ＰＯＸ流の冷却の間、好ましくはほぼ周囲温度まで冷却する間に放出される熱の実質的に全てを回収し、電力生産システムでリサイクルされる高圧のＣＯ２流にこの熱を回収するように適合させることができる。この追加的な加熱は、特に、電力生産システムの復熱式熱交換器においてより低い温度レベルで提供することができる。この方法における追加的な熱の流入は、電力生産システムの総合的な効率に有意な正の効果をもたらすことができる。この効果は、４００℃〜８００℃の高い温度範囲と比較して５０℃〜４００℃の低い温度範囲での高圧のリサイクルＣＯ２流の比熱が非常に高いこと、ならびに電力生産システムの復熱式熱交換器で冷却するタービン排気流の比熱が低いことによるものである。この顕著な差は、著しい追加的な余分な熱が、リサイクルＣＯ２流を加熱するために、５０℃〜４００℃の温度範囲の著しい追加の余分な熱が、復熱式熱交換器において必要であることを意味する。ＰＯＸ流熱交換器中の焼入れしたＰＯＸ流から得た追加的な熱は、電力生産システムの燃焼器にとって、燃料ガス自体を燃焼する際に放出される熱量と実質的に同等である有効な追加的な熱量を提供する。
【００７９】
一部の実施形態では、焼入れおよび灰の除去の後にＰＯＸ反応器から採取した燃料ガスは、約２５０℃〜約４００℃の温度のＨ２、ＣＯ、ＣＯ２、およびＨ２Ｏを主に含むことができる。この燃料ガス流の一部を、多様なＨ２：ＣＯ比で、純粋なＨ２、ＣＯ、またはそれらの組み合わせの生産のために採取することができる。大規模なＨ２生産にとって典型的な応用は、たとえば、精錬所での、およびおそらく自動車燃料としての、水素化脱硫および水素化分解であり得る。Ｈ２およびＣＯ２混合物に関する典型的な応用は、たとえば、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ法での液体炭化水素生産（たとえば、約１．５〜約３、特には約２．２の、Ｈ２対ＣＯ比を伴う）、およびメタノール生産（たとえば約１．５〜約２．５、特には約２の、Ｈ２対ＣＯ比を伴う）であり得る。それぞれの場合で、Ｈ２対ＣＯ比は、ＰＯＸ燃料ガス流で約１以下の比率から増加しなければならず、ここでこの比は、ＰＯＸ反応器の作動パラメータ（たとえば温度および／または圧力）、固体燃料用のスラリー形成媒体としてのＣＯ２または水の使用、ならびに固体燃料におけるＨ２対炭素比に依存している。ＰＯＸ生成ガス中の多くの水を伴う水ベースのスラリーは、Ｈ２およびＣＯ２に変換されるＣＯおよびＨ２Ｏの有意な比率をもたらし、ちょうど１未満のＨ２対ＣＯ比を提供する。ＣＯ２ベースのスラリーは、より小さなＨ２対ＣＯ比を有する。以下の式（２）に示されるように、蒸気との反応によりＣＯをＨ２に変換するための触媒による転化反応器に、分離し焼入れしたＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通すことが、有用であり得る。
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２＋ＣＯ２（２）
このことは、灰の除去後に約２５０℃〜約４００℃の温度で採取した燃料ガスの一部を使用して、および転化反応器においてコバルト―モリブデンに基づく触媒などの、耐硫黄ＣＯ転化触媒を使用することにより、達成することができる。次に、Ｈ２を多く含んでいる燃料ガスの一部を、ＰＯＸ熱交換器を介して別の通路で冷却することができる。発熱性転化反応で放出された熱は、上述のようにＰＰＳに伝達することができる。次に、出てきた転化ガスを、残りの冷却したＰＯＸ流の一部と混合することができ、合わせた流れを、Ｈ２およびＣＯを必要なＨ２対ＣＯ比で単一の非吸着成分として分離し、吸着成分が、硫黄化合物、ＨＣＮ、ＮＨ３、Ｈｇ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏの全ておよびＣＨ４の大部分を含むことができるように設計されたマルチベッド型の圧力変動吸着器の中に通すことができる。この非吸着留分はまた、ＰＯＸ反応器で使用される石炭（または他の固体もしくは液体の燃料）および酸素に由来するいくらかのＮ２およびＡｒを含んでもよい。これらの不活性成分は、好ましくは、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ法の反応器およびメタノール反応器の両方に供給されるガスにとって許容可能である合計５％未満の濃度である。純粋なＨ２の生産が必要とされる場合、転化冷却ガスのみがＰＳＡに供給される。石炭およびＰＯＸ由来の還元型不純物の全てを伴う、ＰＳＡからのほぼ大気圧の排気ガスは圧縮され、ＰＰＳ燃焼器での燃焼のために残りのＰＯＸ燃料ガスに戻される。
【００８０】
