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    去除 气体 水分 硅氧烷 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200710147495.0

    申请日:

    2007.09.17

    公开号:

    CN101185827A

    公开日:

    2008.05.28

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B01D 53/26申请公布日:20080528|||专利申请权的转移IPC(主分类):B01D 53/26变更事项:申请人变更前权利人:英格索尔-兰德能源系统公司变更后权利人:富来科斯能能源系统公司变更事项:地址变更前权利人:美国新罕布什尔州变更后权利人:92618 加利福利亚州欧文市欧文中心大道9601号200室登记生效日:20110913|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: B01D53/26(2006.01); F25J3/08(2006.01); B01D5/00(2006.01) 主分类号: B01D53/26
    申请人: 英格索尔-兰德能源系统公司;
    发明人: 安德鲁·J·奥尔森; 肖恩·D·沙利文
    地址: 美国新罕布什尔州
    优先权: 2006.09.15 US 11/532,167
    专利代理机构: 深圳中一专利商标事务所 代理人: 张全文
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200710147495.0

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2013.08.28|||2011.10.26|||2009.11.25|||2008.05.28

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明实施例公开了一种从含有水和硅氧烷的气体内去除水及硅氧烷的方法,该方法包括:(a)膨胀气体以冷却气体并冻结气体内至少部分水分;及(b)从膨胀及冷却后的气体中去除硅氧烷和冻结的水。该方法还可包括在膨胀气体之前压缩气体。该膨胀气体的步骤可包括使用涡轮来膨胀气体。该方法还可包括使用能量输入机构来驱动压缩机与涡轮其中之一或二者。气体内的冰及硅氧烷可使用旋风分离器去除。

