KR970059475A

KR970059475A - 고압 연소 터빈과 공기 분리 시스템의 통합 방법

Info

Publication number: KR970059475A
Application number: KR1019970002558A
Authority: KR
Inventors: 램스든 스미스 아더; 윈스턴 우드워드 도날드
Original assignee: 윌리엄 에프, 마쉬; 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1997-08-12
Also published as: CN1158941A; TW358853B; CA2195909A1; JPH09228852A; JP3161696B2; US5666823A; EP0793070A2; EP0793070A3

Abstract

본 발명은 이중 칼럼 극저온 공기 분리 사스템을 이용하여, 연소 터빈 압축기로부터의 압축 공기의일부분을 냉각하여 정제하고, 그 결과 생성된 냉각 공기의 제1부분을 일 팽창시키고, 그 팽창 공기를 저압 칼럼으로 유입함으로써 통합되는 고압 연소 터빈에 관한 것이다. 그 결과로서 생성된 냉각 공기는 재냉각되고, 유량 억제되어 고압 칼럼으로 유입된다. 질소 생성물 흐름은 터빈 연소기로 복귀되고, 이 질소 생성물 흐름의 일부분은 선택적으로 냉각되고, 유량 억제되어, 고압 칼럼으로 재순환된다. 바람직하게는 ,고압 칼럼이 연소 터빈 공기 압축기로부터의 압축 공기의 절대 압력이 약 20% 내지 약 85%의 범위에 있는 절대 압력에서 작동한다. 선택적으로, 고농도 산소 액체 또는 고농도 질소 액체는 질소 생성물의 수용가 적은 기간 중에는 고압 칼럼으로 부터 배출되어 저장되고, 질소 생성물의 수용가 많은 기간 중에는 저압 칼럼으로 추가 공급하기 위해 저장소로 부터 배출된다. 이와는 다르게, 고순도 액체 산소가 산소 생성물의 수요가 적은 기간 중에는 저압 칼럼으로 부터 배출되어 저장되고, 산소 생성물의 수요가 많은 기간 중에는 저장소로부터 배출되어 , 고압 칼럼으로부터 배출된 산소 생성물을 보충한다.

Description

고압 연소 터빈과 공기 분리 시스템의 통합 방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명 제1실시예의 개략적인 흐름도,

제2도는 본 발명의 제2실시예의 개략적인 흐름도,

제3도는 본 발명의 제3실시예의 개략적인 흐름도.

