專利名稱：用于冷卻合成氣的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開的主題涉及氣化系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及用于冷卻合成氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如動力裝置的裝置具有會浪費熱和/或消耗能量來產(chǎn)生熱的許多構(gòu)件。氣化器將含碳材料轉(zhuǎn)化成一氧化碳和氫氣的混合物，該混合物稱為合成氣體或合成氣。合成氣可用于產(chǎn)生動力、生產(chǎn)化學(xué)品或任何其它適合的應(yīng)用。在使用之前，合成氣可在合成氣冷卻器中被冷卻和在氣體處理系統(tǒng)中被處理。

發(fā)明內(nèi)容
下面概述了在范圍方面與起初要求保護的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承嵤├?。這些實施例不意圖限制所要求保護的發(fā)明的范圍，而是相反，這些實施例僅意圖對本發(fā)明的可行形式提供簡要的概述。實際上，本發(fā)明可包含可類似于或不同于下面闡述的實施例的各種各樣的形式。在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成冷卻合成氣的合成氣冷卻器。合成氣冷卻器包括構(gòu)造成冷卻合成氣的第一合成氣冷卻器區(qū)段，以及構(gòu)造成冷卻合成氣以及產(chǎn)生具有小于大約3800kJ/kg的熱函的第一過熱蒸汽的第二合成氣冷卻器區(qū)段。在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成冷卻用于產(chǎn)生動力的氣體燃料的氣體燃料冷卻器。氣體燃料冷卻器包括構(gòu)造成冷卻氣體燃料以及產(chǎn)生第一過熱蒸汽的第一氣體燃料冷卻器區(qū)段、構(gòu)造成冷卻氣體燃料以及產(chǎn)生第二過熱蒸汽的第二氣體燃料冷卻器區(qū)段、構(gòu)造成通過獨立于第二氣體燃料冷卻器區(qū)段的第一輸出來輸出第一過熱蒸汽的第一蒸汽連接器，以及構(gòu)造成通過獨立于第一氣體燃料冷卻器區(qū)段的第二輸出來輸出第二過熱蒸汽的第二蒸汽連接器。在第三實施例中，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成冷卻氣體的氣體冷卻器。氣體冷卻器包括具有縱向流徑的細(xì)長封殼和設(shè)置在細(xì)長封殼中的第一氣體冷卻器區(qū)段。第一氣體冷卻器區(qū)段構(gòu)造成冷卻氣體。氣體冷卻器還包括設(shè)置在細(xì)長封殼中的第二氣體冷卻器區(qū)段。第二氣體冷卻器區(qū)段構(gòu)造成冷卻氣體以及產(chǎn)生第一過熱蒸汽。最后，氣體冷卻器包括設(shè)置在細(xì)長封殼中的后冷卻器區(qū)段。第一氣體冷卻器區(qū)段、第二氣體冷卻器區(qū)段和后冷卻器區(qū)段沿著縱向流徑而相繼地串聯(lián)設(shè)置。第二氣體冷卻器區(qū)段沿著縱向流徑而沿軸向設(shè)置在第一氣體冷卻器區(qū)段和后冷卻器區(qū)段之間。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中圖1是結(jié)合了根據(jù)一個實施例的合成氣冷卻器的氣化系統(tǒng)的一部分的方框圖；圖2是合成氣冷卻器的一個實施例的截面?zhèn)纫晥D3是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖4是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖5是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖6是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的方框圖；圖7是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D；以及圖8是合成氣冷卻器的一個實施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D。部件列表10氣化系統(tǒng)12 給料14氣化器16合成氣18合成氣冷卻器20第一合成氣冷卻器區(qū)段22 水24蒸汽鼓沈飽和蒸汽和水的混合物28飽和蒸汽30第二合成氣冷卻器區(qū)段32過熱蒸汽34調(diào)溫器系統(tǒng)36通往調(diào)溫器系統(tǒng)的水38噴出的水42壓力控制系統(tǒng)44壓力控制系統(tǒng)的下游的過熱蒸汽46氣體處理系統(tǒng)48熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)50后冷卻器區(qū)段52通往后冷卻器區(qū)段的水流M經(jīng)冷卻的合成氣56經(jīng)處理的合成氣58 渣料60通往水處理單元的水62水處理單元125軸向軸線1 徑向軸線127周向軸線147上部區(qū)域148 容器149下部區(qū)域
150穹頂形部分152 入口153 喉部154 出口155下游方向156內(nèi)部區(qū)域158第一合成氣冷卻器區(qū)段的管道159第二合成氣冷卻器區(qū)段的管道160 箭頭161 出口錐管162 導(dǎo)管164向下方向166急冷錐管168向上方向170合成氣出口172 氣體入口173防護氣體174第一合成氣冷卻器區(qū)段入口集管176第一合成氣冷卻器區(qū)段出口集管178第二合成氣冷卻器區(qū)段入口集管180第二合成氣冷卻器區(qū)段出口集管188合成氣冷卻器系統(tǒng)189第N合成氣冷卻器區(qū)段190第三合成氣冷卻器區(qū)段191額外的調(diào)溫器系統(tǒng)192第三調(diào)溫器系統(tǒng)193額外的壓力控制系統(tǒng)194第三壓力控制系統(tǒng)195第一蒸汽連接器196其它系統(tǒng)197 第一輸出198控制器199第二蒸汽連接器200調(diào)溫器系統(tǒng)201 第二輸出202過熱蒸汽系統(tǒng)204壓力控制系統(tǒng)206蒸汽消耗系統(tǒng)208 信號
