2
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕМБРАН НА ОСНОВЕ ПРОДУВКИ, ОБЪЕДИНЁННЫЙ С ВЫРАБОТКОЙ ЭНЕРГИИ НА ГАЗОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ И ИЗВЛЕЧЕНИЕМ CO

1. Способ разделения газов и выработки электроэнергии, включающий стадии:
(а) сжатия кислородсодержащего потока в компрессорном устройстве и получения потока сжатого газа;
(б) сжигания первой части потока сжатого газа с газообразным топливом в топке и получения потока газообразных продуктов сгорания;
(в) отделения второй части потока сжатого газа в газовом сепараторе, приспособленном для избирательного удаления двуокиси углерода, и получения потока с высоким содержанием двуокиси углерода и потока со сниженным содержанием двуокиси углерода;
(г) направления потока со сниженным содержанием двуокиси углерода и потока газообразных продуктов сгорания в качестве первого и второго потоков рабочего газа в газовую турбину, механически связанную с электрогенератором, и приведения в действие газовой турбины с выработкой таким образом электроэнергии и получения потока отработавшего газа турбины;
(д) подачи по меньшей мере первой части потока отработавшего газа турбины на стадию мембранного разделения с продувкой, которая включает:
(i) использование мембраны, имеющей входную поверхность и выходную поверхность и более высокую избирательную проницаемость для двуокиси углерода, чем для азота и кислорода,
(ii) подачу первой части потока отработавшего газа турбины вдоль входной поверхности,
(iii) подачу воздуха, воздуха с высоким содержанием кислорода или кислорода в качестве продувочного потока вдоль выходной поверхности,
(iv) отвод от входной поверхности остаточного потока со сниженным содержанием двуокиси углерода по сравнению с потоком отработавшего газа турбины,
(v) отвод от выходной поверхности потока с проникшим веществом, содержащего кислород и двуокись углерода, и
(е) подачи потока с проникшим веществом на стадию (а) в качестве по меньшей мере части кислородсодержащего газа.
2. Способ по п. 1, в котором газовым сепаратором является устройство для мембранного разделения.
3. Способ по п. 1, в котором газовым сепаратором является абсорбционное устройство.
4. Способ по п. 2, в котором устройство для мембранного разделения содержит мембраны на основе расплавленных солей.
5. Способ по п. 2, в котором устройство для мембранного разделения содержит полимерные мембраны.
6. Способ по п. 2, в котором устройство для мембранного разделения содержит керамические мембраны.
7. Способ по п. 3, в котором в абсорбционном устройстве используется сорбент на основе аминов.
8. Способ по п. 3, в котором в абсорбционном устройстве используется сорбент на основе карбонатов.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий охлаждение второй части потока сжатого газа до ее подачи в газовый сепаратор.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий охлаждение потока отработавшего газа из турбины до его подачи на стадию мембранного разделения с продувкой.
11. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу третьей части потока сжатого газа в виде третьего потока рабочего газа на стадию (г).
12. Способ по п. 1, в котором газообразное топливо представляет собой природный газ.
13. Способ по п. 1, в котором газообразное топливо представляет собой синтез-газ.
14. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу потока отработавшего газа турбины в теплоутилизационный парогенератор перед осуществлением стадии (д).
15. Способ по п. 1, в котором остаточный поток содержит менее около 1% по объему двуокиси углерода.
16. Способ по п. 1, в котором поток в высоким содержанием двуокиси углерода содержит по меньшей мере около 90% по объему двуокиси углерода.
17. Способ по п. 1, в котором поток со сниженным содержанием двуокиси углерода содержит по меньшей мере около 5% по объему двуокиси углерода.
18. Способ по п. 1, в котором отводят вторую часть потока отработавшего газа турбины перед стадией мембранного разделения с продувкой и возвращают в повторный цикл на стадию (а) для повторного сжатия в компрессорном устройстве.
19. Способ по п. 1, в котором:
(A) осуществляют стадию (а) в компрессорном устройстве, содержащем первый компрессор и второй компрессор, при этом первый компрессор создает первый поток сжатого газа, а второй компрессор создает второй поток сжатого газа;
(Б) осуществляют стадию (е) путем подачи потока с проникшим веществом в первый компрессор;
(B) сжигают на стадии (б) первый поток сжатого газа в качестве первой части;
(Г) отводят вторую часть потока отработавшего газа турбины перед стадией мембранного разделения с продувкой и подают на стадию (а) для сжатия во втором компрессоре;
(Д) отделяют на стадии (в) второй поток сжатого газа в качестве второй части.
20. Способ разделения газов и выработки электроэнергии, включающий стадии:
(а) сжатия кислородсодержащего потока в первом компрессорном устройстве и получения первого потока сжатого газа;
(б) сжатия потока газа, содержащего двуокись углерода, во втором компрессорном устройстве и получения второго потока сжатого газа;
(в) сжигания первого потока сжатого газа в топке и получения потока газообразных продуктов сгорания;
(г) отделения второго потока сжатого газа в газовом сепараторе, приспособленном для избирательного удаления двуокиси углерода, и получения потока с высоким содержанием двуокиси углерода и потока со сниженным содержанием двуокиси углерода;
(д) направления потока со сниженным содержанием двуокиси углерода и потока газообразных продуктов сгорания в качестве первого и второго потоков рабочего газа в газовую турбину, механически связанную с электрогенератором, и приведения в действие газовой турбины с выработкой таким образом электроэнергии и получения потока отработавшего газа турбины;
(е) подачи по меньшей мере первой части потока отработавшего газа турбины на стадию мембранного разделения с продувкой, которая включает:
(i) использование мембраны, имеющей входную поверхность и выходную поверхность и более высокую избирательную проницаемость для двуокиси углерода, чем для азота и кислорода,
(ii) подачу первой части потока отработавшего газа турбины вдоль входной поверхности,
(iii) подачу воздуха, воздуха с высоким содержанием кислорода или кислорода в качестве продувочного потока вдоль выходной поверхности,
(iv) отвод от входной поверхности остаточного потока со сниженным содержанием двуокиси углерода по сравнению с потоком отработавшего газа турбины,
(v) отвод от выходной поверхности потока с проникшим веществом, содержащего кислород и двуокись углерода;
(ж) подачи потока с проникшим веществом на стадию (а) в качестве по меньшей мере части кислородсодержащего газа; и
(з) подачи второй части отработавшего газа из турбины на стадию (б) в качестве по меньшей мере части содержащего двуокись углерода газа.
21. Способ по п. 20, дополнительно включающий подачу потока отработавшего газа турбины в теплоутилизационный парогенератор до осуществления стадий (е) и (з).
22. Способ по п. 20, в котором газовый сепаратор представляет собой устройство для мембранного разделения.
23. Способ по п. 20, в котором газовый сепаратор представляет собой абсорбционное устройство.
24. Способ по п. 20, в котором остаточный поток содержит менее около 1% по объему двуокиси углерода.
25. Способ по п. 20, в котором поток в высоким содержанием двуокиси углерода содержит по меньшей мере около 90% по объему двуокиси углерода.