    权利要求书

    1: 一种去除气体内水分和硅氧烷的方法,该方法包括: (a)膨胀该气体以冷却该气体并冻结该气体内至少部分水分;及 (b)去除该经膨胀并冷却的气体内的硅氧烷及冻结的水分。
    2: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤(a)之前进一步包括: 降低该气体的温度至该气体的露点之下水的冰点之上以凝结该气体内的至少部 分水分,并在步骤(a)之前去除该气体内的至少部分该凝结水分。
    3: 如权利要求2所述的方法,其特征在于:降低该气体温度包括将热量从 该气体传递到该经膨胀并冷却的气体。
    4: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤(a)之前进一步包括: 压缩该气体,降低该气体温度至气体的露点之下水的冰点之上以凝结该气体内 的至少部分水分,并去除至少部分该凝结水分。
    5: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(a)使用涡轮执行,该方 法进一步包括利用自该涡轮的能量进行作业。
    6: 如权利要求5所述的方法,其特征在于:上述进行作业包括利用压缩机 压缩气体。
    7: 如权利要求6所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括利用轴将该 涡轮与该压缩机耦合。
    8: 如权利要求6所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括利用能量输 入机构来驱动该压缩机以压缩该气体。
    9: 如权利要求8所述的方法,其特征在于:该压缩机为第一压缩机,且该 能量输入机构包括第二压缩机,该方法进一步包括用该第二压缩机压缩该气体。
    10: 如权利要求9所述的方法,其特征在于:用该第二压缩机压缩该气体 的步骤是在步骤(b)之后执行。
    11: 如权利要求6所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括测量可指 征气态燃料温度的参数,以及调节压缩机以使测量得到的参数维持在预期范围 内。
    12: 如权利要求6所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括在步骤(a) 之前,在压缩气体后用冷却机构冷却该气体;测量可指征气态燃料温度的参数; 以及调节压缩机以使测量得到的参数维持在预期范围内。
    13: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用向心 涡轮来执行步骤(a)。
    14: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用涡轮 来执行步骤(a);以及使涡轮维持足够的压力比以使该涡轮出口处的气体温度达 到约-20华氏度。
    15: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用气动 发动机、齿轮泵、叶片泵、孔板装置、膨胀阀或喷嘴其中之一来执行步骤(a)。
    16: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用以膨 胀方式间接冷却气态燃料但并不与气态燃料发生实质接触的机构来执行步骤 (a)。
    17: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用旋风 分离器、聚结式过滤器、低速气室其中之一执行步骤(b)。
    18: 如权利要求1所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括使用多个 分离器执行步骤(b);以及感测其中一个分离器中的冰集结,并将该气体导入另 一分离器中同时融化上述集结的冰。
    19: 一种去除气体中硅氧烷及水分的系统,该系统包括: 膨胀并冷却该气体以冻结该气体中水分的装置;及 从膨胀及冷却后的气体内去除冰及硅氧烷的分离器。
    20: 如权利要求19所述的系统,其特征在于该系统进一步包括: 冷却机构,用于降低该气体的温度至气体的露点之下水的冰点之上,以凝 结该气体中的至少部分水分;及 气水分离器,用于去除该气体中的至少部分凝结的水分。
    21: 如权利要求20所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括压缩气体 的压缩机,其中,该冷却机构与气水分离器置于该压缩机与该膨胀装置之间, 以在该气体进入该膨胀装置之前,降低该气体温度并去除该气体内至少部分凝 结的水分。
    22: 如权利要求20所述的系统,其特征在于:该冷却机构包括后冷器及鼓 风机,该后冷器让该空气流过,该鼓风机移动该后冷器周围的空气以降低流过 该后冷器的气体温度。
    23: 如权利要求20所述的系统,其特征在于:该冷却机构包括换热器,在 该换热器中,热量自该气体向该膨胀及冷却后的气体传递。
    24: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:该膨胀装置包括涡轮。
    25: 如权利要求24所述的系统,其特征在于:该涡轮包括向心涡轮。
    26: 如权利要求24所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括压缩该气 体的压缩机,以及耦合该涡轮及压缩机使其共同旋转的轴。
    27: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括压缩该气 体的压缩机,以及驱动该压缩机工作的能量输入机构。
    28: 如权利要求27所述的系统,其特征在于:该压缩机为第一压缩机,该 系统进一步包括第二压缩机,该第二压缩机在该能量输入机构影响下被驱动并 加压该气体以驱动该第一压缩机工作。
    29: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:该膨胀装置使其出口处的气 体温度达到约-20华氏度。
    30: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:膨胀装置包括气动发动机、 齿轮泵、叶片泵、孔板装置、膨胀阀或喷嘴其中之一。
    31: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:该分离器包括旋风分离器、 聚结式过滤器、低速气室其中之一。
    32: 如权利要求31所述的系统,其特征在于:该分离器包括多个分离器及 一个控制器,该控制器用以感测其中一个分离器中的冰集结并将气体导入另一 个分离器中同时融化上述集结的冰。
    33: 如权利要求19所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括气体增压 器,该气体增压器可压缩该气体使其压力达到约90磅/平方英寸,以使该气体 可被应用于高压应用场合。
    34: 一种从气体中去除水分及硅氧烷的气体调节系统,该系统包括: 涡轮,用于膨胀气体以致使该气体内的水分凝结成冰; 分离器,位于涡轮的下游,用以去除自涡轮流出的气体内的冰和硅氧烷; 换热器,该换热器设有供该涡轮的上游气体流通的第一气流路径及供该分 离器的下游气体流通的第二气流路径,用以降低该涡轮上游的气体温度并提高 该分离器下游的气体温度;及 能量输入机构,用以致使该涡轮旋转。
    35: 如权利要求34所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括加压该气 体的压缩机,其中该能量输入机构驱动该压缩机旋转,由该压缩机加压后的气 体驱动该涡轮旋转。
    36: 如权利要求34所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括气水分离 器,该气水分离器置于该换热器与涡轮之间并构造成用以在该气体进入该涡轮 前去除该气体内凝结的水分。
    37: 如权利要求34所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括感测器和 控制装置,该感测器感测指征在该系统内一个位置的气体温度的参数,该控制 装置控制该能量输入机构以使该测量的参数维持在期望范围内。
    38: 如权利要求37所述的系统,其特征在于:该感测器测量该涡轮进口及 出口处的气体温度,且该控制装置包括变频驱动机构,该变频驱动机构用以驱 动该涡轮以足够的速度旋转使得该涡轮入口及出口处的温度维持在期望范围 内。
    39: 一种处理含有水汽及硅氧烷的气体的系统,该系统包括: 膨胀该气体以使至少部分水汽冻结成冰的装置; 分离该气体内冰和硅氧烷的装置; 消耗去除该水分及硅氧烷后的气体的装置。
    40: 如权利要求39所述的系统,其特征在于:该膨胀装置包括涡轮。
    41: 如权利要求39所述的系统,其特征在于:该分离装置包括旋风分离器、 聚结式过滤器、低速气室其中之一。
    42: 如权利要求39所述的系统,其特征在于:该消耗装置包括燃烧器。
    43: 如权利要求39所述的系统,其特征在于:该消耗装置包括发动机。
    44: 如权利要求43所述的系统,其特征在于:该发动机包括微型涡轮引擎 发电机,该微型涡轮引擎发电机消耗气体以产生电能。
    45: 如权利要求44所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括压缩机, 该压缩机在燃料进入该微型涡轮引擎发电机之前压缩该气体至其气压为约90 磅/平方英寸。
    46: 如权利要求39所述的系统,其特征在于:该系统进一步包括换热器, 该换热器将该膨胀装置上游的气体的热量传递到流出该分离装置的气体。
    47: 一种调节并消耗气体的方法,该方法包括: (a)从气体源接收含有水分及硅氧烷的潮湿、不干净的气体; (b)膨胀该潮湿、不干净的气体使该气体的温度降低至水的冰点温度以下以 产生含冰的气流; (c)从该含冰的气流中分离冰及硅氧烷以产生干燥、干净的气流;及 (d)在燃料消耗装置内消耗该干燥、干净的气体。
    48: 如权利要求47所述的方法,其特征在于:步骤(a)包括从垃圾掩埋场 或废水处理设施接收该潮湿、不干净的气体。
    49: 如权利要求47所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括在步骤(b) 之前,降低该气体温度至气体露点之下水的冰点之上以凝结该气体内至少部分 水分,以及去除至少部分凝结的水分。
    50: 如权利要求47所述的方法,其特征在于:步骤(b)使用涡轮执行。
    51: 如权利要求47所述的方法,其特征在于:步骤(d)使用微型涡轮引擎 发电机执行,该方法进一步包括用该微型涡轮引擎发电机发电。
    52: 如权利要求51所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括在步骤(d) 之前将该气体加压至约90磅/平方英寸。