220第三合成氣冷卻器區(qū)段入口集管222第三合成氣冷卻器區(qū)段出口集管2M第四合成氣冷卻器區(qū)段226第四合成氣冷卻器區(qū)段入口集管228第四合成氣冷卻器區(qū)段出口集管230第二合成氣區(qū)段管長度232第三合成氣冷卻器區(qū)段管長度234第四合成氣冷卻器區(qū)段管長度
具體實施例方式將在下面描述本發(fā)明的一個或多個具體實施例。為了致力于對這些實施例提供簡明的描述，可能不會在說明書中描述實際實現(xiàn)的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，如在任何工程或設(shè)計項目中開發(fā)任何這種實際實現(xiàn)時，必須作出許多對于實現(xiàn)而言專有的決定，以實現(xiàn)開發(fā)者的具體目的，例如遵守與系統(tǒng)相關(guān)的和與商業(yè)相關(guān)的約束，這些約束可在(不同的)實現(xiàn)之間彼此有所不同。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)工作可為復(fù)雜和費時的，但盡管如此，其仍然是受益于本公開的普通技術(shù)人員的設(shè)計、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實施例的元件時，冠詞“一個”、“一種”、“該”和“所述”意圖指存在一個或多個元件。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，并且指可存在所列出的元件之外的額外的元件。如下面所詳細(xì)地論述，所公開的實施例包括涉及氣體冷卻器的系統(tǒng)，氣體冷卻器構(gòu)造成冷卻氣體，同時使液體(例如水)蒸發(fā)以及使得到的蒸氣(例如蒸汽)過熱。更具體而言，某些實施例包括構(gòu)造成冷卻氣體燃料的氣體燃料冷卻器。例如，一些實施例包括構(gòu)造成冷卻合成氣的合成氣冷卻器。換句話說，合成氣冷卻器利用氣化期間產(chǎn)生的熱來整體地提供過熱蒸汽。合成氣冷卻器可包括用以冷卻合成氣的一個或多個不同的區(qū)段，其中，這些區(qū)段中的至少一個是過熱器。例如，合成氣冷卻器可包括構(gòu)造成冷卻合成氣的第一合成氣冷卻器區(qū)段。具體而言，第一合成氣冷卻器區(qū)段可使用水來冷卻合成氣。來自熱的合成氣的熱可使第一合成氣冷卻器區(qū)段中的水沸騰，以產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽定義為與液態(tài)水處于平衡的蒸汽。因而，來自第一合成氣冷卻器區(qū)段的輸出可包括飽和蒸汽和水兩者。來自第一合成氣冷卻器區(qū)段的飽和蒸汽可在裝置中的其它地方用作熱源和/或用作用于第二合成氣冷卻器區(qū)段的供應(yīng)，如下面所論述。但是，飽和蒸汽的壓力可大于裝置中其它地方所需要的壓力。因而，在用于裝置的其它區(qū)段中之前，飽和蒸汽可被減壓或排出(let down) 0不論飽和蒸汽是流過管線還是受閥控制(例如如果飽和蒸汽高于大約3. IMPa)，使用這種飽和蒸汽都可導(dǎo)致水的形成，這可不利地影響蒸汽處理管線和裝備。合成氣冷卻器還可包括構(gòu)造成冷卻合成氣以及產(chǎn)生第一過熱蒸汽的第二合成氣冷卻器區(qū)段。例如，第二合成氣冷卻器區(qū)段可使用來自第一合成氣冷卻器區(qū)段的飽和蒸汽來冷卻合成氣。來自熱的合成氣的熱可升高飽和蒸汽的溫度以及產(chǎn)生第一過熱蒸汽，過熱蒸汽定義為處于高于水的沸點的溫度的蒸汽。來自第二合成氣冷卻器區(qū)段的第一過熱蒸汽可在裝置中的其它地方用作熱源。例如，第一過熱蒸汽可輸出給下者的輸入熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)、氣體處理系統(tǒng)(例如酸性氣體移除系統(tǒng))、多種價元素(polygen)系統(tǒng)、甲烷化系統(tǒng)、碳捕捉系統(tǒng)、蒸氣吸收循環(huán)(VAC)系統(tǒng)、過程熱交換器、反應(yīng)器、調(diào)溫器或它們的任何組合。第一過熱蒸汽可處于比裝置中其它地方所需的(壓力)更高的壓力。如果第一過熱蒸汽的壓力大于大約3. IMPa，則第一過熱蒸汽的熱函必須大于處于大約3. IMPa (大約2811kJ/kg)的飽和蒸汽的熱函，使得第一過熱蒸汽的減壓不使水冷凝。因而，第一過熱蒸汽的減壓可降低或消除水損害蒸汽處理裝備的可能性以及降低與濕氣移除系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的成本。在一些實施例中，合成氣冷卻器可包括構(gòu)造成冷卻合成氣以及產(chǎn)生額外的過熱蒸汽流的一個或多個冷卻器區(qū)段。這些額外的過熱蒸汽流的壓力和/或溫度可不同于彼此。因而，單個合成氣冷卻器可構(gòu)造成提供處于適于裝置的不同的區(qū)段的狀況的不同的過熱蒸汽流。在一些實施例中，合成氣冷卻器可包括后冷卻器區(qū)段，其可構(gòu)造成對合成氣提供進一步冷卻以及從經(jīng)冷卻的合成氣中移除顆粒。構(gòu)造成產(chǎn)生過熱蒸汽的一個或多個合成氣冷卻器區(qū)段可設(shè)置在第一合成氣冷卻器區(qū)段和后冷卻器區(qū)段之間。圖1是產(chǎn)生合成氣和過熱蒸汽的氣化系統(tǒng)10的一部分的簡圖。例如，氣化系統(tǒng)10可為化學(xué)品生產(chǎn)氣化裝置或諸如整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動力裝置的動力裝置的一部分。例如，氣化系統(tǒng)10可包括構(gòu)造成冷卻合成氣以及產(chǎn)生過熱蒸汽的合成氣冷卻器18的一個實施例。在其它實施例中，合成氣冷卻器18可為氣體燃料冷卻器，或者更一般地，為氣體冷卻器。另外，在各種實施例中，合成氣冷卻器18可包括但不限于輻射式合成氣冷卻器、對流式合成氣冷卻器、水套式氣化器、對流式冷卻器、水壁冷卻器、火管(fired-tube)冷卻器、熱交換裝置等。在示出的實施例中，使用給料12(其可為固體或液體)來對氣化系統(tǒng)10進行供給。給料12可包括煤、石油焦、油、生物質(zhì)、基于木材的材料、農(nóng)業(yè)廢料、焦油、焦?fàn)t氣和浙青或其它含碳物品。