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KR20170020303A - 기체 프로세싱 시스템내의 터빈 시스템을 이용하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

기체 프로세싱 시스템내의 터빈 시스템을 이용하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20170020303A
KR20170020303A KR1020167014313A KR20167014313A KR20170020303A KR 20170020303 A KR20170020303 A KR 20170020303A KR 1020167014313 A KR1020167014313 A KR 1020167014313A KR 20167014313 A KR20167014313 A KR 20167014313A KR 20170020303 A KR20170020303 A KR 20170020303A
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turbine
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제레미 그랜트 마틴
존 시엔키에윅즈
프렘 크리쉬
잉 마
마크 리히터
펠릭스 윙클러
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에너지 리커버리 인코포레이티드
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Abstract

시스템(12)은 리인 솔벤트 유체 흐름에 있는 솔벤트를 이용하여 미처리 공급 기체로부터 산성 기체를 제거하도록 구성된 고압 반응 용기(18)를 가진 솔벤트 기체 프로세싱 시스템을 구비한다. 시스템은 제 1 유동 경로(28)를 통하여 고압 유체 흐름의 제 1 유동 및 처리된 청결 기체를 출력하도록 구성된 고압 반응 용기(18)를 포함한다. 시스템은 주 노즐(54), 보조 노즐(58) 및 유출부(59)를 가진 터빈(42)을 구비한다. 주 노즐(54)은 주 유동 경로(52)를 통해 제 1 유동 경로(28)로부터 고압 유체 흐름의 제 2 유동을 수용하도록 구성된다. 시스템은 보조 유동 경로(56)를 따라서 배치된 보조 노즐 밸브(46)를 구비한다. 보조 노즐 밸브(46)는 터빈(42)의 보조 노즐(58)로의 고압 유체 흐름의 제 3 유동을 제어하도록 구성된다.

Description

기체 프로세싱 시스템내의 터빈 시스템을 이용하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING TURBINE SYSTEMS WITHIN GAS PROCESSING SYSTEMS}
본 출원은 2013 년 10 월 28 일자 미국 가출원 No. 61/896,255 "아민 기체 프로세싱에서의 터빈에 기초한 레벨 제어용 제어 시스템(Control System for a Turbine Based Level Control in Amine Gas Processing)" 및, 2014 년 10 월 27 일자 미국 가출원 No. 14/525,081 "기체 프로세싱 시스템내의 터빈 시스템을 이용하는 시스템 및 방법(Systems and Methods for Utilizing Turbine Systems within Gas Processing Systems)"의 우선권을 주장하며, 상기 출원은 본원에 참고로서 포함된다.
본원은 아래에서 설명되고 그리고/또는 청구될 본 발명의 다양한 양상들에 관련될 수 있는 다양한 기술 국면들을 독자에게 소개하도록 의도된 것이다. 이러한 설명은 본 발명의 다양한 양상들에 대한 보다 낳은 이해를 용이하게 하도록 독자에게 배경 기술 정보를 제공하는데 도움이 될 것으로 믿어진다. 따라서, 이들 서술은 이러한 점에 비추어 읽혀져야 하고, 종래 기술의 승인으로서 읽혀지는 것이 아니라는 점이 이해되어야 한다.
본 발명은 터빈 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산성 기체 제거 시스템 안에서와 같이 기체 프로세싱 시스템에서 유체의 작동 파라미터들을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 산업상의 적용예에서, 고압 반응 용기는 다양한 기체 프로세싱 적용예를 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 석유화학 분야, 천연 기체 프로세싱 분야 및, 다른 산업용 프로세싱 플랜트 분야에서, 산성 기체 제거 시스템은 소망되는 기체의 사워 기체 성분(sour gas components)을 제거하도록 고압 반응 용기(예를 들어, 고압 반응 용기(high pressure reaction vessel)를 이용할 수 있다. 실제로, 천연 저장부로부터 나오는 천연 기체는 다양한 양의 사워 기체(sour gas)(예를 들어, 이산화탄소, 황화 수소등)를 포함할 수 있다. 천연 기체 반응 용기는 산업 분야에서 또는 산업 분야내에서 사워 기체의 효과를 감소시키는데 도움이 되도록 천연 기체의 사워 시체 성분들을 제거하는 것이 바람직스러울 수 있다.
일부 상황에서, 액체 솔벤트는 고압 반응 용기를 빠져나갈 수 있고 반응체(reactant)로서 고압 반응 용기로 돌아오기 전에 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 액체 솔벤트는 고압 반응 용기내에서 액체 레벨을 제어하기 위하여 조절되는 압력 감소 메카니즘을 통하여 통과될 수 있다. 산성 기체 제거 시스템내에서, 고압 반응 용기를 빠져나가는 액체 솔벤트의 다양한 작동 파라미터들은 공급 기체로부터 사워 기체 성분들을 제거하는 연속 시스템의 제공을 돕도록 조절될 수 있다. 특정 상황에서, 액체 솔벤트의 압력 및 온도는 사워 기체 성분들이 공급 기체로부터 박리(strip)되기 이전 또는 이후에 증가 또는 감소된다. 그러나, 압력 감소 메카니즘과 같이, 액체 솔벤트의 작동 파라미터들을 제어하는데 일반적으로 이용되는 메카니즘은 효율을 증가시키고 손실된 에너지를 회복하도록 향상될 수 있다. 따라서, 다양한 산업용 프로세서에서 고압 반응 용기를 빠져나가는 액체 솔벤트의 작동 파라미터들을 제어하는데 이용되는 메카니즘을 향상시키기 위한 시스템 및 방법들을 제공하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 목적은 기체 프로세싱 시스템내의 터빈 시스템을 이용하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다양한 특징, 양상 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이며, 도면에서 동일한 참조 부호는 도면 전체를 통하여 동일한 구성을 나타낸다.
도 1 은 산성 기체 제거 시스템의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램으로서, 고압 반응 용기로부터 고압 유체를 수용하도록 구성된 터빈 시스템을 도시한다.
도 2 는 도 1 의 터빈 시스템의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램으로서, 터빈 시스템은 보조 노즐 밸브, 바이패스 밸브 및 쓰로틀 밸브를 구비한다.
도 3 은 도 2 의 터빈 시스템의 쓰로틀 밸브의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램으로서, 쓰로틀 밸브는 터빈 시스템내의 상이한 위치들에 배치된다.
도 4 는 도 2 의 터빈 시스템의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램으로서, 터빈 시스템의 하나 이상의 밸브들이 모니터/분석 시스템에 결합된다.
도 5 는 도 2 의 터빈 시스템 안에 배치된 터빈의 실시예에 대한 사시도이다.
