СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ТОПЛИВНЫЙ ПРОЦЕССОР БЕЗ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

1. Система для использования топливного процессора без перемешивания (80), содержащая
топливный процессор без перемешивания (80), содержащий
2
реактор газификации (28) с входом для твердого углеводородного топлива, входом для воды и выходом для водорода, и содержащий сорбирующий материал для CO;
реактор окисления (32) с входом для воздуха и выходом для эффлюента, и содержащий материал для переноса кислорода; и
2
2
2
реактор регенерации (30) с входом для воды и выходом для потока CO, причем реактор регенерации (30) выполнен с возможностью приема отработавшего сорбирующего материала для CO из реактора газификации (28) и возвращения регенерированного сорбирующего материала для СО в реактор газификации (28), а также приема окисленного материала для переноса кислорода из реактора окисления (32) и возвращения восстановленного материала для переноса кислорода в реактор окисления (32); и
узел для генерирования электрической энергии (100), выполненный с возможностью приема обедненного кислородом потока из реактора окисления (32) и производства электричества.
2. Система по п.1, в которой узел генерирования электрической энергии (100) содержит
расширитель (20), выполненный с возможностью понижения давления обедненного кислородом потока, с получением потока при пониженном давлении;
первый парогенератор-рекуператор (22), выполненный с возможностью переноса тепла из потока при пониженном давлении в поток воды, с получением пара; и
паровую турбину (24), выполненную с возможностью генерирования электричества из пара.
3. Система по любому из пп.1 и 2, дополнительно содержащая
второй парогенератор-рекуператор (34), выполненный с возможностью приема потока водорода из реактора газификации (28);
2
реактор сдвига (8), выполненный с возможностью приема потока водорода из второго парогенератора-рекуператора (34) и для преобразования СО в потоке водорода в CO;
узел очистки газа, выполненный с возможностью приема потока водорода из реактора сдвига (8) и для понижения концентрации примеси в потоке водорода; и
узел короткоцикловой безнагревной абсорбции (14), выполненный с возможностью приема потока водорода из узла очистки газа, для отделения водорода в потоке водорода от других компонентов потока и для получения очищенного потока водорода и отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции; и
компрессор (18, 38, 40), выполненный с возможностью приема и сжатия отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции, с образованием сжатого отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции;
где реактор окисления (32) и/или топка (16) выполненны с возможностью приема сжатого отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции.
4. Система по любому из пп.1 и 2, дополнительно содержащая
второй парогенератор-рекуператор (34), выполненный с возможностью приема потока водорода из реактора газификации (28);
2
реактор сдвига (8), выполненный с возможностью приема потока водорода из второго парогенератора-рекуператора (34) и для преобразования СО в потоке в CO;
узел очистки газа, выполненный с возможностью приема потока водорода из реактора сдвига (8) и для удаления примесей из потока водорода; и
топливный элемент, выполненный с возможностью для приема потока водорода из узла очистки газа и для производства электричества и потока побочного продукта;
где компрессор (18, 38, 40) выполненный с возможностью приема потока побочного продукта из топливного элемента.
2
5. Система по п.1, в которой реактор регенерации (30) конфигурируется для приема рециклированного потока CO.
2
6. Система по п.2, в которой реактор регенерации (30) конфигурируется для приема рециклированного потока CO.
2
7. Система по п.3, в которой реактор регенерации (30) конфигурируется для приема рециклированного потока CO.
2
8. Система по п.4, в которой реактор регенерации (30) конфигурируется для приема рециклированного потока СО.
9. Способ производства электричества, включающий в себя
газификацию угля с помощью воды;
2
2
2
поглощение СО с помощью материала, абсорбирующего CO, с получением отработавшего сорбирующего материала для CO и потока водорода, содержащего водород;
окисление материала для переноса кислорода и получение обедненного кислородом потока в реакторе окисления (32);
2
2
регенерирование отработавшего материала, абсорбирующего CO, и окисленного материала для переноса кислорода и получение потока CO; и
генерирование электричества в узле генерирования электрической энергии (100) с помощью потока обедненного кислорода.
10. Способ по п.9, при котором генерирование электричества дополнительно включает в себя
использование водорода в топливном элементе для получения электричества;
получение пара посредством переноса тепла из обедненного кислородом потока; и
прохождение пара через паровую турбину (24), с получением дополнительного электричества.
11. Способ по любому из пп.9 и 10, дополнительно включающий в себя взаимодействие водорода, с получением материала, выбранного из группы, состоящей из мочевины (42), аммиака (42) и сочетаний, включающих в себя, по меньшей мере, один из указанных выше материалов.
12. Способ по п.9, дополнительно включающий в себя
извлечение тепла из потока водорода;
2
преобразование СО в потоке водорода в CO;
уменьшение концентрации примеси в потоке водорода и отделение водорода в потоке обогащенного водородом синтетического газа от других компонентов потока, с образованием очищенного потока водорода и отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции;
сжатие, отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя
сгорание сжатого отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции с получением потока сгорания и с производством электричества с помощью потока сгорания; и/или
введение сжатого отходящего газа короткоцикловой безнагревной абсорбции в реактор окисления (32).