台湾专利TW201307673A 低排放渦輪氣體再循環迴路的變動方法以及相關系統與設備

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专利摘要:
本發明提供變動低排放氣體渦輪機之排氣再循環迴路的系統及方法。在一或多個具體例中，這些系統及方法併入使用直接接觸冷卻器之替代法。在相同或其他的具體例中，這些系統及方法併入意欲減少或排除由於經再循環之氣體流中存在的酸性水滴之壓縮機葉片的侵蝕或腐蝕的替代法。
公开号:TW201307673A
申请号:TW101106760
申请日:2012-03-01
公开日:2013-02-16
发明作者:Franklin F Mittricker；Richard Huntington；Loren K Starcher；Omar Angus Sites
申请人:Exxonmobil Upstream Res Co；
IPC主号:F02C3-00

专利说明:
低排放渦輪氣體再循環迴路的變動方法以及相關系統與設備相關申請案之交互參照
本申請案主張在2011年3月22日以“低排放渦輪氣體再循環迴路的變動方法以及相關系統與設備”(METHODS OF VARYING LOW EMISSION TURBINE GAS RECYCLE CIRCUITS AND SYSTEMS AND APPARATUS RELATED THERETO)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/466,381號之優先權；在2011年9月30日以“低排放渦輪氣體再循環迴路的變動方法以及相關系統與設備”(METHODS OF VARYING LOW EMISSION TURBINE GAS RECYCLE CIRCUITS AND SYSTEMS AND APPARATUS RELATED THERETO)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,035號之優先權，將兩者以其全文特此併入以供參考。
本申請案與下列者有關：在2011年9月30日以“低排放渦輪機系統中用於攫取二氧化碳的系統與方法”(SYSTEMS AND METHODS FOR CARBON DIOXIDE CAPTURE IN LOW EMISSION TURBINE SYSTEMS)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,036號；在2011年9月30日以“低排放渦輪機系統中用於攫取二氧化碳的系統與方法”(SYSTEMS AND METHODS FOR CARBON DIOXIDE CAPTURE IN LOW EMISSION TURBINE SYSTEMS)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,037號；在2011年9月30日以“低排放組合式渦輪機系統中用於攫取二氧化碳的系統與方法”(SYSTEMS AND METHODS FOR CARBON DIOXIDE CAPTURE IN LOW EMISSION COMBINED TURBINE SYSTEMS)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,039號；在2011年9月30日以“併有二氧化碳分離的低排放動力產生系統與方法”(LOW EMISSION POWER GENERATION SYSTEMS AND METHODS INCORPORATING CARBON DIOXIDE SEPARATION)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,041號；在2011年3月22日以“具有主空氣壓縮機氧化劑控制設備的低排放渦輪機系統以及相關方法”(LOW EMISSION TURBINE SYSTEMS HAVING A MAIN AIR COMPRESSOR OXIDANT CONTROL APPARATUS AND METHODS RELATED THERETO)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/466,384號；在2011年9月30日以“併有進氣口壓縮機氧化劑控制設備的低排放渦輪機系統以及相關方法”(LOW EMISSION TURBINE SYSTEMS INCORPORATING INLET COMPRESSOR OXIDANT CONTROL APPARATUS AND METHODS RELATED THERETO)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,030號；在2011年3月22日以“固定式幾何學氣體渦輪系統之化學計量燃燒的控制方法以及相關設備與系統”(METHODS FOR CONTROLLING STOICHIOMETRIC COMBUSTION ON A FIXED GEOMETRY GAS TURBINE SYSTEM AND APPARATUS AND SYSTEMS RELATED THERETO)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/466,385號；在2011年9月30日以“低排放渦輪機系統中之化學計量燃燒的控制系統與方法”(SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING STOICHIOMETRIC COMBUSTION IN LOW EMISSION TURBINE SYSTEMS)為標題提出申請之美國臨時專利申請案第61/542,031號；將所有該等以其全文特此併入以供參考。
本發明的具體例係關於低排放動力生產。更特定言之，本發明的具體例係關於低排放渦輪氣體再循環迴路的變動方法與設備。
此段落意欲介紹本技術的各種態樣，其可與本發明的示範性具體例相關聯。咸信此討論有助於提供促進更瞭解本發明的特殊態樣之架構。據此，應瞭解應以此見解閱讀此段落，而未必承認其為先前技術。
許多產油國家正遭遇國內動力需求的強力成長，且對提高石油回收(EOR)有興趣，以改進其貯油槽的油回收。二種常見的EOR技術包括用於貯油槽壓力維持的氮(N₂)注入法及用於EOR之混溶驅油的二氧化碳(CO₂)注入法。亦有關於溫室氣體(GHG)排放的全球議題。在許多國家中與總量管制與交易(cap-and-trade)政策之實施結合的此議題使那些國家以及於國家中操作烴製造系統的公司以降低CO₂排放列為優先事項。
一些降低CO₂排放的方法包括燃料去碳化或使用溶劑(諸如胺類)的後燃燒攫取。然而，此二種解決方法昂貴且降低動力產生效率，導致較低的動力產量、增加之燃料需求及增加之電力成本，以符合國內的動力需求。特別是氧、SO_x及NO_x成份的存在使得胺溶劑吸收的利用大有問題。另一方法為組合式循環中的含氧燃料氣體渦輪機(例如，在此攫取來自氣體渦輪機布雷頓(Brayton)循環的排氣熱，以製造蒸汽且在蘭金(Rankin)循環中生產額外的動力)。然而，沒有任何可於此一循環中操作的市售氣體渦輪機且製造高純度氧所需之動力顯著地降低方法的總效率。
而且，隨著關於全球氣候變化的議題高漲及二氧化碳排放的衝擊已將重點放在使動力廠的二氧化碳排放減至最低。氣體渦輪組合式循環動力廠具有效率且與核能或煤動力產生技術相比而具有較低的成本。從氣體渦輪組合式循環動力廠的排氣攫取二氧化碳因為以下理由而非常昂貴：(a)在排氣煙囪中的低濃度二氧化碳，(b)需要處理大體積的氣體，(c)低壓力的排氣流，及大量的氧存在於排氣流中。所有該等因素導致從組合式循環廠攫取二氧化碳的高成本。
據此，對低排放、高效率動力產生及攫取CO₂之製造方法仍有很大的要求。
在本文所述之組合式循環動力廠中，反而將來自低排放氣體渦輪機之排氣(其係在典型的天然氣組合式循環(NGCC)廠中排出)冷卻且再循環至氣體渦輪主壓縮機進氣口。使用再循環排氣而不以過度壓縮之新鮮空氣冷卻燃燒產物至膨脹器中的材料限制。燃燒可為化學計量的或非化學計量的。在一或多個具體例中，藉由化學計量燃燒與排氣再循環的組合增加在再循環氣體中的CO₂濃度且使過量O₂的存在減至最低，此兩者使得CO₂回收更容易。
在本文的一或多個具體例中，其提供此等低排放氣體渦輪系統之排氣再循環迴路的變動方法以及相關設備。該等方法改進低排放氣體渦輪機操作的可操作性及成本效益。該方法、設備與系統考慮：(a)使用直接接觸冷卻器之替代法，其為大型且資本密集型裝備，及(b)減少由冷凝再循環氣流中的酸性水滴所造成對主壓縮機的前幾個少數區段中之葉片侵蝕或腐蝕的方法與設備。