接下來，給料12被噴入氣化器14，氣化器14將給料12轉(zhuǎn)化成合成氣16 (例如，一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氫氣的組合)。這個轉(zhuǎn)化可通過使給料12在升高的壓力處經(jīng)歷受控的量的水和氧氣來實現(xiàn)。氣化過程可產(chǎn)生固體(例如炭)和氣體(例如CO、CO2、氫氣、水和氮氣)。在各種實施例中，氣化器14可為上流氣化器或下流氣化器14。另外，氣化器14可包括用于給料12、氧化劑(例如氧氣)和/或緩和劑(例如蒸汽)的單個或多個噴嘴。在其它實施例中，可使用非氣化過程來產(chǎn)生合成氣16。例如，焦?fàn)t或其它過程可產(chǎn)生合成氣16。在示出的實施例中，來自氣化器14的輸出或合成氣16發(fā)送給合成氣冷卻器18，合成氣冷卻器18構(gòu)造成冷卻合成氣，同時產(chǎn)生過熱蒸汽。合成氣冷卻器18可包括一個或多個區(qū)段，其中，至少一個區(qū)段包括過熱器。合成氣冷卻器18的各個區(qū)段構(gòu)造成熱交換器，例如殼管式熱交換器。例如，合成氣冷卻器18可包括第一合成氣冷卻器區(qū)段20，其可使用來自蒸汽鼓M的水22來冷卻來自氣化器14的合成氣16。在某些實施例中，來自傳送通過殼體的合成氣16的熱可使傳送通過一個或多個管的水22沸騰，從而產(chǎn)生飽和蒸汽。在其它實施例中，合成氣16可傳送通過一個或多個管，而水22可傳送通過殼體。但是，可對第一合成氣冷卻器區(qū)段20使用任何適合的熱交換器和流徑構(gòu)造。在某些情形下，并非第一合成氣冷卻器區(qū)段20中的所有的水22都沸騰，從而導(dǎo)致有飽和蒸汽和水的混合物沈，混合物26可被從第一合成氣冷卻器區(qū)段20引導(dǎo)到蒸汽鼓M。其它實施例可包括不止一個蒸汽鼓M。蒸汽鼓M可為用來分離飽和蒸汽和水的混合物26的液體相和氣體相的壓力容器。具體而言，水22可積聚在蒸汽鼓M的底部附近且被引導(dǎo)回到第一合成氣冷卻器區(qū)段20。相對無水的飽和蒸汽28可積聚在蒸汽鼓M的頂部附近。如果飽和蒸汽28高于大約3. IMPa,則導(dǎo)致飽和蒸汽觀的熱函落在大約^llkj/kg以下的飽和蒸汽觀的壓力和/或溫度的下降將導(dǎo)致形成液態(tài)水。在某些實施例中，飽和蒸汽觀可用作第二合成氣冷卻器區(qū)段30中的冷卻劑。來自第一合成氣冷卻器區(qū)段20的經(jīng)冷卻的合成氣16可能未完全冷卻。因而，傳送通過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的合成氣16可導(dǎo)致傳送通過冷卻器區(qū)段30的飽和蒸汽觀的溫度升高，從而產(chǎn)生過熱蒸汽32。在某些實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可構(gòu)造成使飽和蒸汽觀之外的冷卻劑過熱。如在第一合成氣冷卻器區(qū)段20的情況下的那樣，例如，合成氣16可傳送通過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的殼體或一個或多個管。從第二合成氣冷卻器區(qū)段30中產(chǎn)生的過熱蒸汽32的溫度可比下游過程所使用的更高。若干種因素可影響過熱蒸汽32的溫度，包括但不限于合成氣16的組分、流率和/或溫度，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的傳熱特性等。另外，過熱蒸汽32的溫度可超過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的某些構(gòu)件的設(shè)計溫度。因而，可使用調(diào)溫器系統(tǒng)34來降低過熱蒸汽32的溫度。調(diào)溫器系統(tǒng)34被供應(yīng)水36。調(diào)溫器系統(tǒng)34通過使過熱蒸汽32直接接觸噴出的水38來降低過熱蒸汽32的溫度。通過噴出的水38的蒸發(fā)來冷卻過熱蒸汽32。在其它實施例中，可使用其它系統(tǒng)來冷卻過熱蒸汽32。例如，可使用減熱器來代替調(diào)溫器系統(tǒng)34。在另外的實施例中，可省略調(diào)溫器系統(tǒng)34。因而，在圖1中以虛線顯示調(diào)溫器系統(tǒng)34和水36。在這樣的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可包括構(gòu)造成輸出多個過熱蒸汽流以用于外部應(yīng)用中的一個或多個獨立輸出。例如，過熱蒸汽32可為第一獨立輸出。被引導(dǎo)回到第二合成氣冷卻器區(qū)段30以進行進一步過熱的過熱蒸汽32的部分可產(chǎn)生過熱蒸汽32的第二獨立輸出。另外，過熱蒸汽32的熱函可受第二合成氣冷卻器區(qū)段30的構(gòu)造限制。例如，可使用諸如但不限于傳熱面積、管布置、管數(shù)量、管直徑、管壁厚度、折流板布置、折流板數(shù)量、折流板間隔、流率、溫度、壓力等的因素來構(gòu)造第二合成氣冷卻器區(qū)段30。具體而言，在某些實施例中，過熱蒸汽32的熱函可小于大約3800kJ/kg。這種過熱蒸汽32可直接發(fā)送給蒸汽輪機。在其它實施例中，過熱蒸汽32的熱函可小于大約3140kJ/kg，這可小于用于供應(yīng)給蒸汽輪機的最小熱函閾值。換句話說，蒸汽輪機可被供應(yīng)具有大于大約3140kJ/kg的熱函的過熱蒸汽，以恰當(dāng)?shù)剡\行。因而，在這樣的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30未構(gòu)造成將過熱蒸汽32輸出給蒸汽輪機。換句話說，這樣的實施例的過熱蒸汽32可大體用于傳熱，而非用于產(chǎn)生動力。在其它實施例中，過熱蒸汽32的熱函可介于大約2811kJ/kg和30MkJ/kg之間。再次，這種熱函范圍小于蒸汽輪機的最小熱函閾值。另外，具有大于大約^llkj/kg的熱函的蒸汽可僅作為過熱蒸汽而存在。換句話說，具有大于大約^llkj/kg的熱函的過熱蒸汽32的減壓將不導(dǎo)致水的冷凝。因而，過熱蒸汽32可被運送通過管線、被節(jié)流等，而不導(dǎo)致形成可對蒸汽處理裝備導(dǎo)致?lián)p害的水。