본 발명의 하나 이상의 특정한 실시예들이 아래에 설명될 것이다. 설명된 실시예들은 본 발명의 하나의 예시일 뿐이다. 또한, 이들 예시적인 실시예들의 명료한 설명을 제공하기 위하여, 실제 구현예의 모든 특징들이 명세서에 설명되지 않을 수 있다. 그러한 실제 구현예들의 개발에 있어서, 그 어떤 엔지니어링이나 또는 디자인 프로젝트에서도 그러하듯이, 예를 들어 시스템과 관련되고 사업과 관련된 제한에 순응하는 것과 같이, 개발자의 특정한 목표를 달성하도록 다양한 구현예에 특화된 결정이 이루어져야 하고, 상기의 제한은 구현예마다 변화될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 더욱이, 그러한 개발의 노력은 복잡하고 시간이 많이 들 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 장점을 가지는 당업자에게는 설계, 조립 및 제조의 일상적인 업무일 것이라는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들의 요소들을 도입할 때, 관사, 정관사 및 "상기"는 하나 이상의 요소들이 있음을 의미하도록 의도된다. "포함하는", "구비하는" 및 "가지는"과 같은 용어는 포괄적이도록 의도되며 열거된 요소들 이외에도 추가적인 요소들이 있을 수 있음을 의미한다.
여기에 설명된 실시예들은 전체적으로 다양한 기체 프로세싱 기술에서 고압 반응 용기를 이용하는 산업 분야에 관한 것이다. 예를 들어, 여러 석유 화학 분야, 천연 개스 프로세싱 분야 및 다른 산업 프로세싱 플랜트 분야에서, 고압 반응 용기는 소망의 기체를 액체 솔벤트(liquid solvent)로 프로세싱하도록 이용될 수 있다. 특히, 이러한 산업 시스템에서 고압 반응 용기의 액체 레벨은 조절될 수 있고 모니터될 수 있다. 예를 들어, 특정의 실시예들에서, 액체 솔벤트는 반응 물질(reactant)로서 고압 반응 용기로 다시 이동하기 전에 고압 반응 용기로부터 이동하여 압력 감소 밸브를 통과할 수 있다. 더욱이, 압력 감소 밸브는 압력 반응 용기로부터 이동하는 액체 솔벤트의 양을 모니터하고 조절함으로써 고압 반응 용기의 액체 레벨을 조절하도록 구성될 수 있다. 그러나, 압력 감소 메카니즘과 같은, 액체 솔벤트의 작동 파라미터들을 제어하도록 일반적으로 이용되는 메카니즘은 효율을 증가시키고 손실 에너지를 회복하도록 향상될 수 있다. 따라서, 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 고압 반응 용기로부터 배출되는 액체 솔벤트의 작동 파라미터들을 제어 또는 조절하도록 구성된 터빈 시스템을 제공하는 것이 유리할 수 있다.
설명되는 사례, 설명 및 실시예들에서, 산성 기체 제거 시스템(acid gas removal system)은 고압 반응 용기로부터 배출되는 액체 솔벤트의 작동 파마리터들을 조절하도록 구성된 터빈 시스템을 가진 산업용 시스템의 예로서 이용된다는 점이 주목되어야 한다. 그러나, 여기에 설명된 실시예, 시스템 및 방법들은, 액체 솔벤트가 그 어떤 산업용 프로세스를 통해서라도 고압 반응 용기 밖으로 나오게 되는 상기의 산업용 프로세스에 일반적으로 적용될 수 있다. 더욱이, 여기에 설명된 실시예, 시스템 및 방법들은, 액체 솔벤트가 고압 반응 용기 밖으로 나와서 고압 반응 용기의 액체 레벨을 제어하도록 구성된 압력 감소 밸브를 통과하는 그 어떤 산업용 프로세스에도 일반적으로 적용될 수 있다.
위와 같은 점을 염두에 두고, 산성 기체 제거 시스템은 고압 반응 용기로부터 배출되는 액체 솔벤트의 작동 파라미터(예를 들어, 액체 흐름, 액체 유출물 등)를 조절하도록 구성된 터빈 시스템을 가진 산업용 프로세스의 사례일 수 있다. 또한, 터빈 시스템은 추가적인 프로세싱을 위하여 고압 반응 용기로부터 제거된 액체 솔벤트의 양을 조절 또는 제어함으로써 고압 반응 용기의 작동 파라미터들을 조절하도록 구성될 수 있다. 산성 기체 제거 시스템들은 다양한 산업 분야에서 이용될 수 있으며, 예를 들어 석유 화학 분야 또는 화학 분야, 천연 개스 프로세싱 분야, 산업용 플랜트 분야등에서 이용될 수 있다. 특히, 산성 기체 제거 시스템은 터빈 및 하나 이상의 밸브들을 가진 터빈 시스템을 포함할 수 있으며, 밸브들은 산성 기체 제거 시스템 안에서 액체 솔벤트의 유동을 제어하도록 구성된다. 더욱이, 터빈 시스템은 산성 기체 제거 시스템을 통하여 액체 솔벤트 흐름이 프로세싱될 때 액체 솔벤트 흐름의 압력 및 압력 강하를 조절하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 터빈 시스템은 소망되는 액체의 압력 감소를 위하여 통상적으로 이용되는 산성 기체 감소 시스템내의 다른 메카니즘들을 대체하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 압력 감소 밸브를 대체하도록 구성된다.