在以下的詳細說明段落中，本發明的特定具體例係連同較佳的具體例予以說明。然而，以下說明在一定程度上係專對於本發明的特殊具體例或特殊用途，其意欲以示範為目的而已且簡單地提供示範性具體例的說明。據此，本發明並不受限於下述的特定具體例，但反而包括所有落在隨附之申請專利範圍的真正精神及範圍內之替代方案、修改及同等物。
如本文所使用之各種術語係定義於下。若申請專利範圍內所使用之術語未定義於下，應給予由相關技術者按照至少一種經印刷之出版品或頒予之專利中所反映的術語給予之最廣定義。
如本文所使用之術語〝天然氣〞係指從原油井(聯產氣)及/或從含氣體之地下岩層(非聯產氣)所獲得的多成份氣體。天然氣的組成及壓力可顯著變動。典型的天然氣流含有甲烷(CH₄)為主要成份，亦即大於天然氣流的50莫耳%為甲烷。天然氣流亦可含有乙烷(C₂H₆)、較高分子量的烴(例如，C₃-C₂₀烴)、一種或多種酸氣體(例如，硫化氫)或其任何組合。天然氣亦可含有少量污染物，諸如水、氮、硫化鐵、蠟、原油或其任何組合。
如本文所使用之術語〝化學計量燃燒〞係指具有包含燃料及氧化劑的反應物體積及藉由燃燒反應物所形成之產物體積的燃燒反應，其中整個反應物體積皆用於形成產物。如本文所使用之術語〝實質的化學計量燃燒〞係指具有從約0.9：1至約1.1：1，或更佳從約0.95：1至約1.05：1為範圍之當量比的燃燒反應。
如本文所使用之術語〝流〞係指流體的體積，雖然術語流的使用典型地意謂流體的移動體積(例如，具有速度或質量流率)。然而，術語〝流〞不需要速度、質量流率或特殊類型的圍住流之管道。
目前所揭示之系統與方法的具體例可用於生產超低排放電力及用於諸如提高石油回收(EOR)或隔離應用的CO₂。根據本文所揭示之具體例，可將空氣與燃料的混合物燃燒且同時與經再循環之排氣流混合。經再循環之排氣流(通常包括燃燒產物，諸如CO₂)可用作為稀釋劑，以控制或以另外方式調節燃燒溫度及進入後繼膨脹器的煙道氣溫度。
燃燒可為化學計量的或非化學計量的。在接近化學計量條件下燃燒(或〝略富含〞燃燒)可證明為有利的，俾以排除過量氧移除的成本。藉由冷卻煙道氣及冷凝出流之水可生產相當高含量的CO₂流。雖然經再循環之排氣的一部分可用於密閉之布雷頓循環的溫度調節，但是剩餘的沖洗流可用於EOR應用且可以少量或不以任何排放於大氣的SO_x、NO_x或CO₂生產動力。例如，可將沖洗流在適合於排放富氮氣體的CO₂分離器中處理，該富氮氣體接著可在氣體膨脹器中膨脹，以產生額外的機械動力。本文所揭示之系統的結果係在更具經濟效益的水平下生產動力及製造或攫取額外的CO₂。
在一或多個具體例中，本發明係指向整合系統，其包含氣體渦輪系統及排氣再循環系統。氣體渦輪系統包含經配置在經壓縮之再循環流的存在下燃燒一或多種氧化劑及一或多種燃料的燃燒室，及排氣再循環系統。燃燒室引導第一排放流至膨脹器，以產生氣態排氣流且使主壓縮機至少部分驅動，及主壓縮機壓縮氣態排氣流且從而產生經壓縮之再循環流。排氣再循環系統包含至少一個冷卻單元，其經配置以接收及冷卻氣態排氣流，及至少一個鼓風機，其經配置在引導經冷卻之再循環氣體至主壓縮機之前接收氣態排氣流及增加其壓力。
在特定的具體例中，至少一個冷卻單元可為熱回收蒸汽產生器(HRSG)，其經配置以接收及冷卻在引入至少一個鼓風機之前的氣態排氣流。在相同或其他的具體例中，排氣再循環系統可另外包含第二冷卻單元，其經配置以接收來自至少一個鼓風機之氣態排氣流且進一步冷卻氣態排氣流，以產生經冷卻之再循環氣體。第二冷卻單元可包含直接接觸冷卻器(DCC)區段。另一選擇地，第二冷卻單元可包含HRSG。
在一些具體例中，排氣再循環系統可另外包含第三冷卻單元，其經配置以接收來自至少一個鼓風機之氣態排氣流且進一步冷卻在引入第二冷卻單元之前的氣態排氣流。在此等具體例中，第一冷卻單元及第三冷卻單元可包含HRSG。在一或多個具體例中，第一冷卻單元可包含HRSG，其包含高壓沸騰器區段、中壓沸騰器區段和低壓沸騰器區段，及第三冷卻單元可包含HRSG，其包含低壓沸騰器區段和節熱器區段。
在一些具體例中，在排氣再循環系統中所使用之一或多個HRSG可另外包含冷卻水旋管。在此等具體例中，系統可另外包含分離器，其經配置以接收來自HRSG之冷卻水旋管的氣態排氣流且在引入鼓風機或主壓縮機之前移除氣態排氣流的水滴。在一或多個具體例中，分離器為導流組件、網墊或其他除霧裝置。
在本發明的一或多個具體例中，排氣再循環系統可使用氣態排氣流之濕度冷卻。在一些具體例中，將水添加至氣態排氣流中，使第一冷卻單元下游但在引入鼓風機之前的氣態排氣流飽和或幾乎飽和，及排氣再循環系統另外包含分離器，其經配置以接收飽和或幾乎飽和之氣態排氣流且在引入鼓風機之前移除飽和或幾乎飽和之氣態排氣流的水滴。在此等具體例中，第二冷卻單元經進一步配置以移除氣態排氣流的水且再循環所移除之水的至少一部分。可將藉由第二冷卻單元而從氣態排氣流移除之水分成二或多個部分，使得水的第一部分再循環且添加至分離器上游的氣態排氣流中，及水的第二部分再循環至第二冷卻單元。
在一或多個具體例中，排氣再循環系統可另外包含橫跨第二冷卻單元之進料/流出物交叉交換器，第二冷卻單元係經配置以調整經冷卻之再循環氣體的溫度，得以達成至少約20℉，或至少約25℉，或至少約30℉，或至少約35℉，或至少約40℉，或至少約45℉，或至少約50℉之露點界限。
在一或多個具體例中，第二冷卻單元另外包含二醇吸收區段(諸如三乙二醇(TEG)吸收區段)，其經配置以接收來自上游再循環氣體冷卻裝備的經冷卻之再循環氣體且使經冷卻之再循環氣體在引入主壓縮機之前至少部分脫水，及排氣再循環系統另外包含二醇再生系統，其經配置以接收第二冷卻單元之二醇吸收區段的富二醇，將富二醇在二醇再生塔中經熱再生，以形成經再生之貧二醇，且使經再生之貧二醇返回二醇吸收區段。在一些具體例中，二醇再生系統係在真空條件下操作。二醇再生系統可與第二冷卻單元分開或整合至其中。在一或多個具體例中，第二冷卻單元包含二醇再生塔，且二醇再生塔係經配置以接收在引入上游再循環氣體冷卻裝備之前來自鼓風機之氣態排氣流。在相同或其他的具體例中，第二冷卻單元可另外包含位於二醇再生塔與上游再循環氣體冷卻裝備之間的去過熱區段。任何適合的二醇可用於本文所述之二醇吸收系統中。例如，在一或多個具體例中，二醇為三乙二醇(TEG)。再者，在本發明的一或多個其他具體例中，可使用另一適合使經冷卻之再循環氣體脫水的方法代替二醇脫水，諸如分子篩或甲醇脫水。
在一或多個具體例中，本發明係指向產生動力的方法。該方法包含將至少一種氧化劑及至少一種燃料在燃燒室中於經壓縮之再循環排氣的存在下燃燒，從而產生排放流，將排放流在膨脹器中膨脹，使主壓縮機至少部分驅動且產生氣態排氣流，及將氣態排氣流引導至排氣再循環系統。主壓縮機壓縮氣態排氣流且從而產生經壓縮之再循環流。在此等方法中，排氣再循環系統包含至少一個冷卻單元及至少一個鼓風機，使得氣態排氣流在至少一個冷卻單元中冷卻及氣態排氣流的壓力在至少一個鼓風機中增加，從而產生引導至主壓縮機的經冷卻之再循環氣體。
在本發明的一或多個方法中，至少一個冷卻單元為直接接觸冷卻器(DCC)、熱回收蒸汽產生器(HRSG)或其他適合的冷卻裝置，在氣態排氣流引入至少一個鼓風機之前冷卻該氣態排氣流。在相同或其他的方法中，排氣再循環系統另外包含第二冷卻單元，其接收來自至少一個鼓風機之氣態排氣流且進一步冷卻氣態排氣流，從而產生經冷卻之再循環氣體。第二冷卻單元可包含DCC、HRSG或其他適合的冷卻裝置。
在一些方法中，排氣再循環系統可另外包含第三冷卻單元，其接收來自至少一個鼓風機之氣態排氣流且在氣態排氣流引入第二冷卻單元之前進一步冷卻該氣態排氣流。在一或多個方法中，第一冷卻單元及第三冷卻單元包含HRSG。在相同或其他的方法中，第一冷卻單元可包含HRSG，其包含高壓沸騰器區段、中壓沸騰器區段和低壓沸騰器區段，及第三冷卻單元可包含HRSG，其包含低壓沸騰器區段和節熱器區段。
在一些方法中，在排氣再循環系統中所使用的HRSG中之一或多者可另外包含冷卻水旋管。在此等方法中，分離器可接收來自HRSG之冷卻水旋管的氣態排氣流且在氣態排氣流引入鼓風機或主壓縮機之前移除氣態排氣流的水滴。在一或多個具體例中，分離器為導流組件、網墊或其他除霧裝置。
在本發明的一或多個方法中，排氣再循環系統係使用濕度冷卻進一步冷卻氣態排氣流。在一些該等方法中，在氣態排氣流引入鼓風機之前，將氣態排氣流以水飽和或幾乎飽和，排氣再循環系統另外包含分離器，其接收飽和或幾乎飽和之氣態排氣流且在氣態排氣流引入鼓風機之前移除飽和或幾乎飽和之氣態排氣流的水滴，及第二冷卻單元移除氣態排氣流的水且再循環由第二冷卻單元所移除之水的至少一部分。在一或多個方法中，可將藉由第二冷卻單元而從氣態排氣流移除之水分成二或多個部分，且將水的第一部分再循環且添加至分離器上游的氣態排氣流中，而將水的第二部分再循環至第二冷卻單元。