因而，過熱蒸汽32提供了對蒸汽鼓M的壓力的控制，而且同時提供了與下游過程的一體化，而不需要下游處理。第二合成氣冷卻器區(qū)段30的容量定義為所需要的熱函，如可在Mollier圖上顯示的那樣，使得任何壓力的降低或熵的增加僅保持所產(chǎn)生的蒸汽的蒸氣相。實際上，使壓力降低的蒸汽飽和(即在Mollier圖的飽和線上)可為合乎需要的。在用于氣化系統(tǒng)10的下游過程中之前，冷卻合成氣16所產(chǎn)生的過熱蒸汽32可傳送通過壓力控制系統(tǒng)42，壓力控制系統(tǒng)42控制蒸汽鼓M的壓力以及/或者使過熱蒸汽32減壓。例如，壓力控制系統(tǒng)42可包括但不限于蒸汽排泄閥、控制閥、節(jié)流孔或任何其它適合的壓力降低裝置?？墒褂脝蝹€壓力控制系統(tǒng)42來控制蒸汽鼓M的壓力以及/或者使輸出給氣化系統(tǒng)10的一個或多個下游過程的輸入的過熱蒸汽32減壓，如圖1中所顯示。例如，過熱蒸汽32可分別介于大約3100kPa至19300kPa之間、9650kPa至16500kPa之間或12400kPa至14500kPa之間，并且介于大約235攝氏度至704攝氏度之間、310攝氏度至350攝氏度之間或330攝氏度至340攝氏度之間。過熱蒸汽32的具體狀況可取決于各種各樣的因素，包括但不限于合成氣16的組分、流率、溫度和/或壓力，飽和蒸汽觀的流率、溫度和/或壓力，調(diào)溫器系統(tǒng)34的運行狀況，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的構(gòu)造等。因而，過熱蒸汽32的狀況在不同的實施例中可有所不同。此外，過熱蒸汽32的狀況可在氣化器14的運行期間響應(yīng)于氣化系統(tǒng)10中的氣化器14或其它地方中的過程變化而改變。在某些實施例中，通往HRSG系統(tǒng)48的流中的閥控制蒸汽鼓對的壓力，并且過熱蒸汽44中的閥控制過熱蒸汽44的下游壓力。通往控制閥的下游的HRSG系統(tǒng)48的流的壓力由動力循環(huán)控制。具體而言，壓力受控的過熱蒸汽44可介于大約2. IMPa至13. SMPa之間、3. 4MPa至12. 4MPa之間或4. IMPa至10. 3MPa之間。過熱蒸汽44的過熱度(過熱溫度和飽和溫度之間的差)可介于大約3攝氏度至360攝氏度之間、3攝氏度至200攝氏度之間或3攝氏度至觀攝氏度之間。過熱蒸汽44的過熱度可由下游過程例如使用調(diào)溫器來如期望的那樣進行調(diào)節(jié)。因而，在某些實施例中，從壓力控制系統(tǒng)42的上游到下游的壓力降低的百分比可介于大約5%至90%之間、10%至75%之間或25%至50%之間。壓力受控的過熱蒸汽44的具體狀況可取決于進入的過熱蒸汽32的狀況和/或壓力控制系統(tǒng)42的運行狀況。因而，過熱蒸汽44的狀況可在壓力控制系統(tǒng)42的運行期間改變。此外，壓力控制系統(tǒng)42可構(gòu)造成為不同的應(yīng)用產(chǎn)生過熱蒸汽44的多種不同的壓力和/或溫度。在其它實施例中，一個或多個壓力控制系統(tǒng)42可用于氣化系統(tǒng)10的下游過程中的各個。氣化系統(tǒng)10的下游過程的實例包括但不限于氣體處理系統(tǒng)46、熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)48、過程熱交換器、反應(yīng)器、調(diào)溫器或它們的組合。換句話說，過熱蒸汽44可輸出給動力產(chǎn)生系統(tǒng)的任何構(gòu)件。例如，過熱蒸汽44可輸出給HRSG系統(tǒng)48，以進一步過熱且然后供應(yīng)給蒸汽輪機。在其它實施例中，過熱蒸汽44可直接輸出給蒸汽輪機。在另外的實施例中，可省略壓力控制系統(tǒng)42。因而，圖1中以虛線顯示壓力控制系統(tǒng)42。換句話說，過熱蒸汽32可在沒有壓力控制以及有很小直至沒有壓降的情況下直接用于HRSG系統(tǒng)48、氣體處理系統(tǒng)46或其它下游過程中。在其它實施例中，壓力控制系統(tǒng)42可不用于所有下游過程。例如，壓力控制系統(tǒng)42可用于氣體處理系統(tǒng)46，但是過熱蒸汽32可在沒有壓力控制的情況下直接用于HRSG系統(tǒng)48中。合成氣冷卻器18還可包括后冷卻器區(qū)段50，后冷卻器區(qū)段50可構(gòu)造成從合成氣16中移除顆粒以及提供合成氣16的進一步冷卻，如下面更詳細(xì)地描述的那樣。后冷卻器區(qū)段50的實例包括但不限于急冷系統(tǒng)、噴霧急冷系統(tǒng)、對流式冷卻器等。在后冷卻器區(qū)段50的一些實施例中，在合成氣16和冷卻劑之間存在直接接觸，而在其它實施例中，不存在直接接觸。在合成氣冷卻器18的某些實施例中，省略了后冷卻器區(qū)段50。在示出的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30位于第一合成氣冷卻器區(qū)段20和后冷卻器區(qū)段50之間。后冷卻器區(qū)段50可連接到氣體處理系統(tǒng)46上，以交換水流52和經(jīng)冷卻的合成氣54。具體而言，水流52可從氣體處理系統(tǒng)46引導(dǎo)到后冷卻器區(qū)段50。離開后冷卻器區(qū)段50的合成氣54可在氣體處理系統(tǒng)46中被處理而產(chǎn)生經(jīng)處理的合成氣56，經(jīng)處理的合成氣56可用于產(chǎn)生動力、生產(chǎn)化學(xué)品或系統(tǒng)10中的各種其它應(yīng)用。合成氣16中的顆?？煞e聚在后冷卻器區(qū)段50中，并且可作為渣料58移除。另外，后冷卻器區(qū)段50中的水60的一部分可被引導(dǎo)到水處理單元62，以便在其在氣化系統(tǒng)10中的后冷卻器區(qū)段50中或其它地方重復(fù)使用之前進行進一步處理。圖2是用于氣化系統(tǒng)10的合成氣冷卻器18的一個實施例的截面?zhèn)纫晥D。合成氣冷卻器18可具有軸向或縱向軸線125、徑向軸線1 和周向軸線127。合成氣冷卻器18可包括可由適合的材料(例如但不限于低合金鋼、鉻鉬合金鋼等)制成的容器148。容器148用作合成氣冷卻器18的殼體或外殼，從而封閉合成氣冷卻器18的上部區(qū)域147以及合成氣冷卻器18的下部區(qū)域149兩者。容器148沿著軸向軸線125可為細(xì)長的。