산성 기체 제거 시스템은 일반적으로 소망의 공급 기체의 사워 기체 성분(sour gas components)을 제거하도록 이용될 수 있어서, 공급 기체를 실질적으로 사워 기체 성분이 없는 청결 기체(예를 들어, 스위트 기체(sweet gas))로 변환시킨다. 예를 들어, 버진 천연 기체(virgin natural gas)는 천연 기체 저장부로부터 도출되는 소망의 공급 기체 유형으로서, 이것은 이산화탄소 또는 황화수소와 같은, 다양한 양의 사워 기체를 포함할 수 있다. 산성 기체 제거 시스템은 산업용 시스템 또는 프로세스에 대한 사워 기체의 효과를 감소시키는데 도움이 되도록 천연 기체의 사워 기체 성분들을 제거하도록 구성될 수 있다. 통상적으로 산성 기체 제거 시스템은 사워 기체 성분들을 제거하도록 다양한 유체 솔벤트(예를 들어, 알킬아민, 아민)의 수성 용액들을 포함하는 일련의 프로세스들을 이용한다. 상세하게는, 소망의 공급 기체의 사워 기체 성분들은 고압(예를 들어, 대략 1000 psi 내지 1500 psi 사이) 및 상대적으로 저온에서 솔벤트 수성 용액(solvent aqueous solutions)에 의해 흡수된다. 마찬가지로, 사워 기체 성분들은 저압(예를 들어, 대략 대기압과 유사한 압력) 및 상대적으로 높은 온도(예를 들어, )에서 솔벤트 수성 용액에 의해 방출된다. 따라서, 산성 기체 제거 시스템은 수성 솔벤트 용액들을 재사용하는 순환 프로세스(circulative process)를 통상적으로 포함한다. 예를 들어, 천연 기체와 같은, 소망 공급 기체의 사워 기체 성분들은 고압 반응 용기내에서 고압(예를 들어, 대략 1000 psi 내지 1500 psi 사이) 및 상대적으로 저온(예를 들어, )에서 솔벤트 용액과 접촉되며, 이것은 솔벤트 용액이 사워 기체 성분들을 흡수하고 청결(예를 들어, 스위트(sweet)) 공급 기체를 형성하는 결과를 가져온다. 스위트 기체는 산성 기체 제거 시스템에 의해 생성된다. 더욱이, 사워 기체 성분들을 흡수했던 솔벤트 용액(예를 들어, 고압 농후 솔벤트 유체 흐름)은 고압 및 저온에서 고압 반응 용기를 빠져나갈 수 있다. 고압 농후 솔벤트 유체(high pressure rich solvent fluid)의 온도를 높이고 압력을 낮추는 것은 흡수된 사워 기체 성분들의 고압 농후 솔벤트를 박리(strip)시키는데 도움이 될 수 있어서, 솔벤트 유체 흐름이 고압 반응 용기 안으로 재순환될 수 있게 한다. 통상적으로, 특정의 산성 기체 제거 시스템 및 상황에서, 압력 감소 밸브는 고압 농후 솔벤트 유체의 압력을 감소시키도록 이용될 수 있다. 그러나, 압력 감소 밸브는 농후 솔벤트 유체의 압력 강하로써 발생된 에너지를 이용할 수 없어서, 효율의 손실을 초래한다.
위에서 지적된 바와 같이, 여기에서 설명된 실시예들에서, 터빈 시스템은 고압 농후 솔벤트 유체의 압력을 감소시키는데 도움이 되도록 구성될 수 있다. 실제로, 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 특정의 상황에서 터빈 시스템은 다양한 산성 기체 제거 시스템들 안에서 압력 감소 밸브를 대체하는데 도움이 되도록 배치될 수 있다. 특히, 터빈 시스템은 농후 솔벤트 용액의 압력이 감소될 때 발생되는 압력 에너지의 일부를 회수하도록 구성될 수 있고, 그러한 압력 에너지를 회전하는 기계적 에너지로 변화시킬 수 있다. 특정의 실시예에서, 회전하는 기계적 에너지는 산성 기체 제거 시스템 및/또는 산업용 시스템내에서 에너지의 다른 형태로 변환될 수 있고 그리고/또는 이용될 수 있다. 예를 들어, 터빈 시스템에 의해 발생되는 회전 에너지는 시스템 안의 추가적인 프로세스 유체를 가압하는 펌프를 구동하거나, 발전기 구동을 통하여 전기 에너지로 변환되도록 이용될 수 있거나, 또는 산성 기체 제거 시스템내에서 그 어떤 다른 방식으로도 이용될 수 있다.
위와 같은 점을 염두에 두고, 도 1 은 터빈 시스템(12)을 가진 산성 기체 제거 시스템(10)의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램이다. 터빈 시스템(12)은 도 2 내지 도 5 와 관련하여 더 설명되는 바와 같이 하나 이상의 밸브들 및 터빈(10)(예를 들어, 유압 터빈, 액체 터빈 등)을 구비한다. 특히, 위에서 지적된 바와 같이, 터빈 시스템은 통상적인 산성 기체 제거 시스템 안에 배치된 압력 감소 밸브(14)를 대체하도록 구성될 수 있으며, 이것에 관해서는 이하에 더 상세하게 설명될 것이다. 또한, 여기에 설명된 시스템 및 방법들이 일반적으로 산성 기체 제거 시스템의 특정 유형(예를 들어, 수성 솔벤트 용액을 이용하는 천연 기체)과 관련하여 설명되지만, 설명된 기술 및 메카니즘은 그 어떤 산성 기체 제거 시스템(10)과도 이용될 수 있다는 점이 지적되어야 한다. 예를 들어, 여기에 설명된 실시예들은 터빈 시스템(12)으로 대체될 수 있는 압력 감소 밸브(14)를 가진 그 어떤 산성 기체 제거 시스템(10)과도 이용될 수 있다. 실제로, 위에서 지적된 바와 같이, 압력 감소 밸브(14) 대신에 터빈 시스템(12)을 이용하면 시스템(10)의 효율 증가에 도움이 될 수 있고, 발생된 압력 에너지의 일부를 회수하여 발생된 압력 에너지를 회전하는 기계적 에너지로 변환시키는데 도움이 될 수 있다.
특정의 실시예들에서, 산성 기체 제거 시스템(10)은 고압 반응 용기(18)의 베이스(17)로 제공되는 소망의 공급 기체(16)를 포함한다. 공급 기체(feed gas, 16)는 사워 기체 성분(예를 들어, 산성 기체(acid gases))를 포함하는 그 어떤 유형의 기체일 수도 있다. 예를 들어, 공급 기체(16)의 유형은 천연의 지질학적 저장부로부터 도출된 천연 기체(예를 들어, 에탄, 프로판 등), 합성 기체(syngas) 또는 산성 기체 성분들을 가진 일반적인 임의 유형의 기체를 포함할 수 있다. 공급 기체(16)의 사워 기체 성분들은 이산화탄소, 황화수소, 메르캅탄(mercaptans)(예를 들어, 메테인싸이올(methanethiol), 에탄티올(ethanetiol) 등)을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 공급 기체(16)는 대략 300 psig 내지 2200 psig 사이의 압력에서 고압 반응 용기(18)에 진입할 수 있다. 더욱이, 공급 기체(16)의 온도는 그것이 고압 반응 용기(18)에 진입할 때 대략 섭씨 26 도 내지 38 도 사이일 수 있다. 또한, 산성 기체 제거 시스템(10)은 리인 솔벤트 용액(lean solvent solution, 20)(예를 들어, 리인 솔벤트 수성 용액, 리인 솔벤트 용액, 물에 기초한 리인 솔벤트 용액 등)을 포함하며, 이것은 전체적으로 낮은 온도에서 고압 반응 용기(18)의 전체적으로 상부(18)에 인접하여 제공된다. 특정의 실시예들에서, 리인 솔벤트 용액(20)의 온도는 그것이 고압 반응 용기(18)에 진입할 때 대략 섭씨 32 도 내지 43 도 사이이거나 또는 대략 섭씨 38 도 내지 49 도 사이일 수 있다. 실제로, 특정의 실시예들에서, 리인 솔벤트 용액(20)의 온도는 공급 기체(16)의 무거운 성분들의 응축 회피를 돕기 위하여, 공급 기체 온도(16)보다 높은 온도에서, 섭씨 30 내지 50 도 사이의 그 어느 온도에라도 있을 수 있다. 공급 기체(16)는 고압 반응 용기(18) 안에서 상방향(22)으로 움직이므로, 공급 기체(16)는 리인 솔벤트 용액(20)과 발열 과정으로 접촉한다.