固体燃料の部分酸化を伴う電力生産の一実施形態を、図１を参照して記載し、ここで固体燃料は、ＰＯＸ反応器４で部分酸化される石炭供給流２１の形態で提供されている。吸気流６２から酸素流３２および６０ならびに窒素流２３を生成する空気分離部６から採取される約８２℃（１８０°Ｆ）の温度のＮ２を含む乾燥窒素流２３をも供給する大粒子破砕器１で、石炭流２１を破砕し、部分的に乾燥させる。好ましくは、乾燥窒素流２３は、ＰＰＳにおける復熱式熱交換器から出たＣＯ２を多く含む高温のタービン排ガス流によって加熱することができる。石炭を、小粒子破砕器２で好ましくは約２５０ミクロン以下の粒径にさらに破砕し、微粉化（ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｚｅｄ）石炭流２４を提供し、これをスラリー混合器３に供給する。スラリー混合器３において、微粉化した石炭を、好ましくは約８．５ＭＰａ以上の圧力を有するＣＯ２スラリー媒体流２９と混合する。この実施形態におけるＣＯ２スラリー媒体流２９中のＣＯ２は、約１７℃の温度である。ＣＯ２スラリー媒体流２９中のＣＯ２は、約８６５ｋｇ／ｍ３の密度を有する。微粉化石炭は、ロックホッパーシステムでまたは他の手段により８．５ＭＰａの圧力に圧力を上げた後に、ＣＯ２と混合する。石炭／ＣＯ２スラリー流２６は、スラリー混合器３を出て、好ましくは、約４５重量％の石炭を含む。あるいはスラリー媒体は、水流であり得る。また、微粉化石炭注入システムは、加圧した粉末の石炭が窒素流に乗って、ＰＯＸバーナーに供給されるドライフィードシステムとして構成することもできる。次に、スラリー流２６を、ＰＯＸ反応器４にくみ上げ、ここでスラリー流を、好ましくは約９７モル％以上の酸素濃度を含む酸素流５６と混合する。ＰＯＸ反応器４は、好ましくは、約８．５ＭＰａの圧力および約１４００℃の温度で作動するが、温度および圧力は、ＰＯＸ反応器を出たＰＯＸ流の性質に関連して本明細書中他で開示される温度および圧力の範囲のいずれかの組み合わせであり得る。石炭スラリー調製のための条件は、適宜調節することができる。
【００８１】
ＰＯＸ反応器４は、石炭を部分酸化し、ＰＯＸ反応器を出て焼入れチャンバー（不図示）に入るか、または図１に例示されるようにＰＯＸ反応器自体の中で焼入れすることができる、ＰＯＸ流を形成するように適合されている。ＰＯＸ流は、限定するものではないが、Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＳ２、ＨＣＮ、ＮＨ３を含む１つまたは複数の可燃性（すなわち酸化可能な）物質を含み得る燃料ガスを含むことができる。さらに、ＰＯＸ流は、石炭（または他の固体燃料）由来のＨｇおよび他の不純物、ならびに不活性物質（たとえばＮ２およびＡｒ）、たとえば、酸素流５６に由来する不活性物質＋他の微量の成分を含むことができる。また、ＰＯＸ流は、望ましければＰＯＸ流から濾過することができる、灰またはスラグなどの１つまたは複数の不燃性物質をも含むことができる。
【００８２】
ＰＯＸ流（ＰＯＸ反応器の中または別々の成分のＰＯＸ流）は、焼入れ流体（本実施形態では液体水流５７）と混合することにより、焼入れされる。例示されているように、液体水流５７は、制限ノズルの基部近くでＰＯＸ反応器に入る。焼入れ流の添加により、ＰＯＸ流の成分は、好ましくは約３０４℃の水飽和温度より下満に冷却される（しかしながらこれより高い温度も包有されている）。また焼入れ温度は、好ましくは、灰およびスラグなどの不燃性物質が固体の形態にある温度であり得る。過剰な焼入れ水は、ＰＯＸ反応器の容器（または個別の焼入れ容器）の汚水中にスラグおよび微細な灰のバルクを回収し、ここでさらなる処理のため除去する。焼入れしたＰＯＸ流５８は、ウォータースクラブタワー（ｗａｔｅｒ  ｓｃｒｕｂ  ｔｏｗｅｒ）を含むスクラバー部５、次いでダスト負荷を約４ｍｇ／ｍ３以下の燃料ガス、約３ｍｇ／ｍ３以下の燃料ガス、または約２ｍｇ／ｍ３以下の燃料ガスに低減するように適合させた微細なカートリッジフィルターを通過する。また、スクラバー部５は、洗浄水をリサイクルし、また廃棄のための灰流６６を処理するために必要とされる全ての器具およびポンプを含むことができる。ＰＯＸ反応器の灰の処理およびガスの洗浄に有用なシステムの例示的な実施形態は、石炭／水のスラリーバーナーを備えたＧＥ／Ｔｅｘａｃｏ  ＰＯＸシステムであり、あるいはこれは、石炭／ＣＯ２スラリーを受容するように変更することができる。
【００８３】
洗浄した燃料ガス＋蒸気流５５は、熱交換器７で冷却される。出口流５９は、さらに、熱交換器９中の冷却水によって冷却される。液体の水４６を、入口流６１から分離容器８で分離し、流れ３８からの反応器の焼入れ水および一部の追加構成水に戻すようにポンプ１１で組み上げて、焼入れ水流５７を生成する。正味の燃料ガス流４７は、マルチステージ型の遠心圧縮器１０で、電力生産システムの燃焼器１４への流れ４８として投入するために適した圧力に圧縮される。例として、燃料ガス流４７は、約３０．５ＭＰａの圧力に圧縮することができる。圧縮した燃料ガス流４８は、復熱式熱交換器１２で、電力生産システムの燃焼器１４への流入に適した温度に加熱される。例として、圧縮した燃焼ガス流４８は、約７４６℃の温度に加熱することができる。加熱した燃料ガス流６４を、電力生産システムの燃焼器１４で燃焼し、ここで酸素およびＣＯ２と混合する。例示した実施形態では、混合Ｏ２／ＣＯ２流５１は、モルベースで３０％のＯ２および７０％のＣＯ２を含む。混合Ｏ２／ＣＯ２流５１は、好ましくは、電力生産システムの燃焼器１４への流入に適した温度に加熱されている。例として、混合Ｏ２／ＣＯ２流５１は、復熱式熱交換器１２で、約７４６℃の温度に加熱することができる。熱いリサイクルＣＯ２流５２は、復熱式熱交換器１２から流れており、電力生産システムの燃焼器１４への投入に適した温度である。例として、熱いリサイクルＣＯ２流５２は、約７４６℃の温度に加熱することができる。
【００８４】