在本發明的一或多個具體例中，在經冷卻之再循環氣體中達成至少約20℉，或至少約25℉，或至少約30℉，或至少約35℉，或至少約40℉，或至少約45℉，或至少約50℉之露點界限，其係藉由修改在橫跨第二冷卻單元之進料/流出物交叉交換器中的經冷卻之再循環氣體的溫度而達成。
在本發明的一或多個方法中，第二冷卻單元另外包含二醇吸收區段，其接收來自上游再循環氣體冷卻裝備的經冷卻之再循環氣體且在經冷卻之再循環氣體引入主壓縮機之前使該經冷卻之再循環氣體至少部分脫水，及排氣再循環系統另外包含二醇再生系統，其接收來自第二冷卻單元之二醇吸收區段的富二醇，將富二醇在二醇再生塔中經熱再生，以形成經再生之貧二醇，且使經再生之貧二醇返回二醇吸收區段。在一些方法中，二醇再生系統係在真空條件下操作。二醇再生系統可與第二冷卻單元分開或整合至其中。在一或多個方法中，第二冷卻單元包含二醇再生塔，且二醇再生塔接收在氣態排氣流引入上游再循環氣體冷卻裝備之前來自鼓風機的該氣態排氣流。在相同或其他的方法中，第二冷卻單元可另外包含位於二醇再生塔與上游再循環氣體冷卻裝備之間的去過熱區段，其接收來自二醇再生塔的氣態排氣流且在氣態排氣流引入上游再循環氣體冷卻裝備之前冷卻該氣態排氣流至足以使來自該氣態排氣流之二醇至少部分冷凝的溫度。
現參考圖式，圖1例證動力產生系統100，其經配置以提供經改進之燃燒後CO₂攫取方法。在至少一個具體例中，動力產生系統100可包括氣體渦輪系統102，其可以密閉之布雷頓循環為特徵。在一個具體例中，氣體渦輪系統102可具有經由共軸108或其他機械、電或其他動力耦接而與膨脹器106耦接之第一或主壓縮機104，從而容許由膨脹器106所產生之機械能的一部分驅動壓縮機104。膨脹器106亦可產生用於其他用途的動力，諸如發動第二或進氣口壓縮機118。氣體渦輪系統102可為標準的氣體渦輪機，其中主壓縮機104及膨脹器106分別構成標準的氣體渦輪機之壓縮機及膨脹器的末端。然而，在其他的具體例中，主壓縮機104及膨脹器106可為系統102中的個別化組件。
氣體渦輪系統102亦可包括燃燒室110，其經配置以燃燒與經壓縮之氧化劑114混合的燃料流112。在一或多個具體例中，燃料流112可包括任何適合的烴氣體或液體，諸天然氣、甲烷、石腦油、丁烷、丙烷、合成氣、柴油、煤油、航空燃料、煤衍生之燃料、生質燃料、加氧之烴原料或其組合。經壓縮之氧化劑114可得自於與燃燒室110經流體耦接且適合於壓縮進料氧化劑120之第二或進氣口壓縮機118。在一或多個具體例中，進料氧化劑120可包括任何適合的含氧氣體，諸如空氣、富氧空氣或其組合。
如以下更詳細的說明，燃燒室110亦可接收經壓縮之再循環流144，其包括主要具有CO₂及氮成份的煙道氣。經壓縮之再循環流144可得自於主壓縮機104，且適合助於促進經壓縮之氧化劑114及燃料112的燃燒，且亦增加於運轉流體中的CO₂濃度。引導至膨脹器106進氣口的排放流116可由燃料流112及經壓縮之氧化劑114在經壓縮之再循環流144的存在下燃燒之產物而產生。在至少一個具體例中，燃料流112主要可為天然氣，從而產生包括蒸發之水、CO₂、氮、氮氧化物(NO_x)及硫氧化物(SO_x)之體積部分的排放流116。在一些具體例中，未燃燒之燃料112的一小部分或其他化合物亦可由於燃燒平衡的限制而存在於排放流116中。當排放流116通過膨脹器106膨脹時，其產生機械動力以驅動主壓縮機104或其他設施，且亦生產具有提高CO₂含量的氣態排氣流122。
動力產生系統100亦可包括排氣再循環(EGR)系統124。雖然圖中所例證之EGR系統124併有各種設備，但是所例證之組態僅為代表而已，且可使用任何將排氣122再循環回到主壓縮機以完成本文所述之目標的系統。在一或多個具體例中，EGR系統124可包括熱回收蒸汽產生器(HRSG)126或類似裝置。可將氣態排氣流122送至HRSG 126，俾以產生蒸汽流130及經冷卻之排氣132。可將蒸汽130隨意地送至蒸汽氣體渦輪機(未顯示)，以產生額外電力。在此等構造中，HRSG 126與蒸汽氣體渦輪機的組合可以密閉之蘭金循環為特徵。在與氣體渦輪系統102的組合中，HRSG 126及蒸汽氣體渦輪機可構成組合式循環動力產生廠的一部份，諸如天然氣組合式循環(NGCC)廠。
圖1例證可於一些具體例中併入EGR系統124中的額外設備。可將經冷卻之排氣132送至至少一個冷卻單元134，其經配置以降低經冷卻之排氣132的溫度且產生經冷卻之再循環氣流140。在一或多個具體例中，冷卻單元134在本文可視為直接接觸冷卻器(DCC)，但是可為任何適合的冷卻裝置，諸如直接接觸冷卻器、蛇行管冷卻器、機械冷凍單元或其組合。冷卻單元134亦可經配置經由水漏失流(未顯示)移除經冷凝之水的一部分。在一或多個具體例中，可將經冷卻之排氣流132引導至與冷卻單元134經流體耦接之鼓風機或增壓壓縮機142。在此等具體例中，經壓縮之排氣流136係從鼓風機142排出且引導至冷卻單元134。
鼓風機142可經配置以增加在引入主壓縮機104之前的經冷卻之排氣流132的壓力。在一或多個具體例中，鼓風機142增加經冷卻之排氣流132的整體密度，從而使相同的體積流量以增加之質量流率引導至主壓縮機104。因為主壓縮機104典型地受體積流量所限制，所以引導更多的質量流量經過主壓縮機104可導致來自主壓縮機104的更高排放壓力，從而橫跨膨脹器106轉換成更高的壓力比。橫跨膨脹器106所產生更高的壓力比可容許更高的進氣口溫度，且因此增加膨脹器106的動力及效率。此可證明為有利的，因為富含CO₂之排放流116通常維持較高的比熱容量。據此，冷卻單元134及鼓風機142在併入時每個皆可適合於優化或改進氣體渦輪系統102的操作。應注意雖然在圖1及本文所述之其他圖形和實例中的鼓風機142係顯示於EGR系統124中的特殊位置上，但是鼓風機可位於遍及再循環環路的任何位置上。
主壓縮機104可經配置以壓縮從EGR系統124所接收的經冷卻之再循環氣流140至名義上高於燃燒室110壓力的壓力，從而產生經壓縮之再循環流144。在至少一個具體例中，沖洗流146可從經壓縮之再循環流144流出，且接著在CO₂分離器或其他設備(未顯示)中處理，以攫取CO₂。經分離之CO₂可用於銷售、用於另一需要二氧化碳的方法中及/或壓縮且注入以提高石油回收(EOR)、隔離或另外目的的陸上貯油槽中。
可實施如本文所述之EGR系統124以達成在動力產生系統100之運轉流體中更高的CO₂濃度，從而容許用於後續隔離、壓力維持或EOR應用之更有效的CO₂分離。例如，本文所揭示之具體例可有效地增加煙道排氣流中的CO₂濃度至約10重量%或更高。為完成此事，燃燒室110可適合以化學計量燃燒燃料112與經壓縮之氧化劑114的進入混合物。為了調節化學計量燃燒的溫度以符合膨脹器106進氣口溫度及成份冷卻的需求，可將從經壓縮之再循環流144所得之排氣的一部分作為稀釋劑注入燃燒室110中。因此，本發明的具體例基本上可排除任何來自運轉流體的過量氧，且同時增加其CO₂組成。如此，氣態排氣流122可具有少於約3.0體積%之氧，或少於約1.0體積%之氧，或少於約0.1體積%之氧，或甚至少於約0.001體積%之氧。在一些實施中，燃燒室110，或更特別為燃燒室之進氣口流可優先以低於化學計量燃燒而予以控制，以進一步減少氣態排氣流122的氧含量。
在一些未於本文描述之具體例中，代替經再循環之排氣或除了該排氣以外，高壓蒸汽亦可用作為燃燒過程中的冷卻劑。在此等具體例中，添加蒸汽可減少在EGR系統中的動力及尺寸需求(或完全排除EGR系統)，但可能需要加入水再循環環路。
另外，在更多未於本文描述之具體例中，到達燃燒室的經壓縮之氧化劑進料可包含氬。例如，氧化劑可包含從約0.1至約5.0體積%之氬，或從約1.0至約4.5體積%之氬，或從約2.0至約4.0體積%之氬，或從約2.5至約3.5體積%之氬，或約3.0體積%之氬。在此等具體例中，燃燒室的操作可為化學計量的或非化學計量的。如那些熟諳本技術者所察知，併有氬的經壓縮之氧化劑進料可能需要在主壓縮機與燃燒室之間加入交叉交換器或類似裝置，其經配置以移除再循環流的過量CO₂且使氬在適當的燃燒用溫度下返回燃燒室。