따라서, 특정의 실시예들에서, 리인 솔벤트 용액(20)은 발열 과정에서 가열되며, 고압 반응 용기(18) 안에서 리인 솔벤트 용액이 아래 방향(24)으로 움직일 때 공급 기체(16)의 사워 기체 성분들은 공급 기체(16)로부터 리인 솔벤트 용액(20)으로 이전될 수 있다. 이러한 방식으로, 스위트 기체(26)(예를 들어, 청결 기체(26))는 고압 반응 용기로부터 배출된다. 상세하게는, 스위트 기체(26)는 사워 기체 성분이 없는 소망의 공급 기체(16)일 수 있다. 또한, 리인 솔벤트 용액(20)은 사워 기체 성분들을 흡수하고, 고압(예를 들어, 대략 1000 psi 내지 1500 psi 사이) 및 전체적으로 고온(예를 들어, 대략 섭씨 55 도 내지 65 사이)에서 고압 농후 솔벤트(28)로서 고압 반응 용기(18)로부터 배출된다. 위에서 지적된 바와 같이, 산성 기체 제거 시스템(10) 안에서 솔벤트 용액을 재순환시키고 재생하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 특정의 실시예들에서, 고압 농후 솔벤트(28)는 사워 기체 성분들을 박리(strip)시키도록 더 프로세싱됨으로써 리인 솔벤트 용액(20)을 발생시킨다. 따라서, 특정의 실시예들에서, 고압 농후 솔벤트(28)의 압력은 사워 기체 성분들을 박리시키도록 감소될 수 있다. 또한 특정의 실시예들에서, 고압 농후 솔벤트(28)의 온도는 사워 기체 성분들을 박리시키도록 증가될 수 있다.
터빈 시스템(12)은 도 2 내지 도 4 와 관련하여 더 설명되는 바와 같이 고압 농후 솔벤트(28)의 압력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 특정의 실시예들에서, 고압 농후 솔벤트(28)의 압력은 대략 25 psig 와 100 psig 사이로 감소될 수 있다. 따라서, 터빈 시스템(12)으로부터 배출되는 저압 농후 솔벤트(30)는 플래쉬 탱크(flash tank, 32)로 경로가 정해질 수 있다. 플래쉬 탱크(32)는 임의의 잔류 탄화수소 기체와 같은 저압 농후 솔벤트(30)의 소망 성분들을 증발(flash) 및 회수하도록 구성될 수 있다. 또한, 저압 농후 솔벤트(30)는 열교환기(34)로 경로가 정해질 수 있고, 다른 하류측 프로세싱(36)으로 경로가 정해질 수 있다. 하류측 프로세싱(36)은 사워 기체 성분들의 저압 농후 솔벤트(30)를 박리시키도록 구성된다. 특정의 실시예들에서, 하류측 프로세싱(36)은 재생기 회로를 포함할 수 있으며, 여기에서 리인 솔벤트 용액(20)을 발생시키도록 열을 가함으로써 저압 농후 솔벤트(30)로부터 사워 기체 성분들이 박리된다. 특정의 실시예들에서, 열교환기(34)는 열교환기(34)로 들어가는 저압 농후 솔벤트(30)와 하류측 프로세싱 유닛(36)을 나가는 리인 솔벤트 용액(20) 사이에서 열을 교환하도록 구성된다. 더욱이, 열교환기(34)를 나가는 리인 솔벤트 용액(20)은 리인 솔벤트 펌프(38)로 들어가는데, 상기 리인 솔벤트 펌프(lean solvent pump)는 리인 솔벤트 용액(20)의 압력을 고압 반응 용기(18)의 압력으로 (예를 들어, 대략 25 psig 내지 100 psig 사이로부터 대략 1000 psig 내지 1200 psig 사이로) 증가시키도록 구성된다. 리인 솔벤트 밸브(40)가 개방되도록 구성될 때, 리인 솔벤트 용액(20)은 고압 반응 용기(18)로 되돌아가도록 경로가 정해진다. 특정의 실시예들에서, 리인 솔벤트 용액(20)의 압력을 증가시키는데 필요한 에너지는 터빈 시스템(12)에 의해 발생된 에너지로부터 도출될 수 있다.
도 2 는 도 1 의 터빈 시스템(12)의 실시예의 개략적인 도면으로서, 터빈 시스템(12)은 터빈(42) 및 하나 이상의 밸브(44)들을 구비한다. 도시된 실시예에서, 밸브(44)들은 보조 노즐 밸브(46), 바이패스 밸브(48) 및 쓰로틀 밸브(50)를 포함한다. 특히, 밸브(44)들은 고압 반응 용기(18)로부터 배출되어 터빈(42)으로 경로를 정하는 고압 농후 솔벤트(28)의 유동을 조절하도록 구성될 수 있다. 주목되어야 하는 바로서, 산성 기체 제거 시스템(10) 안의 솔벤트 재순환 프로세스의 제어는 고압 반응 용기(18)를 나가는 고압 농후 솔벤트(28)의 유동 및 리인 솔벤트 용액(20)의 유동을 제어함으로써 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 터빈 시스템(12)은 고압 반응 용기(18)를 나가는 유동을 조절하고 상기 유동에 저항을 제공함으로써 산성 기체 제거 시스템(10)의 전체적인 프로세스를 제어하는데 도움이 되도록 구성될 수 있다. 실제로, 밸브(44)들은 고압 반응 용기(18)를 나가는 고압 농후 솔벤트(28)의 유동 및 터빈(42)에 진입하는 고압 농후 솔벤트(28)의 유동을 동시에 제어 및/또는 조절하도록 동반하여 작동할 수 있다.