電力生産システムの燃焼器では、燃料ガスの燃焼からの燃焼ガスは、例示される実施形態で、熱いリサイクルＣＯ２流５２と共に冷却され、約１１５０℃の温度および約３０ＭＰａの圧力の混合燃焼生成物流５０を生成する。これを、発電器６５に連結したタービン１３において、約３ＭＰａの圧力に膨張させ、出力電力６３を生成する。タービン出力流４９は、例示的な実施形態において、復熱式熱交換器１２で冷却され、約６４℃の冷却した生成物流５３として出る。この流れ５３を、ウォータークーラー１６で約１７℃の温度に冷却する。さらに冷却したタービン出力流５４はスクラブタワー１７に入り、スクラブタワー１７は、さらに冷却したタービン出力流５４を受容するタワーの充填部（ｐａｃｋｅｄ  ｓｅｃｔｉｏｎ）上のスクラブタワーの液体用入口４１（ｓｃｒｕｂ  ｔｏｗｅｒ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｌｅｔ）へと循環ポンプ１８を介してほとんどリサイクルされる出力流４０を有する。流れ４０の一部は、さらなる処理のために流れ３９として分割される。タービン排出ガスが、復熱式熱交換器１２で水露点未満に冷却されると、以下の反応が起こる。
ＮＯ＋１／２Ｏ２＝ＮＯ２（３）
ＮＯ２＋ＳＯ２＝ＳＯ３＋ＮＯ（４）
ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２ＳＯ４（５）
【００８５】
上記の反応は、液体の水、窒素酸化物、ＳＯ２／ＳＯ３、および過剰な酸素の存在下で進行する。ＳＯ２／ＳＯ３の濃度は、式（３）に示されている限定反応が、３ＭＰａで急速に進行し、式（４）および式（５）の反応が非常に迅速であるため、非常に低いレベルに低下する。硫黄酸化物の全てが硫酸に変換されている場合、窒素酸化物は、以下の反応順序で、通過当たり約９５％の変換率で硝酸に変換される。
２ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ＝ＨＮＯ２＋ＨＮＯ３（６）
３ＨＮＯ２＝ＨＮＯ３＋２ＮＯ＋Ｈ２Ｏ（７）
ＮＯ＋１／２Ｏ２＝ＮＯ２（８）
【００８６】
図１に戻ると、正味の液体の酸生成物流３９に存在する硝酸は、存在するいずれかの水銀を塩化水銀に変換する。スクラブタワー１７は、好ましくは、追加的な水の洗浄および酸性ミスト除去部に取り付けられている。この主な機能は、効率的な希酸除去装置として作用することであり、これは上記反応のほぼ全てがスクラブタワー１７の上流で起こるためである。混合した酸は、混合器１５において石灰石のスラリー流３６（または他の適切な基材）で処理されて、石こうおよび硝酸カルシウム流３７を生成する。他のいずれかの微量な金属塩も、分離することができる。硝酸カルシウムおよび溶解した塩の除去後の残りの水流３８は、冷却タワーもしくはＰＯＸ焼入れシステムに対する追加として、またはスクラブタワー１７にリサイクルされる洗浄水として、使用することができる。
【００８７】
約２．９ＭＰａの圧力でスクラブタワー１７を出た大部分のＣＯ２流４２は、マルチステージの中間冷却圧縮器１９で、次いで高密度流体のマルチステージポンプで、約３０．５ＭＰａなどの電力生産システムの燃焼器への投入に適した圧力に圧縮される。圧縮したＣＯ２吐出流３５は、約５４℃の温度で最後の段階のポンプ１９を出て、この流れの一部の流れ７０は、約７４６℃の温度に復熱式熱交換器１２で加熱され、ＣＯ２流５２として出る。
【００８８】
この実施形態における空気分離プラント６は、２つの分離流に分離される、約８．６ＭＰａの圧力の９９．５モル％の酸素純度の生成物流を生成する。酸素流６０は、熱交換器７で約２９４℃の温度に加熱され、石炭の部分酸化のためＰＯＸ反応器４で使用するための流れ５６として出る。残りの酸素流３２は、約８．６ＭＰａの圧力でＣＯ２と混合される。具体的には、ＣＯ２は、流れ３０として圧縮器１９の中間段階から採取され、一部の流れ３１が、酸素流３２と混合して、約３０モル％のＯ２および７０モル％のＣＯ２の組成物を提供する。この希釈したＯ２流３３は、マルチステージ型中間冷却圧縮器２０で約３０．５ＭＰａの圧力に圧縮され、吐出流３４は、復熱式熱交換器１２で約７４６℃の温度に加熱され、流れ５１として電力生産システムの燃焼器１４に入る。純粋なＯ２流３２の希釈は、電力生産システムの燃焼器１４における燃焼に必要な酸素を、耐酸化性材料を必要とすることなく高温に加熱させることができるため有用である。これによって、電力生産システムが確実に安全に作動する。３０％のＯ２流は、電力生産システムの断熱燃焼温度を約２４００℃の値に調節するために有用である。ＣＯ２流３０の残りの部分は、ＣＯ２流２９であり、これは、微粉化石炭をスラリー形成するためのＣＯ２を提供し、スラリー混合器３に供給される。
【００８９】
熱交換器７において焼入れされるＰＯＸガスの冷却は、総合的な効率を最大限にするため電力生産システムに最大量の熱を伝達するために有用である。電力生産システムは、ほぼ周囲温度から最大約４００℃までの温度範囲で、外部の供給源から有意な量の熱を必要とする。このことは、空気分離プラント６における断熱性空気圧縮器を使用し、高圧のリサイクルＣＯ２流の一部に圧縮の熱を伝達することにより、提供することができる。本実施形態では、必要とされる外部の熱の量は、熱交換器７で焼入れされるＰＯＸガスを冷却すること、および２つの高圧のリサイクル流を加熱することにより、提供される。復熱式熱交換器１２における中間温度点から採取した約５４℃の温度の高圧のリサイクルＣＯ２流２８および約１２０℃の温度の高圧のリサイクルＣＯ２流４３を加熱して、約２９４℃の温度の混合加熱出力流４４を提供し、これを復熱式熱交換器１２に対応する温度点で主要なリサイクルＣＯ２流と混合するために戻す。任意に、出力流６７も同様に、主要なリサイクルＣＯ２流と混合するために、対応する温度点で復熱式熱交換器に戻してもよい。