合成氣冷卻器18的上部區(qū)域147可包括穹頂形部分150，穹頂形部分150包括延伸到喉部153中的入口 152。下部區(qū)域149包括出口 154。內(nèi)部區(qū)域156由入口 152和出口巧4之間的空間限定。入口 152的附近的喉部153沿下游方向155從入口 152朝向出口巧4而擴張。內(nèi)部區(qū)域156容納第一合成氣冷卻器區(qū)段20、第二合成氣冷卻器區(qū)段30和后冷卻器區(qū)段50，后冷卻器區(qū)段50構(gòu)造成圖2中的急冷區(qū)段。第一合成氣冷卻器區(qū)段20和第二合成氣冷卻器區(qū)段30包括可沿軸向方向125、徑向方向1 和/或周向方向127延伸的相應(yīng)的管道158和159。在某些實施例中，管道158和159可包括內(nèi)部或外部翅片、涂層、凹槽或其它特征，以增大管道158和159的表面面積。諸如水22的液體可流過第一合成氣冷卻器區(qū)段20的管道158。飽和蒸汽觀可流過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管道159。因而，管道158和159可用作合成氣冷卻器18內(nèi)的熱交換器，并且可使冷卻劑循環(huán)到外部熱交換器，以移除熱。因此，管道158和159可由適于用于熱的合成氣的導(dǎo)熱材料制成，例如但不限于鎳鐵鉻合金鋼等?？捎糜诠艿?58和159的材料的其它實例包括但不限于耐火材料、耐火金屬、非金屬材料、涂層、粘土、陶瓷、金屬陶瓷、MCrAlY(鉻鋁釔)涂層(其中，M=鈷、鎳或鈷/鎳)和鋁、硅、鎂和鈣的氧化物。在運行期間，氣化器14中產(chǎn)生的合成氣16可大體以平行于管道158和160的向下的方式流動，如箭頭160所指示，這可構(gòu)成通過合成氣冷卻器18的縱向流徑。也就是說，合成氣16流過合成氣冷卻器18的沿流向160縱長地沿著容器148延伸的氣體通道。因此，合成氣16通過入口 152進入第一合成氣冷卻器區(qū)段20，縱長地流過第一合成氣冷卻器區(qū)段20的內(nèi)部區(qū)域156，縱長地流過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的內(nèi)部區(qū)域156，流過后冷卻器區(qū)段50，并且然后通過合成氣出口 170離開合成氣冷卻器18。換句話說，第一合成氣冷卻器區(qū)段20和第二合成氣冷卻器區(qū)段30可沿著軸向軸線125而相繼地串聯(lián)設(shè)置。另外，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可沿軸向設(shè)置在第一合成氣冷卻器區(qū)段20和后冷卻器區(qū)段50之間。這樣，合成氣16可順序地接觸合成氣冷卻器18的管道158和159，并且流過管道158和159的流體可在其行進通過合成氣冷卻器18時用來冷卻合成氣16。由于這個冷卻過程的原因，可在第一合成氣冷卻器區(qū)段20的管道158中產(chǎn)生飽和蒸汽沈，并且可在第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管道159中產(chǎn)生過熱蒸汽32。在其它實施例中，合成氣16可以與箭頭160所指示的方式相反的向上的方式流動，或者合成氣16可以大體水平的方式流動。在其中合成氣16以向上的方式流動的實施例中，第一合成氣冷卻器區(qū)段20可位于第二合成氣冷卻器區(qū)段30的下方。在另外的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管道159可設(shè)置在位于后冷卻器區(qū)段50的上方的出口錐管161中。例如，管道159可螺旋地包圍在出口錐管161的周圍。合成氣冷卻器18還可在合成氣冷卻器18的下部區(qū)域149 (例如后冷卻器區(qū)段50)中包括導(dǎo)管162，這可幫助將經(jīng)冷卻的合成氣16和渣料58引導(dǎo)出合成氣冷卻器18。例如，在渣料58離開導(dǎo)管162時，渣料58可沿大體向下的方向164流動，以通過后冷卻器區(qū)段50的急冷錐管166離開合成氣冷卻器18。相反，在經(jīng)冷卻的合成氣離開導(dǎo)管162時，經(jīng)冷卻的合成氣16可沿大體向上的方向168流向合成氣出口或傳輸線路170。傳輸線路170可用來將合成氣輸送給氣體處理系統(tǒng)46。如果合成氣冷卻器18的元件(例如管道158和159和/或容器148的內(nèi)壁)要暴露于未處理的合成氣16，則該未處理的合成氣16可腐蝕這些元件。因此，氣體入口 172可將諸如防護氣體173(例如氮氣)的非腐蝕性流體輸送給合成氣冷卻器18。這個非腐蝕性流體可大體在容器148和合成氣冷卻器18的管道158和159之間向下流動，以形成保護性阻隔，例如防止合成氣遷移到管158和159與容器148之間的環(huán)形空間中。在示出的實施例中，管道158和159定向成平行于軸向軸線125。另外，第一合成氣冷卻器區(qū)段20包括可位于第一合成氣冷卻器區(qū)段20的底部附近的第一合成氣冷卻器區(qū)段入口集管174或第一輸入。第一合成氣冷卻器區(qū)段出口集管176或第一輸出可位于第一合成氣冷卻器區(qū)段20的頂部附近。因而，水22可進入入口集管174，并且以與箭頭160所指示的方向相反的向上的方式運動。飽和蒸汽和水的混合物26離開出口集管176。在其它實施例中，第一合成氣冷卻器區(qū)段20可構(gòu)造成使水22進入第一合成氣冷卻器區(qū)段20的頂部(例如集管176)附近而飽和蒸汽和水的混合物沈在第一合成氣冷卻器區(qū)段20的底部(例如集管174)附近離開。類似地，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可包括第二合成氣冷卻器區(qū)段入口集管178或第二輸入，以及第二合成氣冷卻器區(qū)段出口集管180或第二輸出。因而，飽和蒸汽觀可進入入口集管178，沿與箭頭160的方向相反的方向流動，并且過熱蒸汽32可離開出口集管180。換句話說，第一合成氣冷卻器區(qū)段20的第一輸出可聯(lián)接到第二合成氣冷卻器區(qū)段30的第二輸入上。在其它實施例中，可使通過第二合成氣冷卻器區(qū)段30的飽和蒸汽觀的方向顛倒。換句話說，飽和蒸汽觀可沿箭頭160的方向流動。