應可察知於本文所揭示之具體例中任一者的各種組件中所達成或經歷之特定溫度和壓力可取決於所使用之氧化劑純度及膨脹器、壓縮機、冷卻器等的特定品牌及/或型式的其他因素而改變。據此，應察知本文所述之特殊數據僅以例證為目的，且不應被理解為彼之唯一解釋。例如，在本文的一個示範性具體例中，HRSG 126冷卻排氣流132至約200℉。以鼓風機142增加排氣流132的壓力，俾以克服下游壓力降，導致溫度增加，使得經冷卻之壓縮排氣流136在約229℉下從鼓風機142排出。將排氣於冷卻單元134中進一步冷卻，且經冷卻之再循環氣流140係在約100℉下從冷卻單元134排出。
現參考圖2，其描述圖1之動力產生系統100的替代具體例，以系統200具體化及說明。如此，可參考圖1而對圖2有最好的瞭解。與圖1之系統100類似，圖2之系統200包括與排氣再循環(EGR)系統124耦接或以另外方式由該系統所支撐之氣體渦輪系統102。然而，圖2中的EGR系統124可包括在鼓風機142下游的第二HRSG 202，以回收與鼓風機142相關聯的壓縮熱。在以圖2之EGR系統所示範的一或多個具體例中，第一HRSG 126為三重壓力之HRSG，包括高壓(HP)、中壓(IP)和低壓(LP)沸騰器區段，而第二HRSG 202包括LP沸騰器和節熱器區段。在操作系統200的示範方法中，排氣流132係在約279℉之溫度下從HRSG 126的LP沸騰器區段排出且在鼓風機142中壓縮。經冷卻之壓縮排氣流136係在約310℉之溫度下從鼓風機142排出且進入第二HRSG 202。再循環氣流138接著在約200℉之溫度下從第二HRSG 202排出。在此方式中，鼓風機壓縮熱係由HRSG 202回收及減少冷卻單元134的冷卻能率。
圖3描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統300具體化。如此，可參考圖1而對圖3有最好的瞭解。與圖1中所述之系統100類似，系統300包括由EGR系統124所支撐或以另外方式與該系統耦接之氣體渦輪系統102。然而，圖3中的EGR系統124係使用濕度冷卻來減少鼓風機142的動力消耗及減少冷卻單元134的冷卻能率。在以圖3之EGR系統所示範的一或多個具體例中，水係經由流302注入，使排氣流132飽和或幾乎飽和且冷卻，產生經飽和之排氣流304。經飽和之排氣流304可隨意地引導至分離器306，以移除可夾帶於其中的任何水滴。分離器306可為任何適合於移除水滴的裝置，諸如導流組件、網墊或其他除霧裝置。在鼓風機142中增加經飽和之排氣流304的壓力。經冷卻之壓縮排氣流136從鼓風機142排出且引導至冷卻單元134。在冷卻單元中，當流進一步冷卻時，則從經冷卻之壓縮排氣流136冷凝出水且將水回收於水流308中。在本發明的一或多個具體例中，水流308可在熱交換器310或其他冷卻裝置中冷卻，產生經冷卻之水流312。經冷卻之水流312接著可經由再循環水流314再循環，以提供在冷卻單元134中的排氣額外冷卻，與欲注入鼓風機142上游的排氣流132中的水流302組合，或兩者皆可。雖然可在圖3之系統的操作期間的某些點上使用水流302，諸如在起動期間或在系統中需要補給水時，但是那些熟諳本技術者將明顯得知可多次(例如，在穩定態操作期間)使注入排氣流132所需之水量可完全由再循環的經冷卻之水流312供應。
在操作系統300的示範方法中，排氣流132係在約200℉之溫度下從HRSG 126排出。經由流302注入的水使排氣冷卻，產生具有約129℉之溫度的經飽和之排氣流304。在鼓風機142中壓縮時，使經冷卻之壓縮排氣流136在約154℉之溫度下從鼓風機142排出，且在冷卻單元134中冷卻，產生在約100℉之溫度下的經冷卻之再循環氣流。在此方式中，鼓風機加入少許熱至系統中且減少冷卻單元134的冷卻能率。
圖4描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統400具體化。可參考圖1和3而對圖4有最好的瞭解。與圖1中所述之系統100類似，系統400包括由EGR系統124所支撐或以另外方式與該系統耦接之氣體渦輪系統102。然而，圖4中的EGR系統124係於HRSG中使用冷卻水旋管來減少冷卻單元134的冷卻能率。在以圖4之EGR系統所示範的一或多個具體例中，冷卻水旋管402係用於HRSG 126內，以提供排氣流122的額外冷卻。冷卻水旋管可適合使用新鮮冷卻水或海水。為了使用新鮮冷卻水，在一些具體例中，可將密閉之新鮮水系統包括在設計中(未顯示)，該系統具有靠海水冷卻新鮮水之板狀和框形交換器，以達成最大冷卻。若以海水旋管用於HRSG中，則HRSG管應具有足以處置可能的酸性水冷凝及海水的冶金。經冷卻之排氣流132從HRSG 126排出且可隨意地引導至分離器306，以移除可能夾帶於其中的任何水滴。分離器306可為任何適合於移除水滴的裝置，諸如導流組件、網墊或其他除霧裝置。在以分離器306移除任何夾帶的水滴時，將經冷卻之排氣流132引導至鼓風機142，且鼓風機下游的EGR系統係如上述關於圖1之說明。
在操作系統400的示範方法中，經冷卻之排氣流132係在約118℉之溫度下從HRSG 126的冷卻水旋管402排出，及經壓縮之排氣流136係在約140℉之溫度下從鼓風機142排出。使排氣於冷卻單元134中冷卻，且經冷卻之再循環氣流140係在約100℉之溫度下從冷卻單元134排出。因為圖4之系統400中的經壓縮之排氣流136係在低於先前圖1-3所述之系統中的溫度下進入冷卻單元134中，所以減少關於該等系統之冷卻單元的負荷。
圖5描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統500具體化。可參考圖1和4而對圖5有最好的瞭解。與圖1中所述之系統100類似，系統500包括由EGR系統124所支撐或以另外方式與該系統耦接之氣體渦輪系統102。圖5中的EGR系統124係於HRSG 126中使用冷卻水旋管402及如關於圖4詳細所述於鼓風機142上游的分離器306。然而，圖5亦於鼓風機142下游使用額外的HRSG 502，以代替關於先前圖1-4所述之直接接觸冷卻器(DCC)冷卻單元。HRSG 502包括與第一HRSG 126內所包含之冷卻水旋管402類似的冷卻水區段。分離器區段504亦包括在額外的HRSG 502內，以移除經壓縮之排氣流136的任何經冷凝之水滴。分離器區段504可為任何適合於移除水滴的裝置，諸如導流組件、網墊或其他除霧裝置。在以額外的HRSG 502內的分離器區段504移除任何水滴時，使經冷卻之再循環氣流140從HRSG 502排出且直接再循環至主壓縮機104。
在操作系統500的示範方法中，經冷卻之排氣流132係在約113℉之溫度下從第一HRSG 126的冷卻水旋管402排出，及經壓縮之排氣流136係在約143℉之溫度下從鼓風機142排出。使排氣在第二HRSG 502中進一步冷卻，且經冷卻之再循環氣流140係在約113℉之溫度下從第二HRSG的分離器區段504排出。在根據圖5的一或多個具體例中，將進入主壓縮機104的經冷卻之再循環氣流140以水飽和。
在圖1至5所描述的具體例中之一或多者中，可將經冷卻之再循環氣流140以水飽和。據此，有酸性水滴可於流中形成且造成主壓縮機104葉片侵蝕或腐蝕的風險。圖6描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統600具體化，其經配置以減少或排除由進入主壓縮機104的再循環氣流過熱而形成酸性水滴。可參考圖1、4和5而對圖6有最好的瞭解。與圖1中所述之系統100類似，系統600包括由EGR系統124所支撐或以另外方式與該系統耦接之氣體渦輪系統102。與圖4中所述之系統400類似，圖6中的EGR系統124亦使用於HRSG 126中的冷卻水旋管402及在鼓風機142上游的分離器306。然而，圖6之系統排除在鼓風機142下游及主壓縮機104上游使用冷卻單元或其他冷卻裝置，反而從鼓風機142直接引導經壓縮之排氣流136至主壓縮機104。
在操作系統600的示範方法中，經冷卻之排氣流132係在約113℉之溫度下從第一HRSG 126的冷卻水旋管402排出。排氣流132係由鼓風機142的壓縮熱而過熱，及經壓縮之排氣流136係在約144℉之溫度下從鼓風機142排出。在此方式中，圖6之構造達成約25℉之過熱。如本文所使用之術語〝過熱〞係指氣體溫度大於該氣體之露點溫度的程度。據此，25℉之過熱意謂氣體溫度比其露點溫度高25℉。經壓縮之排氣流136係按路徑直接到達主壓縮機104，未進一步冷卻。若希望氣流更過熱，則此額外加熱可藉由各種方法獲得，諸如藉由將鼓風機排放流與HRSG中之冷卻水旋管上游的煙道氣(未顯示)交叉交換。此一交叉交換器構造可與常以熔爐或焚化爐安裝的空氣預熱器類似，且可減少冷卻水旋管必要的面積，但可能添加額外的大型交叉交換器費用。