【００９０】
例示的な実施形態では、熱交換器７は、高圧でロウ付けまたは拡散接合されたマルチチャンネルユニットであり得る。構成材料は、好ましくは、ＰＯＸガス＋液体の水に存在する不純物の存在下で耐腐食性である。復熱式熱交換器１２は、好ましくは、拡散接合されたマルチチャンネルユニットである。このユニットは、好ましくは、約８００℃の温度で作動し、約２００℃未満の温度で酸の腐食に耐性があるように適合されている。例示的な適切な材料は、特殊金属合金７４０である。一部の実施形態では、熱交換器１２の高温端での平均温度は、７５０℃未満に低下させることができ、このような場合では、合金６１７が適切であり得る。任意に、２００℃と５４０℃との間の中間部は、ステンレス鋼から作製することができる。２００℃未満で酸腐食の可能性がある部分は、定期的に交換できるように組み立てることができる。
【００９１】
１つまたは複数の実施形態では、ＰＯＸシステムは、メタンを多く含む燃料流を提供するように構成することができる。このようなＰＯＸシステムは、本明細書中他で記載されている要素のいずれかを組み込むことができる。特に、このようなＰＯＸシステムは、触媒および任意に蒸気の存在下で酸素により固体または液体燃料を部分酸化して、触媒の非存在下での部分酸化と比較して、メタン含有量を多く含んでいるＰＯＸ生成物流を形成するように構成できる触媒的ＰＯＸ反応器を含むことができる。この触媒は、炭素質または炭化水素の燃料の部分酸化におけるメタンの生成の促進に適したいずれかの触媒を含むことができる。たとえば適切な触媒は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、それらの化合物、それらの錯体、およびそれらの組み合わせを含むことができる。たとえば、ニッケルまたは担持ニッケル触媒が有用であり得る。比較的高いメタン含有量を有するＰＯＸ燃料流を生成するために、本開示の実施形態で利用され得る触媒的ＰＯＸ反応の構成要素の例は、その開示の全体が本明細書中参照として援用されている、米国特許公開公報第２００３／０１６７９６１号、同２００６／０２６５９５３号、同２００７／０００１７７号、同２００７／０８３０７２号、同２００７／０２７７４３７号、同２００９／００４８４７６号、同２００９／００９００５６号、同２００９／００９００５５号、同２００９／０１６５３８３号、同２００９／０１６６５８８号、同２００９／０１６５３７９号、同２００９／０１７０９６８号、同２００９／０１６５３８０号、同２００９／０１６５３８１号、同２００９／０１６５３６１号、同２００９／０１６５３８２号、同２００９／０１６９４４９号、同２００９／０１６９４４８号、同２００９／０１６５３７６号、同２００９／０１６５３８４号、同２０１０／００７６２３５号、同２０１１／００３１４３９号、同２０１１／００６２７２１号、および同２０１１／００６４６４８号に記載されている。
【００９２】
一部の実施形態では、メタン含有量を増加させるように構成されたＰＯＸシステムは、具体的には、比較的穏やかな条件下で作動することができる。たとえば、ＰＯＸ反応器は、約１０００℃以下、約８００℃以下、約６００℃以下、または約４００℃以下の温度で作動し得る（たとえば約２００℃の下限を伴う）。特に、ＰＯＸ反応器は、約３００℃〜約１０００℃、約３２５℃〜約９００℃、約３５０℃〜約８００℃、または約４００℃〜約７００℃の温度で作動してもよい。
【００９３】
メタン生成を伴うＰＯＸシステムの例示的な実施形態を、図２に関連して以下で説明する。その図からわかるように、固体燃料流１１５、酸素供給源流５６、および蒸気流１１６が、固体燃料の部分酸化のためにＰＯＸ反応器４に注入される。触媒もまた、ＰＯＸ反応器４に提供することができる。この触媒は、ＰＯＸ反応器で固定されてもよく、かつ／または流動性であってもよい。たとえば、粒子化触媒を、燃料流１１５と混合してもよい。ＰＯＸ反応器４への蒸気流１１６の投入は、望ましい範囲で作動温度を制御するため、および生成物流におけるメタン収率を最大限にするために有用であり得る。ＰＯＸ反応器４を出たＰＯＸ生成物流８５は、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、チャー、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＳ２、ＨＣＮ、およびＮＨ３のいずれかの組み合わせを含み得る。１つまたは複数の実施形態では、触媒反応の利用は、それ以外の方法で可能である量より、ＰＯＸ燃焼流のメタン含有量を有意に増加させるために好適であり得る。よって、ＰＯＸ反応器４を出たＰＯＸ生成物流８５は、高いメタン含有量を特徴とし得る。メタンを多く含む流れは、触媒を使用することなく形成される対応する流れに存在するメタンよりも、少なくとも５容量％、少なくとも１０容量％、少なくとも２０容量％、または少なくとも３０容量％（たとえば５容量％〜９５容量％、１０容量％〜７５容量％、または２０容量％〜６０容量％）多いメタンを含むことができる。一部の実施形態では、ＰＯＸ反応器４を出たＰＯＸ生成物流８５は、ＰＯＸ生成物流の総量に基づき、少なくとも１０容量％、少なくとも１５容量％、少なくとも２０容量％、または少なくとも２５容量％のメタン含有量（上限９５容量％、８５容量％、または７５容量％のメタン含有量を伴う）を有することができる。