특정의 실시예들에서, 고압 농후 솔벤트(28)는 터빈(42)의 주 노즐(54)(예를 들어, 제 1 노즐(54))로 이어지는 주 유동 경로(52)를 통하여 고압 반응 용기(18)로부터 터빈(42)으로 직접적으로 경로가 정해질 수 있다. 실제로, 주 노즐(54)은 유동을 제한하거나 또는 제어하도록 구성된 그 어떤 요소들도 없이 고압 반응 용기(18)로부터 배출되는 고압 농후 솔벤트(28)의 흐름에 대하여 연속 개방될 수 있다. 특정의 실시예들에서, 고압 반응 용기(18)를 나와서 터빈(42)으로 진입하는 유동의 양을 증가시킬 필요가 있을 수 있다. 그러한 상황에서, 터빈(42)으로의 유동의 양을 증가시키도록 보조 노즐 밸브(46)가 개방될 수 있거나 또는 연계될 수 있다. 예를 들어, 특정의 상황에서, 보조 유동 경로(56)가 주 유동 경로(52)로부터 분기되어(branch off) 고압 농후 솔벤트의 일부의 경로를 보조 노즐 밸브(46)를 통하여 보조 노즐(58) 안으로 정할 수 있다. 보조 노즐 밸브(46)가 완전하게 개방될 때, 터빈(42)은 고압 반응 용기(18)로부터 배출되는 고압 농후 솔벤트(28)의 최대량을 받아들이도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 보조 노즐 밸브(46)가 부분적으로 개방될 수 있어서, 고압 농후 솔벤트(28)의 일부가 고압 반응 용기(18)로부터 제거되어 터빈(42)으로 경로가 정해진다는 점이 주목되어야 한다. 위에서 지적된 바와 같이, 터빈(42)으로 경로를 정한 고압 농후 솔벤트(28)의 양은 산성 기체 제거 시스템(10)의 전체적인 재순환 프로세스의 소망 작동 파라미터들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 고압 반응 용기의 액체 레벨이 고압 반응 용기의 허용 가능 한계를 넘어서 증가할 때, 고압 반응 용기(18)내의 액체 레벨을 제어하기 위하여 고압 반응 용기(18)로부터 다량의 고압 농후 솔벤트(28)가 제거될 필요가 있을 수 있다.
특정의 실시예들에서, 터빈 시스템(12)은 넓은 범위의 유동 용량을 취급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 상황에서, 터빈 시스템(12)은 고압 반응 용기(18)로부터 배출되는 추가적인 유동을 취급하도록 구성될 수 있는데, 주 유동 경로(52) 및 보조 유동 경로(56)가 취급할 수 있는 최대 유동을 넘는 유동을 취급하도록 구성될 수 있다. 그러한 상황에서, 바이패스 밸브(48)가 완전하게 또는 부분적으로 개방되어 고압 반응 용기(18)로부터 배출되는 고압 농후 솔벤트(28)의 범람을 취급할 수 있다. 특히, 바이패스 유동 경로(60)는 주 유동 경로(52)로부터 분기되어 고압 농후 솔벤트(28)의 일부를 고압 반응 용기(18)로부터 직접적으로 터빈(42) 하류의 유동 경로로 이어지게 할 수 있다. 고압 반응 용기(18)는 유출부(21)를 포함할 수 있어서 상기 유출부를 통하여 고압 농후 솔벤트(28)는 고압 반응 용기(18)로부터 배출된다. 특정 실시예들에서, 바이패스 유동 경로(60)는 고압 농후 솔벤트(28)를 터빈(42) 및 쓰로틀 밸브(50)의 하류측 출구 유동 경로로 이어지게 할 수 있다. 특정 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(50)는 터빈 시스템(12)이 관리할 수 있는 유동의 범위를 향상시키도록 이용될 수도 있다. 예를 들어, 일부 상황에서, 터빈 시스템(12)은 소량의 유동을 취급하도록 구성될 수 있으며, 주 유동 경로(52)가 취급하도록 구성된 최소 유동 미만에 속하는 유동을 취급하도록 구성될 수 있다. 그러한 상황에서, 쓰로틀 밸브(50)는 완전하게 또는 부분적으로 폐쇄되어 고압 반응 용기(18)로부터 배출되는 고압 농후 솔벤트(28)의 감소 유동을 취급할 수 있다. 예를 들어, 쓰로틀 밸브(50)의 폐쇄는 터빈 시스템(12)내에 추가적인 저항을 제공하는데 도움이 될 수 있다. 위에서 지적된 바와 같이, 터빈(42)은 전체적으로 고압 농후 솔벤트(28)의 압력을 감소시키고, 터빈 유출부(59)를 통하여 출구 유동 경로(62)로 저압 농후 솔벤트(30)를 출력시키도록 구성된다.
특정의 실시예들에서, 복수개의 보조 노즐 밸브(46), 보조 유동 경로(56) 및, 보조 노즐(58)들이 제공될 수 있고 터빈(42)과 함께 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 보조 노즐 밸브(46)(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상) 및 대응하는 보조 유동 경로(56) 및 보조 노즐(58)들이 터빈(42)과 함께 구성될 수 있다. 더욱이, 일부 상황에서, 복수개의 터빈 시스템(12)(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상)들이 산성 기체 제거 시스템(10) 안에 제공될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 상황에서, 고압 반응 용기(18)를 나가는 주 유동 경로(52)는 복수개의 주 유동 경로(52)들로 갈라질 수 있다. 복수개의 주 유동 경로(52)들중 각각의 하나는 복수개의 터빈 시스템(12)중 특정 터빈 시스템(12)으로 이어질 수 있다.
도 3 은 도 2 의 터빈 시스템(12)의 쓰로틀 밸브(50)의 실시예에 대한 개략적인 도면으로서, 여기에서 쓰로틀 밸브(50)는 터빈 시스템(12) 안의 상이한 위치들에 배치된다. 예를 들어, 도 2 와 관련하여 위에서 지적된 바와 같이, 쓰로틀 밸브(50)는 출구 유동 경로(62)를 따라서 터빈(42)의 하류측 및, 바이패스 유동 경로(60)와 유출부(59) 사이의 제 1 접합 지점(64)의 상류측에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(66)는 출구 유동 경로(62)를 따라서 터빈(42) 및 접합 지점(64)의 하류측에 배치될 수 있다. 특정의 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(68)는 고압 반응 용기(18)의 하류측 및 주 유동 경로(52)와 바이패스 유동 경로(60) 사이의 제 2 접합 지점(70)의 상류측에 배치될 수 있다. 더욱이, 특정 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(72)는 제 2 접합 지점(70)의 하류측, 터빈(42)의 상류측 및, 주 유동 경로(52) 및 보조 유동 경로(56) 이전의 제 3 접합 지점(73)의 상류측에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(72)는 제 2 접합 지점(70)의 하류측, 터빈(42)의 상류측 및, 제 3 접합 지점(73)의 하류측에 배치될 수 있다.