如同第一合成氣冷卻器區(qū)段20的管道158 —樣，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管道159可定向成平行于軸向軸線125。圖3-5顯示了第二合成氣冷卻器區(qū)段30的備選實施例的截面?zhèn)纫晥D。圖3-5中的與圖2中顯示的那些一樣的元件標(biāo)有相同的參考標(biāo)號。具體而言，圖3顯示了第二合成氣冷卻器區(qū)段30的一個實施例，管道159構(gòu)造成U形管束，這可幫助促進使飽和蒸汽28過熱。因而，飽和蒸汽觀可進入入口集管178，傳送通過U形管束，以及離開出口集管180。管道159的這種構(gòu)造可在某些應(yīng)用中提供某些傳熱和/或機械優(yōu)點。例如，U形管束可允許在殼體和管束之間有不同的熱膨脹，可承受熱沖擊，并且可從一端移除以進行維護。圖4顯示了第二合成氣冷卻器區(qū)段30的一個實施例，管道159以螺旋的方式構(gòu)造，這也可幫助促進使飽和蒸汽28過熱。具體而言，飽和蒸汽28進入入口集管178，盤旋通過螺旋形管道158，并且離開出口集管180。這種構(gòu)造在特定的應(yīng)用中可為有利的。例如，管道158的螺旋形布置可為緊湊的，提供更高的膜系數(shù)，并且可能不需要膨脹接頭。圖5顯示了第二合成氣冷卻器區(qū)段30的一個實施例，管道159以多環(huán)路的方式構(gòu)造，這可幫助促進使飽和蒸汽28過熱。具體而言，飽和蒸汽28進入入口集管178，并且在離開出口集管180之前上下盤繞多次。這種構(gòu)造可擁有與上述實施例不同的傳熱和/或機械特性。另外，可使用管道159的其它構(gòu)造，這取決于特定應(yīng)用的規(guī)范。圖6是顯示了與合成氣冷卻器18集成的多過熱器合成氣冷卻器系統(tǒng)188的一個實施例的方框圖。圖6中的與圖1中顯示的那些一樣的元件標(biāo)有相同的參考標(biāo)號。為了一致，各組相關(guān)區(qū)段(例如合成氣冷卻器區(qū)段、調(diào)溫器系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng))用共同的數(shù)值項(例如第二、第三等)來引用，以包括這個相關(guān)性。但是，已知圖6涉及圖1和2的第二合成氣冷卻器區(qū)段30，所以數(shù)值項以第二而非第一來開始。這并不對應(yīng)地需要與圖2和3的第一合成氣冷卻器區(qū)段20相關(guān)的第一區(qū)段或系統(tǒng)，但是某些實施例也可在第一合成氣冷卻器區(qū)段20中包括類似的區(qū)段或系統(tǒng)。在示出的實施例中，系統(tǒng)188包括聯(lián)接到第二調(diào)溫器系統(tǒng)34和第二壓力控制系統(tǒng)42上的第二合成氣冷卻器區(qū)段30，它們?nèi)缟厦嬖敿?xì)地描述的那樣起作用。換句話說，第二合成氣冷卻器區(qū)段30使來自第一合成氣冷卻器區(qū)段20的飽和蒸汽觀過熱而產(chǎn)生第一過熱蒸汽。第二壓力控制系統(tǒng)42可使第一過熱蒸汽減壓，并且將經(jīng)減壓的蒸汽供應(yīng)給HRSG系統(tǒng)48的輸入。示出的系統(tǒng)188還包括第二合成氣冷卻器區(qū)段30下方的第三合成氣冷卻器區(qū)段190，其可聯(lián)接到第三調(diào)溫器系統(tǒng)192和第三壓力控制系統(tǒng)194上。在某些實施例中，第一合成氣冷卻器區(qū)段20、第二合成氣冷卻器區(qū)段30、第三合成氣冷卻器區(qū)段190和后冷卻器區(qū)段50可沿著通過合成氣冷卻器18的縱向流徑而相繼地串聯(lián)設(shè)置。第二合成氣冷卻器區(qū)段30和第三合成氣冷卻器區(qū)段190可沿著縱向流徑而沿軸向設(shè)置在第一合成氣冷卻器區(qū)段20和后冷卻器區(qū)段50之間。另外，第三合成氣冷卻器區(qū)段190可使用來自第二合成氣冷卻器區(qū)段30的飽和蒸汽觀或過熱蒸汽32作為冷卻劑。由于上面詳細(xì)地描述的相同的原因，可使用第三調(diào)溫器系統(tǒng)192來降低第三合成氣冷卻器區(qū)段190產(chǎn)生的第二過熱蒸汽的溫度。第一過熱蒸汽和第二過熱蒸汽可具有不同的溫度、壓力或熱函。另外，第一蒸汽連接器195可構(gòu)造成通過第一輸出197輸出第一過熱蒸汽，而第二蒸汽連接器199可構(gòu)造成通過第二輸出201輸出第二過熱蒸汽。第一輸出197獨立于第三合成氣冷卻器區(qū)段190，而第二輸出201獨立于第二合成氣冷卻器區(qū)段30。第一蒸汽連接器195和第二蒸汽連接器199可表示管線。第三壓力控制系統(tǒng)194可使第三合成氣冷卻器區(qū)段190產(chǎn)生的第二過熱蒸汽例如在被引導(dǎo)到氣體處理系統(tǒng)46的輸入之前減壓。在其它實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可對氣體處理系統(tǒng)46進行供應(yīng)，而第三合成氣冷卻器區(qū)段190可對HRSG系統(tǒng)48進行供應(yīng)。另外，可在合成氣冷卻器18中包括額外的合成氣冷卻器區(qū)段(高達N個區(qū)段)189。各個額外的合成氣冷卻器區(qū)段189可聯(lián)接到額外的調(diào)溫器系統(tǒng)191和/或額外的壓力控制系統(tǒng)193上。在一些實施例中，單個壓力控制系統(tǒng)可用于所有的合成氣冷卻器區(qū)段。這些額外的合成氣冷卻器區(qū)段產(chǎn)生的過熱蒸汽可用于氣化系統(tǒng)10中的其它系統(tǒng)196或動力產(chǎn)生系統(tǒng)中。另外，各種過熱蒸汽流可不同于彼此。例如，第二合成氣冷卻器區(qū)段30可包括第一輸出(第一過熱蒸汽)、第三合成氣冷卻器區(qū)段190可包括第二輸出(第二過熱蒸汽)、第N合成氣冷卻器區(qū)段189可包括第N輸出(第N過熱蒸汽)，并且輸出可獨立于彼此。各種過熱蒸汽流可具有相同或不同的特性，例如溫度、壓力、熱函、蒸汽質(zhì)量和/或流率?？刂破?98可構(gòu)造成控制圖6的示出的實施例的一個或多個方面。例如，第二調(diào)溫器系統(tǒng)34、第三調(diào)溫器系統(tǒng)192和額外的調(diào)溫器系統(tǒng)191可共同稱為調(diào)溫器系統(tǒng)200。