【００９４】
ＰＯＸ生成物流８５は、約５００℃以下、約４００℃以下、または約３００℃以下（下限約１００℃を伴う）にＰＯＸ燃焼流を冷却するために対流式冷却器８６に通す。対流式冷却器８６で使用する冷却流は、ＰＰＳから回収され、ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体流、高圧の水流、固体の燃料の乾燥工程用の空気分離部から回収された窒素流、高圧のＯ２／ＣＯ２流、および／または洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流を含むことができる。他の冷却部は、さらにまたはあるいは、限定するものではないが、焼入れ部を含んで使用することができる。
【００９５】
対流式冷却器８６を出た冷却されたＰＯＸ生成物流８７は、ＰＯＸ生成物流から固体を除去するためのろ過部８８に供給される。ろ過部８８から回収された固体の流れ１１７は、たとえば灰の粒子、燃焼していないチャー、および触媒を含み得る。固体の流れ１１７から採取したいずれかの触媒は、その開示の全体が、本明細書中参照として援用されている、米国特許出願公開第２０１０／０１６８４９５号および米国特許出願公開第２０１１／００３１４３９号に記載されるものなどの、触媒のリサイクルのための触媒回収システムに送ることができる。
【００９６】
ろ過部８８を出た冷却されろ過されたＰＯＸ生成物流８９は、全ての微粒子を除去するために構成され得る水スクラバー部９０を通る。さらに、水スクラバー部９０は、ＮＨ３などのいずれかの可溶性の酸性ガスを除去するように構成することができる。
【００９７】
洗浄したＰＯＸ燃料流９１は、流れの組成を変えるための１つまたは複数の変換ステップを経ることができる。図２に例示されるように、洗浄したＰＯＸ燃料流９１は、分配器９２の中を通って、第１の留分流９３および第２の留分流に流れを分配する。ＰＯＸ燃料の第１の留分流９３は、ＣＯＳをＨ２Ｓに変換するための触媒的ＣＯＳ加水分解部９５に送られる。ＰＯＸ燃料の第２の留分流９４は、ＣＯおよびＨ２ＯをＣＯ２およびＨ２に変換するための触媒による水性ガス転化反応器９６に供給される。触媒によるＣＯＳ加水分解部９５および触媒による水性ガス転化反応器９７を出た流れは、ＰＯＸ燃料流９７として混合され得る。望ましい場合、ＰＯＸ燃料流９１全体を、触媒によるＣＯＳ加水分解部９５を介して処理することができ、またはＰＯＸ燃料流９１全体を、触媒による水性ガス転化反応器９６を介して処理することができる。たとえば、１つまたは複数の実施形態では、水性ガス転化反応器９６で使用される触媒は、ＣＯＳも加水分解するように構成することができる。よって、触媒的ＣＯＳ加水分解部９５は存在しなくてもよい。分配器９２の分配比率は、ＰＯＸ燃料流９７のＨ２／ＣＯ比を固定することにより、決定することができる。たとえば、ＰＯＸ燃料流９７のＨ２／ＣＯ比は、約５：１〜約１：１、約４：１〜約２：１、または約３：１であり得る。この比率は、ＣＯ＋３Ｈ２が、ＣＨ４＋Ｈ２Ｏをもたらす、実行される下流のメタン生成処理の観点から、所望の最終的なメタン含有量に基づき定義され得る。例えば、３：１の比率が、９０容量％超のメタン含有量を有する最終的な合成ガスを達成するために特に有用であり得る。
【００９８】
ＰＯＸ燃料流９７は、ＰＯＸ熱交換器７の中を通り、冷却流により約１００℃以下の温度にＰＯＸ燃料流を冷却することにより、熱量を回収する。たとえば、例示されるように、酸素流６０は、ＰＯＸ燃料流９７によりＰＯＸ熱交換器７で加熱され、流れ５６として出る（図１に示されるように、石炭の部分酸化のためＰＯＸ反応器４で使用することができる）。高圧のリサイクルＣＯ２流２８および高圧のリサイクルＣＯ２流４３（図１に関連して前述されている）を、ＰＯＸ熱交換器で加熱して、復熱式熱交換器１２において主要なリサイクルＣＯ２流と混合される混合熱出力流４４を提供することができる。また、出力流６７を、復熱式熱交換器１２に戻して、主要リサイクルＣＯ２流と混合しされてもよい。
【００９９】
ＰＯＸ熱交換器７を出たＰＯＸ燃料流９８は、熱交換器９９内の水を、たとえば約３５℃の温度にさらに冷却することができる。水冷熱交換器９９を出たＰＯＸ燃料流１００は、凝縮した水流１０３を回収することができる分離器１０１の中を通る。ＰＯＸ燃料ガスの組成（ＰＯＸ反応器で酸化される燃料の組成に基づき変動し得る）に基づき、ＰＯＸ燃料ガスをさらに洗浄することが望ましい可能性がある。図２の実施形態に例示されているように、ＰＯＸ燃料流１０２を、水銀および酸性ガス除去部１０４に通す。部１０４を出た例示的な酸性ガス流は、Ｈ２Ｓ流１０５およびＣＯ２流１０６を含み得る（他の酸性ガスも同様に回収され得る）。Ｈ２Ｓ流１０５は、１例として、たとえばクラウスプロセスを使用して、液体硫黄元素に変換することができ、または、たとえば湿式硫酸プロセスを使用して工業用品質の硫酸に変換することができる。酸性ガス除去部から除去されたＣＯ２流１０６を、圧縮することができ、図１の圧縮されたリサイクルＣＯ２流３５に融合することができ、または、他の方法で使用もしくは分離してもよい。様々な実施形態では、個別の水銀除去部を使用してもよく、個別の酸性ガス除去部を使用してもよく、または組み合わせた水銀および酸性ガス除去部を使用してもよい。
【０１００】