특정의 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(50 또는 66)는 터빈(42)으로부터 나오는 유동을 제한함으로써 터빈 시스템(12) 내의 저항을 증가시키도록 구성될 수 있어서, 터빈 시스템(12)에 저 유동 프로파일(low flow profile)을 취급하는 메카니즘을 제공한다. 쓰로틀 밸브(68,72)는 저항을 증가시키고 고압 반응 용기(18)로부터의 고압 농후 솔벤트(28)의 유동을 제한하도록 구성될 수 있다. 또한, 쓰로틀 밸브(50, 66, 68, 72)들은 그 어떤 조합으로도 이용될 수 있어서, 소망의 방식으로 고압 농후 솔벤트(28)의 유동을 조절하고 경로를 정할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 특정의 실시예들에서, 쓰로틀 밸브(72)는 터빈(42)에 대한 고압 농후 솔벤트(28)의 유동을 제한하도록 폐쇄될 수 있고 고압 농후 솔벤트(28)를 출구 유동 경로(62)로 직접 보낼 수 있다. 다른 실시예들에서, 터빈 시스템(12)의 넓은 범위의 유동 프로파일들을 취급하는 것을 돕기 위하여, 그 어떤 개수의 밸브(44)들이라도 터빈(42)의 상류측 또는 하류측에 배치될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 도 4 와 관련하여 더 설명되는 바와 같이, 고압 농후 솔벤트(28) 유동의 다른 미묘한 차이의 제어와 함께, 추가적인 메카니즘들이 터빈 시스템(12)에 제공될 수 있다.
도 4 는 도 2 의 터빈 시스템의 실시예에 대한 개략적인 다이아그램으로서, 터빈 시스템(12)의 하나 이상의 밸브들이 모니터/분석 시스템(74)에 결합된다. 모니터/분석 시스템(74)은 디스플레이(78)에 결합된 콘트롤러(76), 하나 이상의 프로세서(80) 및, 메모리(82)를 포함할 수 있다. 콘트롤러(76)는 하나 이상의 밸브(44) 또는 하나 이상의 센서(75)들과 같은, 터빈 시스템(12)의 하나 이상의 구성 요소들과 소통하여 그로부터 정보를 수집하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 콘트롤러(76)는 터빈 시스템(12)의 하나 이상의 작동 파라미터들을 조절 및 제어하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 프로세서(80)는 하나 이상의 프로세싱 장치들을 구비할 수 있고, 메모리(82)는 하나 이상의 실체적이고(tangible), 일시적이지 않고(non-transitory), 기계 독출 가능한 매체(media)를 구비할 수 있어서 프로세서(80)에 의하여 실행될 수 있는 명령들을 집합적으로 저장하여 여기에 설명된 방법 및 제어 작용들을 수행한다.
그러한 기계 독출 가능한 매체는 프로세서에 의하여, 또는 그 어떤 일반적인 목적 또는 특수 목적의 컴퓨터 또는 프로세서를 가진 다른 기계에 의하여 액세스될 수 있는 그 어떤 가용의 매체일 수 있다. 일 예로서, 그러한 기계 독출 가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM, 또는 다른 광학 디스크 저장체, 자기 디스크 저장체 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 기계적으로 실행 가능한 명령 또는 데이터 구조의 형태로 소망의 프로그램 코드를 저장 또는 유지하도록 이용될 수 있고 프로세서 또는 그 어떤 일반적인 목적 또는 특수 목적의 컴퓨터 또는 프로세서를 가진 다른 기계에 의하여 액세스될 수 있는 그 어떤 다른 매체를 포함할 수 있다. 정보가 네트워크 또는 다른 통신 연결에 걸쳐서(하드와이어(harwire), 무선 또는 하드와이어와 무선의 조합으로써) 기계로 전달될 때, 기계는 기계-독출 가능 매체로서 연결을 적절하게 관찰한다. 따라서, 상기의 그 어떤 연결이라도 기계-독출 가능 매체로 적절하게 칭해진다. 상기의 조합은 또한 기계 독출 가능 매체(machine readable media)의 범위내에 포함된다. 기계-실행 가능 명령들은, 예를 들어, 프로세서 또는 임의의 일반적 목적의 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 특수 목적 프로세싱 기계가 특정의 기능 또는 기능들의 그룹을 수행하게 하는 데이터 및 명령들을 포함한다.
예를 들어, 특정 실시예들에서, 콘트롤러(76)는 전기 액튜에이터, 스위치(예를 들어, Hall 스위치, 솔레노이드 스위치, 릴레이 스위치, 리미트 스위치) 등과 통신하도록 구성될 수 있으며, 이들은 하나 이상의 밸브(44)들 각각에 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 콘트롤러(76)는 산성 기체 제거 시스템(10)을 통한 소망의 유동 프로파일들에 기초하여, 그 어떤 밸브(44)들이라도 개방하거나, 폐쇄하거나, 부분적으로 개방하거나 또는 부분적으로 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 또한, 특정의 실시예들에서, 콘트롤러(76)는 터빈 시스템(12) 및 산성 기체 제거 시스템(10)을 통하여 배치된 다양한 감지 장치(75)들과 통신하도록 구성될 수 있다. 감지 장치(75)는 산성 기체 제거 시스템(10)의 작동 파마리터를 감지하도록 구성된 유량계(flow meter), 온도 센서, 진동 센서, 간극 센서(clearance sensor), 압력 센서 또는 다른 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 장치(75)는 고압 농후 솔벤트(28), 저압 농후 솔벤트(30), 리인 솔벤트 용액(20), 공급 기체(16)등의 온도, 압력, 유량, 반응 속도(reaction rate)등을 감지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지 장치(75)는 터빈 시스템(12)의 유동 경로(52,56,60 또는 62)들을 따른 것과 같이, 터빈 시스템(12)내에 배치될 수 있다.
특정 실시예들에서, 특정 유형의 감지 장치(75)들은 산성 기체 제거 시스템(10)의 다른 구성 요소들 내에 배치될 수 있으며, 예를 들어 고압 반응 용기(18)내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 고압 반응 용기(18)는 고압 반응 용기(18)의 다양한 작동 파라미터들을 모니터하도록 구성된 레벨 송신기(84)를 구비할 수 있다. 특정 상황들에서, 레벨 송신기(84)는 리인 솔벤트 용액(20)과 공급 기체(16) 사이의 콘트랙터(contractor, 18) 안의 발열 프로세스와 관련된 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 레벨 송신기에 의해 수집되고 콘트롤러(76)로 송신되는 정보는 온도, 압력, 반응 속도, 수집된 스위트 기체(26)의 양, 수집된 고압 농후 솔벤트(28)의 양 등에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 특히, 고압 반응 용기(18) 안에 배치될 수 있는 레벨 송신기(84) 및 다양한 다른 감지 장치(75)들은 고압 반응 용기(18)의 밖으로 경로를 정하는 고압 농후 솔벤트(28)의 양을 결정하는데 이용될 수 있다.