    说明书


    去除气体中水分及硅氧烷的系统及方法

        【技术领域】

        本发明涉及一种从气体中去除水分及硅氧烷的系统及方法。

        【发明内容】

        本发明实施例提供一种从气体中去除水及硅氧烷的方法,该方法包括:(a)膨胀气体以冷却气体并冻结气体内至少部分水分;及(b)从膨胀及冷却后的气体中去除硅氧烷和冻结的水。该方法还可包括在膨胀气体之前压缩气体。该膨胀气体的步骤可包括使用涡轮来膨胀气体。该方法还可包括使用能量输入机构来驱动压缩机与涡轮其中之一或二者。气体内的冰及硅氧烷可使用旋风分离器去除。

        本发明另一实施方式提供一种去除气体中硅氧烷及水分的系统,该系统包括膨胀并冷却压缩气体的装置及构造成用以去除膨胀并冷却的气体内冰及硅氧烷的分离器。

        通过阅读以下的详细说明以及附图,本发明的其它方面将会变得更加明显。

        【附图说明】

        图1是本发明燃料调节器第一实施例的示意图。

        图2是本发明燃料调节器第二实施例的示意图。

        图3是一种可选择使用的燃料增压器的示意图。

        图4是一种用于本发明的微型涡轮发电系统的示意图。

        【具体实施方式】

        为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。本发明可采用其它实施方式并以不同的方式进行实施。此外,下文中所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途,不应作限定性解释。下文中所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、等同物及其它附加事项。除特别声明外,“安装”、“连接”、“支撑”、“配合”等类似措辞应作广义解释,包含直接及间接的安装、连接、支撑、配合。此外,“连接”及“配合”不限于物理的或机械的连接或配合。另外,尽管图示的实施方式中包含具体的气压值及温度值,但是这些具体数值仅针对此具体实施方式,故,除在权利要求中所列出的数值范围外,这些具体数值不应限制本发明的范围。