水銀除去部の非限定的な例として、硫黄含浸活性炭床吸着システムを挙げることができる。非限定的な例として、酸性ガス除去は、化学試薬、物理的溶媒、およびハイブリッド溶媒のうちの１つまたはいずれかの組み合わせを使用して、進めることができる。使用され得る酸性ガス除去処理の特定の非限定的な例として、メタノール溶媒システム（たとえばＲＥＣＴＩＳＯＬ（登録商標））；複合溶媒システム（たとえばＳＵＬＦＩＮＯＬ（登録商標）、ジイソプロパノールアミン（３０〜４５％）またはメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、スルホラン（テトラヒドロチオフェンジオキシド）（４０〜６０％）、および水（５〜１５％）の混合物である）；アミン処理システム（たとえばジエタノールアミン（ＤＥＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、およびジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）を利用する）；ＳＥＬＥＸＯＬ（商標）、すなわち（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）；ならびにＦＬＥＸＳＯＲＢ（商標）（すなわち立体障害型アミン）が挙げられる。１つの例示的な方法として、２段階ＳＥＬＥＸＯＬ（商標）工程（ＵＯＰ  ＬＬＣ（ＵＳＡ）から入手可能）の使用であって、第１の段階でＨ２Ｓを除去し、第２の段階でＣＯ２を除去する工程の使用を挙げることができる。
【０１０１】
ＰＯＸ燃料流１０７は、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成され得るメタン生成部１０８に通すことができる。メタン生成部１０８は、たとえばニッケルベースの触媒を使用する、触媒部であり得る。メタン生成部１０８で実行できるメタン生成工程の非限定的な例として、その開示が本明細書中参照として援用されている米国特許第８，５３０，５２９号に記載されている高温のＴＲＥＭＰ（商標）工程がある。
【０１０２】
メタン生成部１０８を出たＰＯＸ燃料流１０９は、メタンを多く含むＰＯＸ燃料ガスを特徴とすることができ、流れの総量に基づき、約５０容量％以上、約６０容量％以上、約７０容量％以上、約８０容量％以上、約８５容量％以上、約９０容量％以上、または約９５容量％以上のメタン含有量を有し得る（上限９９．９％を伴う）。メタン生成工程から放出された熱は、メタン生成部１０８と統合することができるか、または追加の構成要素として利用することができる１つまたは複数の熱交換器に戻すことができる。
【０１０３】
メタンを多く含むＰＯＸ燃料流１０９を、水冷熱交換器１１０において、たとえば約２０℃の温度にさらに冷却することができる。冷却した、メタンを多く含むＰＯＸ燃料流１１１は、メタン生成部１０８で生成された、流れ１１４中の水を除去するために、分離器１１２に通すことができる。
【０１０４】
冷却し洗浄した、メタンを多く含むＰＯＸ燃料ガス流１１３は、図１に示されるように圧縮器を利用して圧縮することができる。たとえば、ＰＯＸ燃料ガス流１１３を、図１の圧縮器１０で約３０．５ＭＰａの圧力に圧縮することができ、次に、圧縮したＰＯＸ燃料ガスを、電力生産システムに送ることができる。凝縮した水流１０３および１１４は、ポンプによりＰＯＸ反応器４の作動圧力よりもわずかに高い圧力にすることができ、加圧した流れを、対流式冷却器８６、および／またはＰＯＸ熱交換器７、および／またはＰＰＳ熱交換器１２（図１参照）で加熱し、少なくとも一部を、ＰＯＸ反応器４に対する流れ１１６の投入に使用することができる蒸気を形成することができる。
【０１０５】
１つまたは複数の実施形態では、図２に関連して例示されているＰＯＸシステムの特定の構成要素は、存在しない可能性がある。たとえば図２を参照すると、水スクラバー部９０を出た、洗浄したＰＯＸ燃料流９１を、ＰＯＸ熱交換器７に直接通すことができる。ＰＯＸ燃料ガス流９８は、さらに、熱交換器９９中の水を冷却することにより（たとえば約２０℃の温度に）さらに冷却することができ、凝縮した水を、分離器１０１で分離することができ、凝縮水流１０３として回収することができる。液体の水を実質的に含んでいない冷却したＰＯＸ燃料流１０２を、図１の圧縮器１０に直接通すことができ、ここでたとえば約３０．５ＭＰａの圧力に圧縮することができ、次に図１の電力生産システムに送ることができる。図２に関連して記載されている簡略化したシステムは、たとえば資本コストおよび操業コストを低減するために有用であり得る。さらに、本システムに対する寄生負荷の観点から、総合的なシステム効率を上げることができる。
【０１０６】
上述の説明および関連の図面で提示されている技術の利点を有する、本開示の主題の多くの修正および他の実施形態が、この主題が属する分野の当業者に理解されるものである。よって、本開示は、本明細書中記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、修正および他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれると意図されていることが、理解されるべきである。特定の用語が本明細書中使用されているが、これらは単に、総称および説明の意味で使用されており、限定を目的とするものではない。
【図１】
2019512062.tif 000003
【図２】