類似地，第二合成氣冷卻器區(qū)段30、第三合成氣冷卻器區(qū)段190和額外的合成氣冷卻器區(qū)段189可共同稱為過熱蒸汽系統(tǒng)202。第二壓力控制系統(tǒng)42、第三壓力控制系統(tǒng)194和額外的壓力控制系統(tǒng)193可共同稱為壓力控制系統(tǒng)204。最后，HRSG系統(tǒng)48、氣體處理系統(tǒng)46和其它系統(tǒng)196可共同稱為蒸汽消耗系統(tǒng)206?？刂破?98可將信號208發(fā)送給調(diào)溫器系統(tǒng)200、過熱蒸汽系統(tǒng)202、壓力控制系統(tǒng)204和/或蒸汽消耗系統(tǒng)206，以及/或者接收來自它們的信號208。例如，控制器198可接收指示過熱蒸汽系統(tǒng)202的管道159的溫度超過閾值的信號208?？刂破?98可將信號208發(fā)送給調(diào)溫器系統(tǒng)200，以幫助降低管道159的溫度。作為另一個實例，控制器198可接收來自蒸汽消耗系統(tǒng)206的指示過熱蒸汽的壓力超過閾值的信號208?？刂破?98可將信號208發(fā)送給壓力控制系統(tǒng)204，以幫助降低過熱蒸汽的壓力。另外，控制器198可為用于氣化系統(tǒng)10的較大的控制器的一部分。圖7是合成氣冷卻器18的一個實施例的截面?zhèn)纫晥D。圖7中的與之前的圖中顯示的那些一樣的元件標(biāo)有相同參考標(biāo)號。在示出的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30位于包括入口集管220和出口集管222的第三合成氣冷卻器區(qū)段190的上方。類似地，第四合成氣冷卻器區(qū)段2M位于第三合成氣冷卻器區(qū)段190的下方。第四合成氣冷卻器區(qū)段224包括入口集管2 和出口集管228。在示出的實施例中，合成氣冷卻器區(qū)段30、190和2M中的各個的管長度大致相同。具體而言，第二合成氣區(qū)段30具有管長度230，第三合成氣冷卻器區(qū)段190具有管長度232，而第四合成氣冷卻器區(qū)段2M具有管長度234。管長度230、232和234大致相同。因而，合成氣冷卻器區(qū)段30、190和224中的各個的傳熱面積也可大致相同。合成氣冷卻器區(qū)段30、190和224的這種構(gòu)造對于某些應(yīng)用而言可為有利的。另外，可簡化合成氣冷卻器區(qū)段30、190和224的制造，因為各個區(qū)段本質(zhì)上是相同的。另外，合成氣冷卻器區(qū)段中的任一個中的管道159的構(gòu)造可類似于上面詳細(xì)地描述的實施例。例如，合成氣冷卻器區(qū)段中的管道159可不同地布置，例如布置成盤管、布置成U形管束或以上下盤繞的方式布置。另外，合成氣冷卻器區(qū)段中的管道159可具有不同的直徑、管壁厚度、長度、大小、型式、定向、結(jié)構(gòu)材料等。圖8是合成氣冷卻器18的另一個實施例的截面?zhèn)纫晥D。圖8中的與之前的圖中顯示的那些一樣的元件標(biāo)有相同參考標(biāo)號。在示出的實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管長度230大于第三合成氣冷卻器區(qū)段190的管長度232。因而，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的傳熱面積可大于第三合成氣冷卻器區(qū)段190的傳熱面積。如果處于相同壓力和溫度的飽和蒸汽觀被引導(dǎo)到第二合成氣冷卻器區(qū)段30和第三合成氣冷卻器區(qū)段190兩者，則第二合成氣冷卻器區(qū)段30產(chǎn)生的過熱蒸汽可比第三合成氣冷卻器區(qū)段190產(chǎn)生的過熱蒸汽處于更高的溫度和/或壓力。當(dāng)在氣化系統(tǒng)10中使用處于不同狀況的過熱蒸汽時，可使用合成氣冷卻器18的這種構(gòu)造。例如，來自第二合成氣冷卻器區(qū)段30的過熱蒸汽可用于氣化系統(tǒng)10的比使用來自第三合成氣冷卻器區(qū)段190的過熱蒸汽的過程使用更高溫度的過熱蒸汽的過程中。在其它實施例中，第二合成氣冷卻器區(qū)段30的管長度230可小于第三合成氣冷卻器區(qū)段190的管長度232。在另外的實施例中，合成氣冷卻器18可包括不止兩個合成氣冷卻器區(qū)段來產(chǎn)生過熱蒸汽，各個合成氣冷卻器區(qū)段具有彼此不同的管長度，或者一些合成氣冷卻器區(qū)段具有大致相同的管長度。另外，合成氣冷卻器區(qū)段中的任一個中的管道159的構(gòu)造可類似于上面詳細(xì)地描述的實施例。例如，合成氣冷卻器區(qū)段中的管道159可具有不同的直徑、管壁厚度、長度、大小、型式、定向、結(jié)構(gòu)材料等。 此書面描述使用了實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使得本領(lǐng)域的任何
技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本
發(fā)明的可授予專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。
如果這樣的其它實例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)元素，或如果它們包括與權(quán)利