        图1所示的燃料调节系统10自燃料源15处接收气体,去除气体中的水分及杂质,然后将气体传送至燃料消耗装置20。该燃料调节系统10包括净气器25、压缩机30、能量输入机构35、涡轮40、后冷器50、气流装置55、节热器60、气水分离器65及气固分离器70。该涡轮40通过转轴45与压缩机30耦合以使涡轮40随压缩机30旋转。

        上述燃料源15可例如为废水处理设施、垃圾掩埋场或其它可释放气体的场所。气体内的杂质可例如为硅氧烷或其它若不去除可导致燃烧腔或其关联的移动部件污染或者损坏的致污物。该燃料消耗装置20可例如为燃烧器,该燃烧器燃烧该气体从而降低释放到环境中的未燃烧氢气的数量??裳≡竦?,该燃料消耗装置20也可为使用气体燃料的发动机。此类发动机示例包括往复发动机、微型涡轮发动机及大型气体涡轮发动机。此类发动机的用途示例包括发电,驱动冷却器、制冷器、压缩机,热电联产以制备热水,或以升降等方式移动物体。

        典型的废水处理设施或垃圾掩埋场中所释放的气体的气压为0磅/平方英寸(psig),温度为100华氏度()。这个气压及温度是在处理设备的气体消化池中发生某些化学反应的条件。某些情况下,释放气体的气压和温度随着所发生反应的类型而变化。该气体输送至净气器25以去除气体中夹杂的小水滴。气体自净气器25处理后达到100%饱和(即达到露点)。饱和气体流入压缩机30内,此时气压升至15磅/平方英寸,温度升至179华氏度。这样,压缩机30在气体进入涡轮40之前加压气体。在其它实施方式中,气体也可采用其它方式进行加压,如鼓风机等。

        由于压缩机-涡轮组合固有的低效率特性,故该燃料调节系统10的运行需要提供额外的能量。这种额外的能量是由能源输入机构35来提供。该能源输入机构35也可用于起动气体的处理。图中所示的能源输入机构35包括佩尔顿(Pelton)轮75、电动机80、油压机85及变频驱动控制系统90。该佩尔顿轮75安装成可随压缩机30一同旋转(例如,在转轴45上)。该变频驱动控制系统90感测燃料调节系统10的某一参数,并调节电动机80的速度使得该参数维持在期望范围内。上述感测参数可例如为涡轮40出口或入口处气体的压力、温度、容积流、可指征(可计算或推断得出)气体温度的其它参数。电动机80驱动油压机85,以使油压机85产生油流冲击佩尔顿轮75,从而使佩尔顿轮75及压缩机30旋转。在所示的实施方式中,控制系统90控制电动机80从而使涡轮出口处气体的温度约为-20华氏度。

        在其它可选实施方式中,压缩机30及涡轮40可不耦合以共同旋转,能量输入机构35可仅驱动其中之一旋转。例如,若能量输入机构35仅驱动压缩机30旋转,压缩气体内储存的能量将使得涡轮40旋转。在其它可选实施方式中,预压器(由能量输入机构驱动)可置于压缩机30的上游,以提供给气流充足的能量以驱动压缩机-涡轮组合旋转,在这种情形下,压缩机-涡轮组合可自由旋转。在其它可选实施方式中,能量输入机构35可包括电动机,该电动机可直接驱动压缩机30或通过磁力耦合驱动压缩机30。在其它可选实施方式中,能量输入机构35可为其它诸多形式,只要能量输入机构35提供能量执行工作。

        自压缩机30流出的气体通过后冷器50,在所示的实施方式中,该后冷器50利用气流冷却压缩气体,该气流由气流机构55提供。在所示的实施方式中,气流机构55包括电动机95、风扇100及变频驱动控制系统105。该变频驱动控制系统105控制电动机95及风扇100的工作速度,以使另一参数维持在期望范围内。在图示实施方式中,例如,变频驱动控制系统105控制节热器60出口处的气体温度为40华氏度。气体通过后冷器50会产生压降,图示实施方式中的后冷器50出口处的压力约为15.01磅/平方英寸,温度约为83华氏度。在其它可选实施方式中,可采用温控混合阀取代变频驱动控制系统105。