Claims

연소 터빈 공기 압축기(105)에서 공기를 압축하는 단계와, 그 결과 생성된 압축 공기(6)의 제1부분(7)을 연료(1)와 함께 연소기(101)에서 연소시켜 고온 연소 생성물들을 형성하는 단계와, 그 결과 생성된 고온 연소생성물(9)들을 연소 터빈 공기 압축기(105) 및 선택적으로 발전기(107)를 구동시키는 고온 가스 팽창기(103)에 서 팽창시키는 단계와, 상기 압축 공기으 제2부분(11)을 냉각시키는 단계와, 그 결과 생성된 냉각 압축된 공기 (14)로부터 불순물들을 제거하는 단계와, 그 결과 생성된 정제 압축된 공기(15)를 하나 이상의 생성물로 분리하는 단계를 포함하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법으로서, (a) 상기 정제 압축된 공기(15)를 냉각시키고, 그 결과 생성된 냉각 공기으 제1부분(17)을 일팽창시키고, 그 결과 생성된 냉각 및 일 팽창된 공기(19)를 저압 중류 칼럼(119)으로 유입시키는 단계와; (b) 상기 결과로생성된 냉각 공기의 제2부분(21)을 재냉각시키고, 그 재냉각된 공기(22)의 압력을 감소시키고 그 결과 생성된 감압된 냉각 공기(23)를 고압 증류 칼럼(123)으로 유입시키는 단계와; (c)상기 고압 증류 칼럼(123) 으로부터 고농도 산고 액체 하층류 흐름 (33)을 배출시키고, 냉각시켜 그 흐름의 압력을 감소시키고 그 결과 생성된 냉각되어 감압(減壓)된 흐름을 상기 저압 중류키는 단계를 포함하는 방법에 의해 상기 정제 압축된 공기(15)를 분리하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 저압 칼럼으로부터 고농도 질소 생성물을 배출시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 저압 칼럼으로부터 고농도 질소 생성물을 배출시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, (e) 상기 저압 증류 칼럼(119)으로부터의 고농도 질소 생성물(35)의 적어도 일부분을 가온 압축시키고, 그 결과 생성된 가온 압축된 고온도 질소 흐름(12)의 적어도 일부분(13)을 재가온시키고, 그 재가온된 질소(3)를 연소기(101)로 유입시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제4항에 있어서, 상기 가온 압축된 고농도 질소 흐름(12)의 일부분(41)을 냉각시키고, 그 결과 생성된 냉각 흐름(29)의 압력을 감소시키고, 그 결과 생성된 냉각 흐름(29)의 압력을 감소시키고, 그 결과 생성된 냉각되어 감압된 흐름(31)을 상기 고압 증류 칼럼(123)으로 유입시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계(b)에서 결과적으로 생성된 감압된 냉각 공기(23)를 상기 연소 터빈 공기 압축기로부터의 압축 공기(11)의 절대 압력의 약 20% 내지 약 85%의 범위에 있는 절대 압력으로 상기 고온 증류칼럼(123)으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계(b)에서 결과적으로 생선된 냉각 공기의 제2부분(21)을 부분적으로 응축하고, 그 부분적으로 응축된 공기 (22)를 중기 (209)와 액체(205)로 분리하고, 이 액체(205)를 등엔탈피 유량 억제에 의해 감압시켜, 고압 증류 칼럼(123)으로 유입하고, 상기 중기(209)를 일 팽창시켜, 상기 고압 증류 칼럼(123)으로 유입하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 추가의 공기(25)를 압축하고, 그 추가의 압축 공기로부터 불순물을 분리하고, 그 결과 생성된 정제된 공기(26)를 냉각하고, 그 정제된 공기(27)를 상기 고압 증류 칼럼(123)으로 유입하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 저압 증류 칼럼(119)으로부터 고농도 산소 액체 흐름(51)을 배출하고, 이액체흐름(51)을 상승된 압력까지 펌핑하고, 그 결과 생성된 가압 액체(53)를 상기 단계(a)의 정제 압축된 공기(15)와 선택적으로 다른 공정 흐름들을 이용한 간접 열교환에 의해 가온하고, 이에 의해 상기 정제 압축된 공기를 냉각하고 상기 액체(53)를 증발시켜, 상승된 압력의 고농도 산소 가스 생성물(54)을 제공하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제9항에 있어서, 상기 상승된 압력의 고농도 산소 가스 생성물(54)의 수요가 적은 기간 중에는 상기 결과로 생성된 상기 고압 칼럼(123)으로부터의 가압 액체(53)의 일부분(301)을 저장하고, 상기 상승된 압력이 고농도 산소가스 생성물(54)의 수요가 많은 기간 중에는 상기 결과로 생성된 저장 액체(305)의 적어도 일부분을 상기 고농도 산소 액체 흐름(51)과 