在圖6中的系統600之構造意欲減少或排除酸性水滴的形成且防止由過熱的再循環氣流之主壓縮機葉片的侵蝕或腐蝕。圖7至9描述亦意欲減少或排除於再循環氣流中形成酸性水滴之本發明的替代具體例，其係藉由將再循環氣流使用二醇(諸如三乙二醇(TEG))脫水。為了使此等二醇脫水構造具有成本效益，故使用廢熱使二醇再生。廢熱可攫取自系統中的各種來源，諸如一或多個熱回收蒸汽產生器(HRSG)的背面或壓縮中間冷卻。
圖7A描述低排放動力產生系統(諸如圖1中所描述，以系統700具體化)之EGR系統124的一部分之具體例，其經配置以減少或排除酸性水滴的形成，該減少或排除係藉由將進入主壓縮機的再循環氣流使用冷卻單元內的二醇接觸器區段脫水且將二醇在單獨的二醇真空再生系統中再生。可參考圖1而對圖7A有最好的瞭解。在系統700中，經冷卻之排氣流132係從HRSG 126流動且引導至鼓風機142，在此壓縮流。經壓縮之排氣流136從鼓風機142排出且引導至冷卻單元134，該冷卻單元在一或多個具體例中包含利用水作為冷卻介質的直接接觸冷卻器(DCC)區段。在一或多個具體例中，冷卻單元134在本文可視為直接接觸冷卻器(DCC)，但是可為任何適合的冷卻裝置，諸如直接接觸冷卻器、蛇行管冷卻器、機械冷凍單元或其組合。經壓縮之排氣流136係在冷卻單元134內與水接觸，使流冷卻。水漏失流702係在接觸氣流之後從冷卻單元排出。在一或多個具體例中，水漏失流702的一部分可從系統700沖洗，而水漏失流的剩餘部分可使用熱交換器720冷卻且再循環至冷卻單元134，以提供經壓縮之排氣流136的進一步冷卻。在一或多個具體例中，熱交換器720利用海水提供必要的冷卻。在相同或其他的具體例中，可藉由安裝於熱交換器720下游的驟冷水冷卻器(未顯示)提供額外的冷卻，俾以抵抗在使用二醇脫水與發生在冷卻單元134內的脫水相關聯之溫度上升。可能希望以此方式使用驟冷水冷卻器，因為藉由降低進料至過程的脫水區之氣體溫度同樣地降低經再循環之排氣溫度，且減少鼓風機及主壓縮機的動力消耗。熟諳本技術者將察知可能希望在使用二醇脫水的任何構造中(不僅包括以圖7A所描述，並亦包括那些於圖8和9中所描述之構造)及在任何其他脫水系統中使用驟冷水冷卻器。
冷卻單元134另外包含二醇吸收區段710。在一或多個具體例中，二醇吸收區段為吸收塔，諸如板式塔或填充塔。在經壓縮之排氣流已經水冷卻時，氣體進入冷卻單元134的二醇吸收區段710，在此以二醇吸收排氣中的水蒸氣。所得至少部分已經二醇脫水的經冷卻之再循環氣流140從冷卻單元134排出且引導至主壓縮機104。在二醇已吸收排氣的水時，將其經由富二醇流712從二醇吸收區段710抽出且引導至真空再生系統750。
在真空再生系統750內的富二醇流712係在交叉交換器722中加熱且進料至二醇再生塔730，二醇在此經熱再生。再生器塔頂流736係從二醇再生塔730頂端排出，而經再生之二醇流732係從塔底排出且引導至再沸騰器734。二醇蒸氣流733係從再沸騰器734返回二醇再生塔，且貧二醇流714係在返回二醇吸收區段710之前通過交叉交換器722及隨意的一或多個熱交換器720引導。包含水蒸氣和一些殘餘排氣的再生器塔頂流736係在預冷凝之冷卻單元760中冷卻且引導至第一分離器740，在此移除塔頂流中的大量水且經由水沖洗流742從系統排出。排氣係經由流744從第一分離器740排出且引導至蒸汽射出器770。在蒸汽射出器770內的蒸汽在升壓下產生吸引在排氣流744中的真空。蒸汽射出器770可使用低壓、中壓或高壓蒸汽，且可為單級或多級射出器。另一選擇地，在未於圖7A中所描述之一或多個具體例中，可使用真空幫浦代替蒸汽射出器，在真空再生系統750中產生所欲真空水平。
包含排氣和水蒸氣的射出器出氣口流762係從射出器770排出且在第二分離器740中分離之前於後冷卻器冷卻單元760中冷卻，以移除射出器的動力蒸汽及流的任何其他殘餘水。冷卻單元760可取決於真空再生系統750的溫度需求及其他參數而為空氣或水冷卻器。在本文的一或多個具體例中，橫跨預冷凝器冷卻單元及後冷卻器冷卻單元之壓力降少於或等於約2 psi，或少於或等於約1.5 psi，或少於或等於約1 psi，或少於或等於約0.5 psi。分離器740可為經設計以移除排氣的水之任何類型的分離單元，諸如冷凝器、重力分離器、回流槽或類似物。從第二分離器740中的射出器出氣口氣體移除之水係經由水沖洗流742而從系統移除，而所得乾排氣係從分離器排出且經由流748再循環至鼓風機142上游點。在一或多個具體例中，水沖洗流742各自具有每百萬體積少於0.5份，或少於0.25份，或少於0.1份(ppmv)之二醇濃度。
在大氣操作壓力下，使經再生之二醇流732再沸騰的必要溫度超過300℉。據此，在一或多個具體例中，希望在真空條件下操作再生系統750，且特別為二醇再生塔730。在此方式中，可使用低水平廢熱而不以蒸汽使二醇再生。當二醇再生塔730中的壓力降低時，使水從二醇蒸發所需之再沸騰器溫度亦下降，但是熱能率維持相對固定。因此，真空壓力可以有效的外部熱源溫度(在塔設計的限度內)、真空產生裝置的參數及有效的塔頂冷卻溫度為基準予以選擇。
圖7B顯示在TEG再生塔的壓力與外部再沸騰器熱源的溫度之間的相應性，假設18℉之熱交換器近似溫度。圖7C論證在外部熱源溫度與塔真空壓力之間的關係及就兩個不同的預冷凝器塔頂冷卻溫度如何與射出器之蒸汽負荷相聯，再次假設18℉之熱交換器近似溫度。在圖7C中所標出之〝預期最佳條件〞表明在外部熱源溫度與達到必要真空所需之射出器蒸汽之間的平衡。藉由沿著曲線再向左移動可使用較低的熱源溫度，但是在相同的塔頂冷卻溫度下會需要更多的射出器蒸汽。
圖8描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統800具體化。可參考圖1和7而對圖8有最好的瞭解。與圖7A中所述之系統700類似，系統800併有二醇脫水，以減少或排除在經再循環之排氣流中形成酸性水滴。然而，圖8之系統800於冷卻單元134內併有代替單獨的真空再生系統之二醇再生區段730，其係使用過熱的經壓縮之排氣流136使二醇再生。在此方式中，減少系統800的外部加熱能率，雖然可能仍需要一些經由熱交換器720的額外加熱。
雖然以過熱之進氣口氣體用於使二醇再生的冷卻單元來減少系統800中的外部加熱能率，但亦造成可能不可接受之二醇損失。將再生區段730中的經蒸發之二醇直接帶入冷卻單元134的冷卻區段中，其可在此冷凝且在水漏失流702中移除。與供應補給二醇相關聯之所得成本可使得圖8中所描述之構造在一些情況中不合意。一種對付該等可能的二醇損失之方式顯示於圖9中，其描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統900具體化。可參考圖1、7和8而對圖9有最好的瞭解。與圖8中所述之系統800類似，系統900併有二醇脫水以減少或排除在經再循環之排氣流中形成酸性水滴，且包括在冷卻單元134內的二醇再生區段730。然而，圖9之系統900另外併有在二醇再生區段730與冷卻單元134中的冷卻區段之間的去過熱區段910。去過熱區段910冷卻排氣至或接近水飽和溫度且冷凝大部分的二醇，其係經由經冷凝之二醇流912而從去過熱區段910移除且添加至貧二醇流714中。在此等構造中，去過熱區段910應受到控制，使得大量的水不與二醇一起冷凝。在本發明的一或多個具體例中，從鼓風機142至圖9中所描述之系統900中的主壓縮機104進氣口之總壓力降少於或等於約2.0 psi，或少於或等於約1.5 psi，或少於或等於約1.0 psi。
那些熟諳本技術者應察知雖然以參考圖7A、8和9示範且說明二醇脫水，但是可於本文使用任何適合的脫水方法且視為在本發明的範圍內。例如，使用分子篩或甲醇之脫水方法可用於代替本文所述之二醇脫水。
可有效減少或排除在經再循環之排氣流中形成酸性水滴的另一構造例證於圖10中，其描述圖1之低排放動力產生系統100的另一具體例，以系統1000具體化。可參考圖1而對圖10有最好的瞭解。與圖7至9之構造不同，圖10之系統1000不使用排氣脫水，但反而併有橫跨冷卻單元134的進料/流出物交換器50，以達成經冷卻之再循環氣流140溫度的所欲露點界限。在一或多個具體例中，經冷卻之再循環氣流的所欲露點界限可比氣體的露點高約50℉，或約45℉，或約40℉，或約35℉，或約30℉，或約25℉，或約20℉，或約15℉。圖10中所描述之構造可導致鼓風機142及主壓縮機104的動力消耗增加，其係由於與使用二醇脫水的具體例相比而較高的排氣溫度。然而，系統1000的好處在於構造縮減必要之裝備量，其據此導致較低的投資成本及較不複雜的系統。實例1