        随后,气流通过节热器60,在图示实施方式中采用逆流式换热器作为节热器60,该逆流式换热器在加热流出气固分离器70的气体(“流出气体”)的同时冷却即将进入涡轮40的气体(“流入气体”)。该节热器60可例如为板翅式换热器,以允许热量自较热的流入气体传递至较冷的流出气体,而不混合气流。如上所述,气流机构55被控制以使节热器60出口处的气体温度达到约40华氏度。通过节热器60时会产生轻微压降,气体压力降至约14.72磅/平方英寸。

        在其它可选实施方式中,后冷器50或节热器60或二者可由一个冷却系统取代,该冷却系统将气体冷却至上述温度。

        流入涡轮40前,气体通过气水分离器65。气水分离器65去除气体内的在通过后冷器50及节热器60降温时由于冷凝所形成的水滴。由于气体温度一直维持在水的冰点之上(这个温度在此简称为“冰点”),故后冷器50及节热器60内不会有明显的冰霜集结。然而,该后冷器50及节热器60有助于降低气体温度至略高于冰点,从而通过涡轮40之后由于膨胀产生的温降使气体温度充分降至冰点之下。

        若实施方式中使用较大涡轮40,则可选择性地采用一个膨胀机将气体压力降低后再输入涡轮40内,从而使气体压力处于与涡轮尺寸匹配的范围内。本应用中较大涡轮的范例包括加勒特公司(Garrett?Corporation)的GT1241和GT1544型号的涡轮(其大小适合小排量应用场合,如摩托车)。这些较大涡轮适用于压降约为7-15磅/平方英寸的情形,如图1与图2中的实施方式所示的情形。较小涡轮,如牙科设备中所使用的涡轮,可更适用于高压应用场合。

        接着,气体流过在能量输入机构35的作用下与压缩机30一同旋转的涡轮40。随着气体通过旋转的涡轮40发生膨胀,其温度降低至-20华氏度,压力降至0.76磅/平方英寸。由此致使气体内残留的水分冷凝并冻结,从而涡轮40的出口处会产生气流及冰。传统的换热器依赖气体与巨大的冷却表面之间的接触来传递热量。当潮湿的气体穿过这种传统的换热器,温度降至冰点之下,这种传统的换热器由于直接接触易于冻结且充满冰垢,从而降低换热器的效率。本发明的膨胀涡轮由气体膨胀冷却,表面不发生热传递,大大减少冰垢。而且,图示实施方式中的涡轮40以40,000-100,000转/分(rpm)或更高的转速旋转,其转速取决于涡轮40的尺寸??赡苄纬傻谋谌绱烁咚俚男陆匀煌崖?。为进一步抑制冰的形成,涡轮40的轴承的润滑油的温度可被调节以维持涡轮叶片的温度并保持涡轮叶片材料的温度在流过涡轮40的气体的温度之上。作为其它可选实施方式,涡轮40可被如下部件取代,如:气动发动机、齿轮泵、叶片泵、喷嘴(例如,焦耳-汤姆逊阀,Joule-Thompson?valve)或其它以膨胀方式间接冷却气体而不与气体实质接触的机构。

        气体与冰进入气固分离器70,在气固分离器70内冰从气体内分离出来。气体的蒸汽压力及温度在涡轮40内下降,硅氧烷在水及冰周围集结。因此,硅氧烷在气固分离器70内从冰中分离出来。流出气固分离器70的气体(上文所称的”流出气体”)为干燥清洁的,且温度和压力维持在-20华氏度、0.45磅/平方英寸(由于通过气固分离器70时的压降)。在图示实施方式中,该气固分离器70包括两个分离器110,如若其中之一被冰垢堵塞,阀门115可打开以引导气体进入另一分离器110,同时对冻结的分离器110进行解冻。在一个实施方式中,该气固分离器70为一个旋风分离器,在其它实施方式中,其可为凝聚过滤器或低速气室。