2019512062.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月18日(2017.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システムの組み合わせを使用した電力生産のための工程であって、前記工程が、
固体または液体燃料を部分酸化し、メタンを含むＰＯＸ流を形成するために十分な条件下で、ＰＯＸ反応器において、前記燃料、酸素、および触媒を混合するステップと、
前記ＰＯＸ流を約５００℃以下の温度に冷却するステップと、
前記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップと、
前記ＰＯＸ流をＰＯＸ熱交換器へ通し、前記ＰＯＸ流を冷却流によって約１００℃以下の温度に冷却することにより、前記ＰＯＸ流から熱量を回収して、メタンを含むＰＯＸ燃料ガス流を形成するステップと、
前記ＰＯＸ燃料ガス流を、分離容器に通し、前記ＰＯＸ燃料ガス流に存在するいずれかの水の少なくとも一部を分離するステップと、
前記ＰＯＸ燃料ガス流を、約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップと、
前記ＰＯＸ燃料ガスをＰＰＳ燃焼器で燃焼して、少なくとも約１０ＭＰａの圧力および少なくとも約８００℃の温度の燃焼生成物流を形成するステップと、
ＰＰＳタービンを通して前記燃焼生成物流を膨張させて、発電し、膨張したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと
を含み、
前記約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮したＰＯＸ燃料ガス流が、前記ＰＯＸ燃料ガス流の総量に基づき、約２０容量％以上のメタン含有量を有し、
前記約１２ＭＰａ以上の圧力にＰＯＸ燃料ガス流を圧縮するステップの前に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成されたメタン生成部の中に通す
工程。
【請求項２】
前記ＰＯＸ反応器で使用した触媒が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、それらの化合物、それらの錯体、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の工程。
【請求項３】
前記ＰＯＸ反応器を、約１０００℃以下の温度で作動させる、請求項１または２に記載の工程。
【請求項４】
前記ＰＯＸ反応器に蒸気を添加するステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の工程。
【請求項５】
前記ＰＯＸ反応器からのＰＯＸ流を冷却するステップが、冷却流による対流式冷却器に前記ＰＯＸ流を通すステップを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の工程。
【請求項６】
前記冷却流が、
前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の工程。
【請求項７】
前記ＰＯＸ流から分離した固体が、灰の粒子、未反応のチャー、および触媒のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜６のいずれか１項の工程。
【請求項８】
前記ＰＯＸ流から、固体、溶融金属、および酸性ガスのうちの１つまたは複数を分離するステップが、前記ＰＯＸ流を粒子フィルターおよび水スクラバーの中に通すステップを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の工程。
【請求項９】
前記ＰＯＸ熱交換器へ前記ＰＯＸ流を通すステップの前に、前記工程が、前記ＰＯＸ流中のＣＯおよびＨ２ＯをＣＯ２およびＨ２に変換するように構成された触媒による水性ガス転化反応器の中に、前記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１０】
前記触媒による水性ガス転化反応器を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５：１〜約１：１のＨ２：ＣＯ比を有する、請求項９に記載の工程。
【請求項１１】
前記ＰＯＸ熱交換器へ前記ＰＯＸ流を通すステップの前に、前記工程が、ＣＯＳをＨ２Ｓに変換するように構成された流化カルボニル（ＣＯＳ）加水分解反応器の中に、前記ＰＯＸ流の少なくとも一部を通すステップを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１２】
前記ＰＯＸ熱交換器の中を通ったＰＯＸ流を、
前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体と、
高圧の水流と、
窒素流と、
ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流と、
Ｏ２およびＣＯ２の高圧流と、
洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流と
のうちの１つまたは複数を含む冷却流によって冷却する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１３】