더욱이, 레벨 송신기(84) 및/또는 다른 감지 장치(75)로부터 수신된 정보 또는 피드백에 기초하여, 콘트롤러(76)는 소망의 유동 프로파일을 달성하기 위하여 밸브(44)들을 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 만약 주 노즐(54)이 취급할 수 있는 유동 한계 또는 유동 용량보다, 고압 반응 용기(18)의 밖으로 경로를 정한 고압 농후 솔벤트의 양이 더 크다는 정보를 콘트롤러(76)가 수신한다면, 콘트롤러(76)는 보조 노즐 밸브(46)를 개방하거나 또는 부분적으로 개방하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 만약 주 노즐(54)이 취급할 수 있는 유동 한계 또는 유동 용량 보다, 고압 반응 용기(18)의 밖으로 경로를 정한 고압 농후 솔벤트의 양이 더 적다는 정보 또는 피드백을 콘트롤러(76)가 수신한다면, 콘트롤러(76)는 보조 노즐 밸브(46)를 폐쇄하거나 또는 부분적으로 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 또한, 만약 보조 노즐(58)이 취급할 수 있는 유동 용량의 대략 10% 내지 20 % 보다, 고압 반응 용기(18)의 밖으로 경로를 정한 고압 농후 솔벤트의 양이 더 크다는 정보를 콘트롤러(76)가 수신한다면, 콘트롤러(76)는 바이패스 밸브(48)를 개방하거나 또는 부분적으로 개방하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 만약 보조 노즐(58)이 취급할 수 있는 유동 용량의 대략 10% 내지 20 % 보다, 고압 반응 용기(18)의 밖으로 경로를 정한 고압 농후 솔벤트의 양이 더 적다는 정보 또는 피드백을 콘트롤러(76)가 수신한다면, 콘트롤러(76)는 하나 이상의 쓰로틀 밸브(50,66,68,72)들을 폐쇄하거나 또는 부분적으로 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 터빈 시스템(12)의 전체적인 효율을 증가시키는 방식으로 밸브(44)들을 제어하도록 다른 유형의 감지 정보들(예를 들어, 레벨 송신기(84)의 정보)도 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 밸브(44)들 각각에 의해 취급되는 유동 용량 및 한계들과 관련하여 제공된 범위들은 예시적인 목적을 위한 것이며, 각각의 밸브가 그 안에서 작동되는 범위들은 소망되는 전체적인 시스템 효율에 따라서 변화될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
예를 들어, 주 노즐(54)의 작동 용량 또는 한계보다 적은 고압 농후 솔벤트(28)의 양을 터빈 시스템(12)이 수용하는 때와 같은, 특정의 상황에서, 바이패스 밸브(48)가 폐쇄될 수 있고, 보조 노즐 밸브(46)가 폐쇄될 수 있고, 쓰로틀 밸브(50)가 완전하게 또는 부분적으로 폐쇄될 수 있다. 만약 정보 또는 피드백이 고압 반응 용기(18)의 출력에서의 증가와 관련하여 콘트롤러(76)에 의해 수신된다면, 다양한 밸브(44)들이 추가적인 유동을 수용하도록 개방되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 유동의 양이 증가하면, 쓰로틀 밸브(50)는 개방되어 터빈(42)이 저압 농후 솔벤트(30)의 흐름을 출력할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 추가적인 유동의 양에 따라서, 보조 밸브(46) 및/또는 바이패스 밸브(48)도 개방되도록 구성될 수도 있다.
더욱이, 밸브(44)들은 그 어떤 조합으로도 작동될 수 있고, 밸브(44)들이 중첩되는 작동 범위들을 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 특정의 상황에서, 쓰로틀 밸브(50)가 완전히 개방되기 전에, 또는 쓰로틀 밸브(50)가 개방되도록 구성됨과 동시에, 또는 쓰로틀 밸브(50)가 개방되도록 구성된 후에, 보조 노즐 밸브(46)가 개방되도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 보조 노즐 밸브(46)가 개방되도록 구성되기 전에, 또는 보조 노즐 밸브(46)가 개방되도록 구성됨과 동시에, 또는 보조 노즐 밸브(46)가 개방되도록 구성된 후에, 바이패스 밸브(48)가 개방되도록 구성될 수 있다.
특정의 실시예들에서, 모니터/분석 시스템(74)은 산성 기체 제거 시스템(10)과 작업자의 상호 작용을 허용할 수 있다. 예를 들어, 모니터/분석 시스템(74)의 디스플레이(78)는 인간-기계 인터페이스(예를 들어, HMI)를 포함하는데, 이것은 작업자에 의하여 감지 정보 또는 수동 명령을 수신하도록 이용될 수 있다. 특히, HMI 는 작업자로부터 정보를 제공하거나 또는 수신하도록 구성된 사용자 입력부/출력부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 특정의 상황에서, 작업자는 밸브(44)들 각각에 대한 작업 범위들을 입력하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(78)는 감지 장치(75)로부터 수신된 정보, 또는 터빈 시스템(12) 또는 산성 기체 제거 시스템(10)의 임의 구성 요소와 전체적으로 관련된 정보를 표시하도록 이용될 수 있다.
도 5 는 도 2 의 터빈 시스템(12) 안에 배치된 터빈(42)(예를 들어, 액체 터빈)의 실시예에 대한 사시도이다. 특히, 터빈(42)은 주 유동 경로(52)를 통해 고압 농후 솔벤트(28)를 직접적으로 수용하도록 구성된 주 노즐(54)을 구비한다. 더욱이, 터빈(42)은 보조 유동 경로(56)를 통해 고압 농후 솔벤트(28)를 수용하도록 구성된 보조 노즐(58)을 구비하며, 이것은 보조 노즐 밸브(46)에 의해 조절된다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안의 형태를 취할 수 있지만, 특정의 실시예들이 도면에서 예로 들어 도시되었으며 상세하게 설명되었다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정 형태에 제한되도록 의도되는 것이 아니라는 점이 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의하여 정의되는 본 발명의 사상 및 범위에 속하는 모든 변형예, 균등예 및 대안의 예를 포괄한다.