進行使低排放渦輪機的排氣再循環迴路變動之研究。模擬對應於圖1-6的數種構造且將結果記錄於表1中。模擬及對應結果係以利用框形9FB燃燒渦輪產生器(CTG)之單組事例為基準，以空氣作為氧化劑。假設主空氣壓縮機(MAC)為單軸向機器。
將以下假設用於實例1的所有模擬中。假設MAC之多變效率為91%(在模擬時不使用壓縮機曲線圖)及假設排氣鼓風機之多變效率為88.6%。假設燃燒器出氣口溫度及膨脹器進氣口溫度分別為3200℉及2600℉。假設最低的DCC出氣口溫度為100℉。假設煙道氣界區壓力為1900 psig。
使用以再循環壓縮機壓力比及再循環壓縮機出口體積為基準的相互關係預測CTG性能。為了確保所預測之性能係在CTG的已知功能範圍內，故維持以下的CTG限度：最大膨脹器動力=588.5 MW，最大軸桿耦接轉矩(膨脹器動力-壓縮機動力)=320 MW，最大膨脹器出氣口馬赫數(Mach number)=0.8，最大壓縮機進氣口馬赫數=0.6，最小壓縮機出氣口流量=126,500實際立方英呎/分鐘(acfm)，以防止失速(在移除冷卻劑之後的壓縮機出口流率)。
將模擬結果提供於以下表1中。
如表1中所顯示，使用圖1之組態作為比較之基本事例而觀察出以下結果。圖2之組態在蒸汽渦輪產生器(STG)中增加約2 MW之動力產量。然而，此好處可由於與較高的吸氣溫度相關聯之較高的EGR鼓風機動力消耗而抵消。加熱率、動力輸出及惰性氣體產物基本上與圖1相同。圖3之組態減少約1 MW之EGR鼓風機動力消耗。在圖4之組態中，到達EGR鼓風機的吸氣溫度及因而鼓風機的動力消耗係藉由HRSG中的冷卻水冷卻煙道氣而減少。當冷卻能率減少時，DCC水循環亦較低。系統加熱率的淨效應減少<1%。由於冷卻水旋管加在HRSG的背面，所以可使用較高級的冶金材料處置冷凝之酸性水。在一或多個具體例中，HRSG可包括用於經冷凝之液體的排放管。
在圖5和6之組態中，到達EGR鼓風機的吸氣溫度及因而相對的鼓風機動力消耗係藉由HRSG中的海水冷卻煙道氣而減少。與圖1相比亦減少以泵取水來冷卻排氣相關聯之動力。系統加熱率的淨效應減少<0.5%。在圖6之事例中，使用過熱氣體進入主壓縮機提供可能節省的DCC成本。
在表1中所顯示之全部結果表明以圖1至6所描述之選擇對系統加熱率具有較少的衝擊。然而，考慮去除DCC的選擇可提供實質的投資成本節省。任何去除DCC，但仍提供過熱氣體至主壓縮機的選擇可特別節省實質的投資成本。若可接受由鼓風機壓縮(約25℉)所提供的過熱，則改進節省成本的機會。除此以外，可利用加入大型的低壓氣體熱交換器來達成從氣體露點起40℉的界限。實例2
進行第二個使低排放渦輪機的排氣再循環迴路變動之研究。模擬對應於圖7-10的數種組態且將結果與具有圖1之組態的基本事例之比較一起記錄於表3中。模擬及對應結果係以利用框形9FB燃燒渦輪產生器(CTG)之單組事例為基準，以空氣作為氧化劑。假設主空氣壓縮機(MAC)為單軸向機器。
將表2中所提出之以下額外的假設用於實例2的所有模擬中。
除了上述假設以外，在真空再生之事例中，亦假設可冷凝之氣體係在蒸汽射出器之前藉由冷卻及分離而移除且蒸汽射出器為單級射出器，沒有任何級間冷凝器。蒸汽射出器的速率係以DeFrate and Hoerl,Chem.Eng.Prog.,55,Symp.Ser.21,46(1959)發表之設計曲線圖為基準。
在修改事例的特殊變量之後，調整燃料氣體和空氣流率、稀釋劑流率及DCC出氣口溫度/壓力以達成分別為1.122*10⁶ acfm及3.865*10⁶ acfm之EGR壓縮機及膨脹器體積限度。按此調整蒸汽流率以達成一致的HRSG溫度近似值及約200℉之來自HRSG的煙道氣出氣口溫度。
具有及不具有去過熱器的經整合之再生脫水事例的解答係藉由調整到達再生區段的富TEG之進氣口溫度，直到就特定的TEG比例達成所欲露點。在具有去過熱器之事例中，使用冷卻水流量控制去過熱器出氣口溫度比露點高5℉。當經再循環之排氣組成改變時，則需要重複很多次以整合返回EGR壓縮機的脫水氣體。
真空再生脫水事例(亦即具有單獨的再生塔之事例)的解答係藉由選擇起始沸騰器溫度及接著調整真空壓力，就特定的TEG比例達成所欲露點。另一選擇地，可選擇起始真空壓力及接著調整再沸騰器溫度，以達成所欲露點。在決定真空壓力時，必須計算達成該真空所需之蒸汽量。使用最優化單級射出器的設計曲線圖決定蒸汽夾帶比，以達成所欲壓縮。此蒸汽流量係作為HRSG的借方及塔頂流量的貸方而併入模擬中。當經再循環之排氣組成改變時，則需要重複很多次以整合回到EGR助力器的未經冷凝之再生塔頂流及返回EGR壓縮機的脫水氣體兩者。
將模擬結果提供於表3中。
全面模擬通常不因特定的再生塔真空壓力而改變，只要適當地選擇塔頂冷卻溫度及蒸汽射出器。如此，在表3中所實得之動力循環數據的應用無關於再生塔頂冷卻溫度及外部熱源溫度。真空壓力、外部熱源溫度及塔頂冷卻溫度的選擇係單獨進行。
如表3中所顯示，系統加熱率大部分不受在所有經評估之結構中使用的TEG脫水所影響。除了併有用於冷卻冷卻單元塔頂之驟冷水的圖7A之事例以外，所有經評估之脫水結構的加熱率與未脫水之基本事例(圖1)的變動少於約1.4%。最大的變化係在具有較高的TEG比例之事例中被發現。
將脫水的全面效應及相關聯之TEG流率總結於表4中。
在併有TEG脫水之事例中，橫跨脫水吸收器的氣體溫度上升增加到達主壓縮機的進氣口溫度，導致額外的動力消耗及每分鐘較高的進氣口實際立方英呎(acfm)。為了符合主壓縮機的進氣口acfm限度，所以需要較高的進氣口壓力。此增加提供此壓力之排氣鼓風機的動力消耗。
雖然增加動力消耗使較溫熱的排氣再循環，但是被壓縮前移除排氣的水以及燃燒器中較低的燃料氣體點火所抵消。移除水增加循環流體的密度，其增加燃燒渦輪產生器(CTG)動力及熱回收蒸汽產生器(HRSG)能率。增加密度亦降低主壓縮機的進氣口acfm，若單獨的溫度增加不夠時，則接著必須藉由在較高的進氣口溫度下或較低的進氣口壓力下提供氣體而予以平衡。因為經再循環之排氣較溫熱，所以需要較少的燃料氣體達到燃燒器中的溫度。較少的燃料造成燃燒空氣壓縮機及煙道氣壓縮機兩者較低的壓縮動力，但是亦造成約1%下降之煙道氣產量。使用此減少的動力以及較低的燃料氣體比例有助於補償再循環排氣時較高的動力消耗。取該等效應一起導致TEG脫水，造成系統加熱率沒有實質的改變。
在TEG脫水構造中，露點壓抑係藉由TEG移除排氣流的水而達成。另外，亦有橫跨吸收器的溫度上升，其有助於壓抑在出氣口的露點。在具有較高的TEG流量之事例中，較大部分的熱係由TEG本身所吸收，導致橫跨吸收器之氣體溫度上升較少。此意謂由溫度上升提供較少的露點壓抑，且因此必須由TEG吸收額外的水。據此，系統加熱率係在水移除的效益增加時予以改進，且減少較高的主壓縮機進氣口溫度所需之額外動力。動力產生變化最小，但是CTG及蒸汽渦輪產生器(STG)的動力產量兩者通常有少量增加。CTG動力生產的增加為較高的進氣口密度及因而更大的質量流率通過膨脹器的結果。密度增加的部分理由係因較低的水含量，但亦受到來自再循環壓縮機之較高壓力的影響。
在較低的TEG比例下增加STG動力生產係由於在HRSG及沖洗氣廢熱沸騰器兩者中較高的蒸汽產量。HRSG能率係由於到達HRSG之較高的煙道氣溫度及質量流率而增加。組合式沖洗氣沸騰器能率係由於較高的沖洗氣溫度而增加，其克服了較低的流量。該等增加之能率抵消在燃燒空氣沸騰器中所減少之能率以及在真空再生事例中所使用之任何射出器蒸汽。然而，當TEG比例增加時，則增加射出器蒸汽的使用且降低煙道氣和沖洗氣溫度。因此，STG動力在較高的TEG比例下開始降低。在2加侖TEG/磅H₂O下泵取TEG所涉入之額外動力為約0.7 MW，及在5加侖TEG/磅H₂O下之額外動力為約1.7 MW。然而，此動力消耗對加熱率沒有顯著的衝擊。
為了評估與特定的露點相關聯之差異成本，在2加侖TEG/磅H₂O之TEG比例下以圖7A和8之構造評估30℉和40℉之露點界限。當露點界限降低時，則必須從循環TEG移除少量水，減少再沸騰器能率及塔頂流量。真空再生塔之所得再沸騰器能率降低13%(38 MMBtu/小時)及所需之外部加熱溫度降低19℉。塔頂冷卻能率降低19.8%(39 MMBtu/小時)及貧TEG冷卻能率降低10.8%(26 MMBtu/小時)。射出器蒸汽負荷亦少量(3.3%)降低。另外，當移除少量於吸收器中的水時，則在吸收器中的氣體溫度上升亦較少。以吸收器塔頂較低的氣體溫度使較少的TEG蒸發且攜帶至DCC。因此，TEG損失減少31%。
較高的TEG比例(gpm/磅H₂O)減低來自脫水吸收器的塔頂溫度且減少不可從吸收器塔頂回收TEG的損失，但是增加外部廢熱及冷卻需求。較高的TEG比例亦增加射出器蒸汽能率及廢水沖洗速度，因為移除更多的水。另外，在沒有單獨的再生塔之事例中，TEG係在DCC整合之再生區段中蒸發。因此，較佳的是可使TEG比例減至最低。