결과시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상시 상승된 압력의 고농도 산소 가스 생성물(54)과 복귀질소(13)의 수요가 적은 기간 중에는 상기 고압 증류 칼럼(123)으로부터의 상기 고농도 산소 액체 하층류(23)의 일부분(309)을 저장하고, 상시 상승된 압력의 고농도 산소 가스 생성물(54)과 복귀 질소(13)의 수요가 많은 기간 중에는 상기 결과로 생성된 저장 액체의 적어도 일부분(313)을 상기 고농도 산소 액체 하층류(33)와 결합시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제1항에 있어서, 상기 고압 증류 칼럼(123)의 상단부로부터 고농도 질소 증기 흐름(43)을 배출하고, 이 흐름을 응축하고, 그 결과 생성된 응축된 액체의 일부분(45)을 상승된 압력까지 펌핑하고, 그 결과 가압된 액체(47)를 상기단계(a)의 정제 압축된 공기(15) 및 선택적으로 다른 공정 흐름들을 이용한 간접 열교환에 의해 가온하고, 이에 의해 그 정제 압축된 공기(15)를 냉가시켜 상승된 압력이 고농도 질소 가스 생성물(49)을 제공하는 단계를 포함 하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제12항에 있어서, 상기 고압 증류 칼럼(123)의 중간 지점으로부터 고농도 질소 ㅎ름(37)을 배출하고, 이 흐름을 냉각시켜 고농도 질소 액체(38)를 생성하고, 그 고농도 질소 액체의 압력을 감소시키고, 그결과 생성된 감압된 고농도 질소 액체(40)를 환류로서 상기 저압 증류 칼럼(119)으로 유입하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제13항에 있어서, 상기 복귀 질소(13)이 수요가 적은 기간 중에는 상기 고압 증류 칼럼(123)으로부터의 고농도 질소 액체(38)의 일부분을 저장하고, 상기 복귀 질소(13)의 수요가 많은 기간 중에는 상기 결과로 생성된 저장된 고농도 질소 액체(321)를, 환류로서 상기 저압 증류 칼럼(119)으로 유입하기 전에, 상기 감압된 고농도 질소 액체(40)의 적어도 일부분과 결합시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제4항에 있어서, (f) 냉각 압축된 공기(12)의 일부분(401)을 일 팽창시키는 단계와; (g) 그 결과 단계(f)에서 생성된 냉각 팽창된 압축 공기(404)를 냉각시켜, 그 공기로부터 불순물을 분리하는 단계와; (h) 그 결과 단계(g)에서 생성된 정제되어 압축된 동기(26)를 재냉각시키는 단계와; (i) 그 결과 단계(h)에서 생성된 재냉각 공기(27)를 상기 고압 증류 칼럼(123)으로 유입하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제15항에 있어서, 상기 냉각 압축된 공기(12)를 상기 연소 터빈 압축기(105)로부터의 상기 압축 공기(6)의 제2부분(11)을 냉각시킴으로써 얻는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제15항에 있어서, 상기 단계(f)의 일 팽창시에 발생된 일을 이용하여, 상기 재가온된 질소(3)를 상기 연소(101)로 유입하기 전에 상기 저압 증류 칼럼9119)으로부터 고농도 질소 생성물(36)의 적어도 일부분을 압출하는데 필요한 단계(e)에서의 일의 일부분을 제공하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈/공기분리 공정의 통합 방법.
제17항에 있어서, 추가 흐름의 공기(501)를 압축하고, 그 결과 생성된 추가의 압축 공기(505)를 상기 결과로 생성된 냉각 팽창 압축된 공기(12)와 결합시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제17항에 있어서, 추가 흐름의 공기(501)를 압축하고, 그 결과 생성된 추가의 압축 공기(501)를 상기 결과로 생성된 냉각 팽창된 압축 공기(404)로부터 불순물을 분리하기 전에 그 냉각 팽창된 압축 공기(404)에 결합시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.
제17항에 있어서, 추가 흐름의 공기(501)를 제1압축단에서 압축하고, 그 제1압축단으로부터 공기의 일부분(603)을 배출시키고, 이 일부분(603)을 상기 결과로 생성된 냉각 팽창된 압축 공기 (404)로부터 불순물을 분리하기 전에 그 냉각 팽창된 압축 공기(404)에 결합시키고, 상기 제1압축단으로부터의 잔여 공기를 재압축시키고, 그 결과 생성된 재압축 공기(605)를 상기 결과롤 생성된 냉각 압축된 공기(14)로부터 불순물을 부리하기 전에 그 냉각 압축된 공기(1)에 결합시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 터빈/공기 분리 공정의 통합 방법.

※참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.