10. 산성 기체 제거 시스템 12. 터빈 시스템
14. 압력 감소 밸브 16. 공급 기체
17. 베이스 18. 고압 반응 용기

Claims (20)

  1. 솔벤트 기체 프로세싱 시스템(solvent gas processing system)을 포함하는 시스템으로서, 상기 솔벤트 기체 프로세싱 시스템은:
    리인 솔벤트 유체 흐름(lean solvent fluid stream)에 있는 솔벤트를 이용하여 미처리 공급 기체(untreated feed gas)로부터 산성 기체(acid gas)를 제거하도록 구성된 고압 반응 용기로서, 제 1 유동 경로를 통하여 고압 유체 흐름의 제 1 유동 및 처리된 청결 기체(treated clean gas)를 출력하도록 구성된, 고압 반응 용기;
    주 노즐, 보조 노즐 및 유출부를 가지는 터빈으로서, 주 노즐은 주 유동 경로를 통해 제 1 유동 경로로부터 고압 유체 흐름의 제 2 유동을 수용하도록 구성되고, 고압 유체 흐름의 제 2 유동은 제 1 유동의 일부이고, 고압 유체 흐름은 터빈을 구동하도록 구성되는, 터빈;
    보조 유동 경로를 따라서 배치된 보조 노즐 밸브로서, 상기 보조 노즐 밸브는 터빈의 보조 노즐로의 고압 유체 흐름의 제 3 유동을 제어하도록 구성되고, 고압 유체 흐름의 제 3 유동은 제 1 유동의 일부인, 보조 노즐 밸브; 및,
    유출 유동 경로를 따라서 배치된 제 1 쓰로틀 밸브로서, 제 1 쓰로틀 밸브는 유출부 밖으로의 저압 유체 흐름의 제 4 유동을 제어하도록 구성된, 제 1 쓰로틀 밸브;를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유동 또는 고압 유체 흐름의 소망의 제 1 유동이 주 노즐의 제 1 유동 용량 보다 클 때, 보조 노즐 밸브는 개방되도록 또는 부분적으로 개방되도록 구성되는, 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 1 유동 또는 고압 유체 흐름의 소망의 제 1 유동이 주 노즐의 제 1 유동 용량 보다 적을 때, 보조 노즐 밸브는 폐쇄되도록 또는 부분적으로 폐쇄되도록 구성되는, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    바이패스 유동 경로를 따라서 배치된 바이패스 밸브를 포함하고, 바이패스 유동 경로는 고압 유체 흐름의 일부를 제 1 유동 경로로부터 직접적으로 유출 유동 경로로 보내는, 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 3 유동 또는 고압 유체 흐름의 소망의 제 3 유동이 보조 노즐의 제 2 유동 용량보다 클 때, 바이패스 밸브는 개방되도록 또는 부분적으로 개방되도록 구성되는, 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유동 또는 고압 유체 흐름의 소망의 제 1 유동이 주 노즐의 제 1 유동 용량보다 작을 때, 제 1 쓰로틀 밸브는 폐쇄되도록 또는 부분적으로 폐쇄되도록 구성되는, 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 4 유동 또는 유출부로부터의 저압 유체 흐름의 소망의 제 4 유동이 유출부의 제 3 유동 용량보다 적을 때, 제 1 쓰로틀 밸브는 폐쇄되도록 또는 부분적으로 폐쇄되도록 구성되는, 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유동 경로 또는 주 유동 경로를 따라서 배치된 제 2 쓰로틀 밸브를 포함하고, 제 2 쓰로틀 밸브는 고압 반응 용기로부터의 고압 유체 흐름의 유동을 제어하도록 구성되는, 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    터빈은 고압 유체 흐름의 제 1 압력을 수용하고 저압 유체 흐름의 제 2 압력을 출력하도록 구성되고, 터빈은 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 차이에 기초하여 기계적 회전 에너지를 발생시키도록 구성되는, 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    시스템의 적어도 하나의 작동 파라미터와 관련된 피드백을 수신하도록 구성된 콘트롤러를 포함하고, 상기 콘트롤러는 고압 흐름(high pressure stream)의 제 1 유동을 제어하기 위하여 시스템의 작동 파라미터를 조절하도록 구성되는, 시스템.
  11. 리인 솔벤트 흐름(lean solvent stream)에 있는 솔벤트를 이용하여 미처리 공급 기체로부터 산성 기체를 제거하도록 구성된 고압 반응 용기로서, 제 1 유동 경로를 통해 고압 유체 흐름의 제 1 유동 및 처리된 청결 기체를 출력하도록 구성된, 고압 반응 용기; 및,
    메모리상에 저장된 명령들을 실행하도록 구성된 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 솔벤트 기체 프로세싱 콘트롤러(solvent gas processing processor);를 포함하는 시스템으로서,
    적어도 하나의 프로세서는:
    솔벤트 기체 프로세싱 시스템에 걸쳐 배치된 하나 이상의 센서들로부터 솔벤트 기체 프로세싱 시스템의 하나 이상의 작동 파라미터들과 관련된 피드백을 수신하고;
    수신된 피드백에 기초하여, 고압 반응 용기로부터 터빈 시스템으로의 고압 유체 흐름의 제 1 유동이 터빈 시스템의 주 노즐에 대한 작동 유동 범위내에 있는지의 여부를 판단하고;
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 작동 유동 범위를 초과하면 보조 노즐 밸브를 개방하고;
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 작동 유동 범위 아래로 강하하면 보조 노즐 밸브를 폐쇄하도록; 구성되는, 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    하나 이상의 센서들은 고압 반응 용기내에 배치된 레벨 송신기(level transmitter)를 포함하고, 레벨 송신기는 고압 유체 흐름의 제 1 유동과 관련된 정보를 송신하도록 구성되는, 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    시스템의 하나 이상의 작동 파라미터들은 압력, 유량, 온도 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    콘트롤러는 터빈 시스템 안으로의 고압 유체 흐름의 제 1 유동을 증가 또는 감소시키기 위하여 바이패스 밸브 또는 쓰로틀 밸브를 조절하도록 구성되는, 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    콘트롤러는 터빈 시스템으로부터 나가는 저압 유체 흐름의 제 2 유동을 증가시키거나 또는 감소시키기 위하여 쓰로틀 밸브를 조절하도록 구성되는, 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    콘트롤러는 작업자로부터 작동 유동 범위를 수신하도록 구성된 사용자 입력부들 및 사용자 출력부들을 가진 디스플레이를 포함하는, 시스템.
  17. 고압 반응 용기내의 미처리 공급 기체로부터 산성 기체를 제거하는 단계로서, 고압 반응 용기는 제 1 유동 경로를 통하여 고압 유체 흐름의 제 1 유동 및 처리된 청결 기체(treated clean gas)를 출력하도록 구성되는, 산성 기체 제거 단계;
    터빈 시스템을 구동하도록 구성된 고압 흐름의 제 1 유동을 고압 반응 용기로부터 터빈 시스템을 통하여 수용하는 단계;
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 터빈 시스템의 주 노즐의 작동 유동 범위내에 속하는지의 여부를, 솔벤트 기체 프로세싱 콘트롤러를 통해 판단하는 단계; 및,
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 주 노즐의 작동 유동 범위 밖에 속한다면, 터빈 시스템의 하나 이상의 작동 파라미터들을 조절하는 단계;를 포함하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 주 노즐의 작동 유동 범위 밖에 속한다면, 터빈 시스템으로의 고압 유체 흐름의 제 1 유동을 증가 또는 감소시키도록, 보조 노즐 밸브, 바이패스 밸브, 또는 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    고압 유체 흐름의 제 1 유동이 주 노즐의 작동 유동 범위 및 보조 노즐의 제 2 작동 유동 범위 밖에 속한다면, 터빈 시스템으로의 고압 흐름의 제 1 유동을 증가 또는 감소시키도록 바이패스 밸브 또는 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    하나 이상의 작동 파라미터들을 조절하는 단계는 터빈 시스템을 통한 고압 유체 흐름의 제 1 유동을 제어하는 것을 포함하는, 방법.
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