要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這樣的其它實例意圖處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括構(gòu)造成冷卻合成氣(16)的合成氣冷卻器(18)，其中，所述合成氣冷卻器(18)包括構(gòu)造成冷卻所述合成氣(16)的第一合成氣冷卻器區(qū)段00)；和構(gòu)造成冷卻所述合成氣(16)以及產(chǎn)生具有小于大約3800kJ/kg的熱函的第一過熱蒸汽(32)的第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一過熱蒸汽(32)的過熱度介于大約5攝氏度和360攝氏度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)構(gòu)造成將所述第一過熱蒸汽(32)輸出給動力產(chǎn)生系統(tǒng)的構(gòu)件的輸入，并且所述構(gòu)件將蒸汽輪機排除在外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)的容量構(gòu)造成使所述第一合成氣冷卻器區(qū)段00)中產(chǎn)生的蒸汽06)過熱，使得所述第一過熱蒸汽(3 的第一部分的壓力被降低，以在飽和狀況下或在過熱的情況下對熱交換器、反應(yīng)器、調(diào)溫器(34)或它們的組合進行供應(yīng)，而所述第一過熱蒸汽(3 的第二部分在壓力沒有降低的情況下被供應(yīng)給熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)08)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一合成氣冷卻器區(qū)段OO)包括第一輸入和第一輸出，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)包括第二輸入和第二輸出，并且所述第一輸出聯(lián)接到所述第二輸入上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一合成氣冷卻器OO)構(gòu)造成產(chǎn)生飽和蒸汽(26)，而所述第二合成氣冷卻器(30)構(gòu)造成使所述飽和蒸汽06)過熱，以產(chǎn)生所述第一過熱蒸汽(32)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括聯(lián)接到所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)上的一體式壓力控制系統(tǒng)(42)，其中，所述壓力控制系統(tǒng)02)構(gòu)造成控制蒸汽鼓04)壓力以及使所述第一過熱蒸汽(3 減壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)包括構(gòu)造成輸出多個過熱蒸汽(3 流的多個獨立的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成冷卻所述合成氣(16)以及產(chǎn)生第二過熱蒸汽的第三合成氣冷卻器區(qū)段(190)，其中，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)包括第一輸出(197)，所述第三合成氣冷卻器區(qū)段(190)包括第二輸出001)，并且所述第一輸出(197)和第二輸出(201)獨立于彼此。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一過熱蒸汽(3 和所述第二過熱蒸汽具有不同的溫度或壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述合成氣冷卻器(18)包括具有縱向軸線(12 的細(xì)長封殼(148)，并且所述第一合成氣冷卻器區(qū)段OO)和第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)沿著所述縱向軸線(12 而相繼地串聯(lián)設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述合成氣冷卻器(18)包括后冷卻器區(qū)段(50)，所述第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)沿軸向設(shè)置在所述第一合成氣冷卻器區(qū)段(20)和所述后冷卻器區(qū)段(50)之間，并且所述后冷卻器區(qū)段(50)構(gòu)造成冷卻所述合成氣(16)。
13.一種系統(tǒng)，包括構(gòu)造成冷卻用于產(chǎn)生動力的氣體燃料(16)的氣體燃料冷卻器(18)，其中，所述氣體燃料冷卻器(18)包括構(gòu)造成冷卻所述氣體燃料(16)以及產(chǎn)生第一過熱蒸汽(3 的第一氣體燃料冷卻器區(qū)段(30)；構(gòu)造成冷卻所述氣體燃料(16)以及產(chǎn)生第二過熱蒸汽的第二氣體燃料冷卻器區(qū)段(190)；構(gòu)造成通過獨立于所述第二氣體燃料冷卻器區(qū)段(190)的第一輸出(197)來輸出所述第一過熱蒸汽(3 的第一蒸汽連接器(195)；以及構(gòu)造成通過獨立于所述第一氣體燃料冷卻器區(qū)段(30)的第二輸出(201)來輸出所述第二過熱蒸汽的第二蒸汽連接器(199)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一過熱蒸汽(3 和所述第二過熱蒸汽具有不同的溫度、壓力或熱函。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蒸汽連接器(195)構(gòu)造成將所述第一過熱蒸汽(3 輸出給動力產(chǎn)生系統(tǒng)的第一構(gòu)件，所述第二蒸汽連接器(199)構(gòu)造成將所述第二過熱蒸汽輸出給所述動力產(chǎn)生系統(tǒng)的第二構(gòu)件，并且所述第一構(gòu)件或第二構(gòu)件中的至少一個將蒸汽輪機排除在外。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于冷卻合成氣的系統(tǒng)。一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成冷卻合成氣(16)的合成氣冷卻器(18)。合成氣冷卻器(18)包括構(gòu)造成冷卻合成氣(16)的第一合成氣冷卻器區(qū)段(20)，以及構(gòu)造成冷卻合成氣(16)以及產(chǎn)生具有小于大約3800kJ/kg的熱函的第一過熱蒸汽(32)的第二合成氣冷卻器區(qū)段(30)。
文檔編號C10J3/82GK102559278SQ20111037271
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者B·C·施泰因豪斯, J·B·科里, J·M·斯托里, L·O·湯林森, M·J·斯蒂芬, P·S·迪馬斯焦, R·A·德普伊, 陳偉 申請人:通用電氣公司