當使用TEG脫水時，有可能使TEG在再循環氣體中發現的未反應之氧的存在下降解，造成有機酸的形成，其降低TEG的pH。結果，由於此pH降低，有可能使碳鋼成份加速腐蝕。例如，可將從DCC塔頂夾帶之TEG引入主壓縮機中。不以氧降解的TEG小滴通常具有約6.1之pH。若發生TEG的氧降解，則使小滴的pH減低。因此，在本發明的一或多個具體例中，可使用經抑制或經緩衝之TEG(諸如在商業上取自The Dow Chemical Co.的Norkool Desitherm)，俾以減少或排除由於此機制的腐蝕可能性。
雖然本發明可容許各種修改及替代形式，但是上文所討論的示範性具體例僅以實例的方式顯示。本文所述之任何具體例的任何特性或構造可與任何其他具體例或與多樣的其他具體例(至可實行的程度)組合，且意欲使所有此等組合在本發明的範圍內。另外，應瞭解不意欲使本發明受限於本文所揭示的特殊具體例。事實上，本發明包括所有落在隨附之申請專利範圍的真正精神及範圍內之替代方案、修改及同等物。
100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000‧‧‧動力產生系統
102‧‧‧氣體渦輪系統
104‧‧‧主壓縮機
106‧‧‧膨脹器
108‧‧‧共軸
110‧‧‧燃燒室
112‧‧‧燃料流
114‧‧‧經壓縮之氧化劑
116‧‧‧排放流
118‧‧‧第二或進氣口壓縮機
120‧‧‧進料氧化劑
122‧‧‧氣態排氣流
124‧‧‧排氣再循環(EGR)系統
126‧‧‧熱回收蒸汽產生器(HRSG)
130‧‧‧蒸汽流
132‧‧‧經冷卻之排氣
134‧‧‧冷卻單元
136‧‧‧經壓縮之排氣流
138‧‧‧再循環氣體流
140‧‧‧經冷卻之再循環氣體流
142‧‧‧鼓風機或增壓壓縮機
144‧‧‧經壓縮之再循環流
146‧‧‧沖洗流
202‧‧‧第二HRSG
302‧‧‧流
304‧‧‧經飽和之排氣流
306‧‧‧分離器
308‧‧‧水流
310，720‧‧‧熱交換器
312‧‧‧經冷卻之水流
314‧‧‧再循環水流
402‧‧‧冷卻水旋管
502‧‧‧額外的HRSG
504‧‧‧分離器區段
702‧‧‧水漏失流
710‧‧‧二醇吸收區段
712‧‧‧富二醇流
714‧‧‧貧二醇流
722‧‧‧交叉交換器
730‧‧‧二醇再生塔
732‧‧‧經再生之二醇流
733‧‧‧二醇蒸氣流
734‧‧‧再沸騰器
736‧‧‧再生器塔頂流
740‧‧‧分離器
742‧‧‧水沖洗流
744‧‧‧排氣流
748‧‧‧流
750‧‧‧真空再生系統
760‧‧‧冷卻單元
762‧‧‧射出器出氣口流
770‧‧‧射出器
910‧‧‧去過熱區段
912‧‧‧經冷凝之二醇流
50‧‧‧進料/流出物交換器
在審視以下的詳細說明及具體例的非限制性實例之圖式時，可使本發明的前述及其他優點變得顯而易見，其中：
圖1描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統。
圖2描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其中鼓風機為熱回收蒸汽產生器(HRSG)低壓沸騰器的下游。
圖3描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其利用鼓風機進氣口之濕度冷卻。
圖4描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其利用在HRSG中的冷卻水旋管。
圖5描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其排除直接接觸冷卻器(DCC)且使到達再循環壓縮機之進氣口飽和。
圖6描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其排除DCC且使到達再循環壓縮機之進氣口過熱。
圖7A描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其併有經冷卻之再循環氣體的二醇脫水。
圖7B例證在三乙二醇(TEG)再生系統中的壓力與外部熱源溫度之間的關係。
圖7C例證在TEG再生系統中的射出器蒸汽負荷與外部熱源溫度之間的關係。
圖8描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其併有經冷卻之再循環氣體的二醇脫水與整合至冷卻單元中的二醇再生。
圖9描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其併有經冷卻之再循環氣體的二醇脫水與整合至冷卻單元中的二醇再生及去過熱器。
圖10描述根據本發明的一或多個具體例之用於低排放動力產生及提高CO₂回收的整合系統，其併有橫跨再循環氣體冷卻裝備之進料/流出物交叉交換器。
100‧‧‧動力產生系統
102‧‧‧氣體渦輪系統
104‧‧‧主壓縮機
106‧‧‧膨脹器
108‧‧‧共軸
110‧‧‧燃燒室
112‧‧‧燃料流
114‧‧‧經壓縮之氧化劑
116‧‧‧排放流
118‧‧‧第二或進氣口壓縮機
120‧‧‧進料氧化劑
122‧‧‧氣態排氣流
124‧‧‧排氣再循環(EGR)系統
126‧‧‧熱回收蒸汽產生器(HRSG)
130‧‧‧蒸汽流
132‧‧‧經冷卻之排氣
134‧‧‧冷卻單元
136‧‧‧經壓縮之排氣流
140‧‧‧經冷卻之再循環氣體流
142‧‧‧鼓風機或增壓壓縮機
144‧‧‧經壓縮之再循環流
146‧‧‧沖洗流

权利要求:
Claims (52)
[1] 一種整合系統，其包含：氣體渦輪系統，其包含燃燒室，該燃燒室係經配置在經壓縮之再循環流的存在下燃燒一或多種氧化劑及一或多種燃料，其中該燃燒室引導第一排放流至膨脹器，以產生氣態排氣流且使主壓縮機至少部分驅動；及排氣再循環系統，其中該主壓縮機壓縮該氣態排氣流且從而產生經壓縮之再循環流；其中該排氣再循環系統包含至少一個冷卻單元，其經配置以接收及冷卻該氣態排氣流，及至少一個鼓風機，其經配置在引導經冷卻之再循環氣體至該主壓縮機之前接收該氣態排氣流及增加其壓力。
[2] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中該至少一個冷卻單元為熱回收蒸汽產生器(HRSG)，其經配置以接收及冷卻在引入至少一個鼓風機之前的該氣態排氣流。
[3] 根據申請專利範圍第2項之系統，其中該排氣再循環系統另外包含第二冷卻單元，其經配置以接收來自至少一個鼓風機之該氣態排氣流且進一步冷卻該氣態排氣流，以產生經冷卻之再循環氣體。
[4] 根據申請專利範圍第3項之系統，其中該第二冷卻單元包含直接接觸冷卻器(DCC)區段。
[5] 根據申請專利範圍第3項之系統，其中該第二冷卻單元包含HRSG。
[6] 根據申請專利範圍第5項之系統，其中該排氣再循環系統另外包含第三冷卻單元，其經配置以接收來自至少一個鼓風機之該氣態排氣流且進一步冷卻在引入第二冷卻單元之前的該氣態排氣流。
[7] 根據申請專利範圍第6項之系統，其中該第一冷卻單元及該第三冷卻單元包含HRSG。
[8] 根據申請專利範圍第7項之系統，其中該第一冷卻單元包含HRSG，其包含高壓沸騰器區段、中壓沸騰器區段和低壓沸騰器區段，及該第三冷卻單元包含HRSG，其包含低壓沸騰器區段和節熱器區段。
[9] 根據申請專利範圍第2項之系統，其中該HRSG另外包含冷卻水旋管，且其中該排氣再循環系統另外包含分離器，其經配置以接收來自HRSG之冷卻水旋管的該氣態排氣流且在引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴。
[10] 根據申請專利範圍第9項之系統，其中該分離器包含導流組件。
[11] 根據申請專利範圍第4項之系統，其中該HRSG另外包含冷卻水旋管，且其中該排氣再循環系統另外包含分離器，其經配置以接收來自HRSG之冷卻水旋管的該氣態排氣流且在引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴。
[12] 根據申請專利範圍第11項之系統，其中該分離器包含導流組件。
[13] 根據申請專利範圍第3項之系統，其中該第二冷卻單元包含HRSG，且該第一和第二冷卻單元之各者另外包含冷卻水旋管；及該排氣再循環系統另外包含第一分離器，其經配置以接收來自該第一冷卻單元之冷卻水旋管的該氣態排氣流且在引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴，及第二分離器，其經配置以接收來自該第二冷卻單元之冷卻水旋管的該經冷卻之再循環氣體且在引入該主壓縮機之前移除該經冷卻之再循環氣體的水滴。