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、水銀除去部および酸性ガス除去部のうちの１つまたは両方の中に通す、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の工程。
【請求項１４】
前記ＰＯＸ燃料ガスから水銀を除去するように構成された硫黄含浸活性炭床吸着システムの中に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、請求項１３に記載の工程。
【請求項１５】
前記ＰＯＸ燃料ガス流から、Ｈ２ＳおよびＣＯ２のうちの少なくとも１つの一部または実質的に全てを除去するように構成された酸性ガス除去部の中に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を通す、請求項１３に記載の工程。
【請求項１６】
前記メタン生成部が触媒部であり、任意にメタン生成が、ニッケルベースの触媒を使用して行われる、請求項１に記載の工程。
【請求項１７】
前記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスが、約５０容量％以上のメタン含有量を有する、請求項１６に記載の工程。
【請求項１８】
前記メタン生成部を出たＰＯＸ燃料ガスを、冷却流によりメタン生成後熱交換器に通すステップを含み、
任意に、前記冷却流が、前記ＰＰＳから回収され前記ＰＰＳに戻される高圧のリサイクル流体；高圧の水流；窒素流；Ｏ２およびＣＯ２の高圧流；ＰＯＸ反応器の液体燃料供給流；および洗浄し冷却したＰＯＸ燃料ガス流のうちの１つまたは複数を含む、請求項１６または１７に記載の工程。
【請求項１９】
前記メタン生成部から分離器まで前記ＰＯＸ燃料ガス流を通すステップであって、前記メタン生成反応器で生成されたいずれかの水の少なくとも一部が除去される、ステップを含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２０】
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの後で、かつ前記ＰＰＳ燃焼器で前記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼するステップの前に、前記工程が、前記ＰＯＸ熱交換器の中に通すことにより、前記圧縮したＰＯＸ燃料ガスを加熱するステップを含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２１】
ＰＰＳ復熱式熱交換器の中に前記膨張した燃焼生成物流を通すことにより、前記ＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を形成するステップと、
任意に、前記冷却したＰＰＳ燃焼生成物流を、水冷器の中に通すステップと、
実質的に全ての非ＣＯ２成分を除去することによりリサイクルＣＯ２流を形成するために、ＰＰＳスクラバーで前記冷却したＰＰＳ燃焼生成流を処理するステップと、
ＰＰＳ圧縮器で前記リサイクルＣＯ２流を加圧して圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するステップと
をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の工程。
【請求項２２】
部分酸化（ＰＯＸ）システムおよび電力生産システム（ＰＰＳ）を組み合わせたシステムであって、
メタンを含むＰＯＸ流を形成するために、酸素、触媒、および任意に蒸気の存在下で、液体または固体燃料を部分酸化するように構成された触媒性ＰＯＸ反応器と、
前記ＰＯＸ流を冷却するように構成された１つまたは複数の成分と、
前記ＰＯＸ流から熱を回収し、冷却したＰＯＸ燃料ガスを出力するように適合させたＰＯＸ熱交換器と、
任意の水銀除去部と、
任意の酸性ガス除去部と、
任意のメタン生成部と、
任意の、メタン生成部を出た流れから熱を回収するように構成されたメタン生成後熱交換器と、
前記ＰＯＸ燃料ガスを約１０ＭＰａ以上の圧力に圧縮するように適合させた圧縮器と、
酸素および圧縮したリサイクルＣＯ２流の存在下で前記ＰＯＸ燃料ガスを燃焼し、約１０ＭＰａ以上の圧力のＰＰＳ燃焼生成物流を形成するように適合させたＰＰＳ燃焼器と、
前記ＰＰＳ燃焼生成物流を膨張させ、接続した発電器で発電するように適合させたタービンと、
前記膨張したＰＰＳ燃焼生成物流から熱を回収し、前記熱を前記圧縮したリサイクルＣＯ２流に添加するように適合させた復熱式熱交換器と、
前記リサイクルＣＯ２流を約１０ＭＰａ以上の圧力に圧縮し、前記圧縮したリサイクルＣＯ２流を形成するように適合させたＰＰＳ圧縮器と、
任意の、前記ＰＯＸ熱交換器に前記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を供給するように適合させた流れの成分と、
任意の、前記ＰＰＳ復熱式熱交換器に前記圧縮したリサイクルＣＯ２流の一部を供給するように適合させた流れの成分と、
任意の、前記ＰＯＸ熱交換器から前記ＰＰＳ復熱式熱交換器まで前記圧縮したリサイクルＣＯ２流を供給するように適合させた流れの成分と
を含み、
前記ＰＯＸ燃料ガス流を約１２ＭＰａ以上の圧力に圧縮するステップの前に、前記ＰＯＸ燃料ガス流の少なくとも一部を、ＣＯおよびＨ２をＣＨ４およびＨ２Ｏに変換するように構成されたメタン生成部の中に通す、
システム。
【国際調査報告】
2019512062.tif 000005
2019512062.tif 000006