[14] 根據申請專利範圍第13項之系統，其中該第一分離器、該第二分離器或該第一和第二分離器兩者包含導流組件。
[15] 根據申請專利範圍第4項之系統，其中該排氣再循環系統使用氣態排氣流之濕度冷卻。
[16] 根據申請專利範圍第15項之系統，其中將水添加至該氣態排氣流中，使引入鼓風機之前的該氣態排氣流飽和或幾乎飽和；該排氣再循環系統另外包含分離器，其經配置以接收該飽和或幾乎飽和之態排氣流且在引入鼓風機之前移除該飽和或幾乎飽和之氣態排氣流的水滴；及該第二冷卻單元經進一步配置以移除該氣態排氣流的水且再循環所移出之水的至少一部分。
[17] 根據申請專利範圍第16項之系統，其中將該第二冷卻單元中所移出之水的第一部分再循環且添加至分離器的該氣態排氣流上游，及將該第二冷卻單元中所移出之水的第二部分再循環至該第二冷卻單元。
[18] 根據申請專利範圍第3項之系統，其中該排氣再循環系統另外包含跨越該第二冷卻單元之進料/流出物交叉交換器，該第二冷卻單元係經配置以調整該經冷卻之再循環氣體的溫度，得以達成至少約20℉之露點界限。
[19] 根據申請專利範圍第18項之系統，其中該經冷卻之再循環氣體之露點界限為至少約30℉。
[20] 根據申請專利範圍第4項之系統，其中該第二冷卻單元另外包含二醇吸收區段，其經配置以接收DCC區段的該經冷卻之再循環氣體且使該經冷卻之再循環氣體在引入該主壓縮機之前至少部分脫水；及該排氣再循環系統另外包含二醇再生系統，其經配置以接收該第二冷卻單元之二醇吸收區段的富二醇，將該富二醇在二醇再生塔中經熱再生，以形成經再生之貧二醇，且使該經再生之貧二醇返回該二醇吸收區段。
[21] 根據申請專利範圍第20項之系統，其中該二醇再生系統係在真空條件下操作。
[22] 根據申請專利範圍第20項之系統，其中該第二冷卻單元包含二醇再生塔，且該二醇再生塔係經配置以接收在引入該DCC區段之前來自鼓風機之該氣態排氣流。
[23] 根據申請專利範圍第22項之系統，其中該第二冷卻單元另外包含位於該二醇再生塔與該DCC區段之間的去過熱區段。
[24] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中該燃燒室係經配置在該經壓縮之再循環流及高壓蒸汽冷卻劑流的存在下燃燒一或多種氧化劑及一或多種燃料。
[25] 一種產生動力之方法，其包含：將至少一種氧化劑及至少一種燃料在燃燒室中於經壓縮之再循環排氣的存在下燃燒，從而產生排放流；將該排放流在膨脹器中膨脹，使主壓縮機至少部分驅動且產生氣態排氣流；及將該氣態排氣流引導至排氣再循環系統，其中該主壓縮機壓縮該氣態排氣流且從而產生經壓縮之再循環流；其中該排氣再循環系統包含至少一個冷卻單元及至少一個鼓風機，使得該氣態排氣流在至少一個冷卻單元中冷卻及該氣態排氣流的壓力在至少一個鼓風機中增加，從而產生引導至該主壓縮機的經冷卻之再循環氣體。
[26] 根據申請專利範圍第25項之方法，其中該至少一個冷卻單元為熱回收蒸汽產生器(HRSG)，其在該氣態排氣流引入至少一個鼓風機之前冷卻該氣態排氣流。
[27] 根據申請專利範圍第26項之方法，其中該排氣再循環系統另外包含第二冷卻單元，其接收來自至少一個鼓風機之該氣態排氣流且進一步冷卻該氣態排氣流，從而產生經冷卻之再循環氣體。
[28] 根據申請專利範圍第27項之方法，其中該第二冷卻單元包含直接接觸冷卻器(DCC)區段。
[29] 根據申請專利範圍第27項之方法，其中該第二冷卻單元包含HRSG。
[30] 根據申請專利範圍第29項之方法，其中該排氣再循環系統另外包含第三冷卻單元，其接收來自至少一個鼓風機之該氣態排氣流且在該氣態排氣流引入該第二冷卻單元之前進一步冷卻該氣態排氣流。
[31] 根據申請專利範圍第30項之方法，其中該第一冷卻單元及該第三冷卻單元包含HRSG。
[32] 根據申請專利範圍第31項之方法，其中該第一冷卻單元包含HRSG，其包含高壓沸騰器區段、中壓沸騰器區段和低壓沸騰器區段，及該第三冷卻單元包含HRSG，其包含低壓沸騰器區段和節熱器區段。
[33] 根據申請專利範圍第26項之方法，其中該HRSG另外包含冷卻水旋管，且其中該排氣再循環系統另外包含分離器，其接收來自HRSG之冷卻水旋管的該氣態排氣流且在該氣態排氣流引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴。
[34] 根據申請專利範圍第33項之方法，其中該分離器包含導流組件。
[35] 根據申請專利範圍第29項之方法，其中該HRSG另外包含冷卻水旋管，且其中該排氣再循環系統另外包含分離器，其接收來自HRSG之該冷卻水旋管的該氣態排氣流且在該氣態排氣流引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴。
[36] 根據申請專利範圍第35項之方法，其中該分離器包含導流組件。
[37] 根據申請專利範圍第27項之方法，其中該第二冷卻單元包含HRSG，且該第一和第二冷卻單元之各者另外包含冷卻水旋管；及該排氣再循環系統另外包含：第一分離器，其接收來自第一冷卻單元之冷卻水旋管的該氣態排氣流且在該氣態排氣流引入鼓風機之前移除該氣態排氣流的水滴；及第二分離器，其接收來自該第二冷卻單元之冷卻水旋管的該經冷卻之再循環氣體且在該經冷卻之再循環氣體引入該主壓縮機之前移除該經冷卻之再循環氣體的水滴。
[38] 根據申請專利範圍第37項之方法，其中該第一分離器、該第二分離器或該第一和第二分離器兩者包含導流組件。
[39] 根據申請專利範圍第27項之方法，其中該排氣再循環系統係使用濕度冷卻進一步冷卻該氣態排氣流。
[40] 根據申請專利範圍第39項之方法，其中在該氣態排氣流引入鼓風機之前，將該氣態排氣流以水飽和或幾乎飽和；該排氣再循環系統另外包含分離器，其接收該飽和或幾乎飽和之氣態排氣流且在該氣態排氣流引入鼓風機之前移除該飽和或幾乎飽和之氣態排氣流的水滴；及該第二冷卻單元移除該氣態排氣流的水且再循環由該第二冷卻單元所移除之水的至少一部分。
[41] 根據申請專利範圍第40項之方法，其中將由該第二冷卻單元所移除之水的第一部分再循環且添加至分離器的該氣態排氣流上游，及將該第二冷卻單元中的所移除之水的第二部分再循環至該第二冷卻單元。
[42] 根據申請專利範圍第27項之方法，其中在該經冷卻之再循環氣體中達成至少約20℉之露點界限，其係藉由修改在跨越該第二冷卻單元之進料/流出物交叉交換器中的該經冷卻之再循環氣體的溫度而達成。
[43] 根據申請專利範圍第42項之方法，其中該經冷卻之再循環氣體的露點界限為至少約30℉。
[44] 根據申請專利範圍第28項之方法，其中該第二冷卻單元另外包含二醇吸收區段，其接收來自該DCC區段的該經冷卻之再循環氣體且在該經冷卻之再循環氣體引入該主壓縮機之前使該經冷卻之再循環氣體至少部分脫水；及該排氣再循環系統另外包含二醇再生系統，其接收來自該第二冷卻單元之二醇吸收區段的富二醇，將該富二醇在二醇再生塔中經熱再生，以形成經再生之貧二醇，且使該經再生之貧二醇返回該二醇吸收區段。
[45] 根據申請專利範圍第44項之方法，其中該二醇再生系統係在真空條件下操作。
[46] 根據申請專利範圍第45項之方法，其中該第二冷卻單元包含二醇再生塔，且該二醇再生塔接收在該氣態排氣流引入該DCC區段之前來自鼓風機的該氣態排氣流。
[47] 根據申請專利範圍第46項之方法，其中該第二冷卻單元另外包含去過熱區段，其接收來自二醇再生塔的該氣態排氣流且在該氣態排氣流引入該DCC區段之前冷卻該氣態排氣流至足以使來自該氣態排氣流之二醇至少部分冷凝的溫度。
[48] 根據申請專利範圍第25項之方法，其中將至少一種氧化劑及至少一種燃料在燃燒室中於該經壓縮之再循環排氣及高壓蒸汽的存在下燃燒。
[49] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中該經壓縮之再循環流包括蒸汽冷卻劑，其補充或代替該氣態排氣流。
[50] 根據申請專利範圍第49項之系統，其另外包含水再循環環路，以提供蒸汽冷卻劑。
[51] 根據申請專利範圍第25項之方法，其另外包含添加蒸汽冷卻劑至經壓縮之再循環流中，以補充或代替該氣態排氣流。
[52] 根據申請專利範圍第51項之方法，其另外包含水再循環環路，以提供蒸汽冷卻劑。

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