        流出气体随后流经节热器60内预冷流入气体。这将使流出气体的温度上升至23华氏度,并使流出气体的压力降低至0.30磅/平方英寸。用节热器60提高流出气体的温度可确保流出气体温度在其露点之上,因此增加对露点的抑制。尽管流出气体在离开气固分离器70时需完全干燥,但抑制露点降低了当气体在燃料消耗装置20消耗时残留水分在气体内凝结的可能性。气体从节热器60输送到燃料消耗装置20,或返回(经由阀门120)至净气器25,返回途中气体与潮湿不干净的气体混合并为其降温。

        图2所示为另一可选实施方式燃料调节系统125的构造,该燃料调节系统125中与图1中相同的元件使用同样的标号。在该实施方式中,没有设置后冷器50。流出净气器25的气体首先进入节热器60将其温度降低至约40华氏度。一个旁通阀130控制气体流入节热器60较冷一侧的量,以确保流出节热器60的气体的温度保持在冰点之上。然后,气体通过气水分离器65去除其内凝结的水分。随后气体流过涡轮40,将气体压力降至-7.5磅/平方英寸,温度降至-20华氏度。然后气体流过气固分离器70去除冰及硅氧烷。气体通过节热器60后其温度升至约40华氏度。最后,气体通过压缩机30后其压力升至约-1磅/平方英寸,温度升至约102华氏度。与第一实施方式相似,本实施方式中压缩机30由一个能量输入机构35驱动。

        参阅图3,某些燃料消耗装置20,如微型涡轮引擎发电机,在燃气以提高的压力输送时(例如,大约90磅/平方英寸),工作效率最高。如果燃料消耗装置20需要相对高压的燃气,可选择地采用压缩机或气体增压器组135以提高燃料消耗装置上游的气压。图示的可选气体增压器组135包括由电动机145驱动的压缩器140及变频驱动控制系统150,该变频驱动控制系统150根据进入压缩机组135的气体的参数(例如,气压)进行驱动控制。在压缩机140内,气体压力升至约90磅/平方英寸,气体温度升至约200华氏度。该气体增压器组135内也设置有后冷器155,以将气体温度降低至约100华氏度。风扇160由电动机165驱动,该风扇160向后冷器155内吹风以促进热传递。在其它可选实施方式中,气体增压器135可置于燃料调节系统10的上游,由此较高压的气体可进入燃料调节系统10内。在这些实施方式中,加压的气体可提供足够的能量以驱动燃料调节系统10中的压缩机30及涡轮40,如果这样则可省略能量输入机构35。就此而言,在一个封闭系统中,将气体增压器135置于燃料调节系统10的下游可增大通过燃料调节系统10的涡轮40的膨胀率,且可省略能量输入机构35。

        图4所示为一种燃料消耗装置20,该燃料消耗装置20可与图1或2中所示的燃料调节系统10或125配合使用。图3中所示的燃料消耗装置为微型涡轮引擎发电机170,可应用于分布式电源应用中,甚至可安装于滑架上并在工位之间移动。微型涡轮引擎发电机通常产生2兆瓦(MW)或低于2兆瓦的电量,因此其功率相较于电力网的发电站的发电机而言较小。

        图示微型涡轮引擎发电机170包括压缩机175、换热器180、燃烧室185、动力涡轮190及发电机195??掌谘顾趸?75中压缩并输送至换热器180的较冷一侧?;蝗绕?80可为如逆流板翅型换热器。压缩的空气在换热器180中预热并与来自燃料源(前文所述如图1或2中所示的燃料调节系统10或125)的气态燃料混合形成易燃混合物。微型涡轮引擎发电机170有利于将易燃混合物中的燃气气压提高到90磅/平方英寸,燃气温度提高至约100华氏度。在这些应用中,上述压缩机组135可置于燃料调节系统10或125的下游,微型涡轮引擎发电机170的上游。

        易燃混合物在燃烧室185中燃烧产生燃烧产物,燃烧产物通过动力涡轮190发生膨胀以给动力涡轮190的旋转提供能量。转动的动力涡轮190通过可选变速箱200来驱动发电机195运转,以产生可用频率的电能。在其它可选实施方式中,电力电子技术可取代变速箱200来调节电信号的频率至可用频率。图示的微型涡轮170、动力涡轮190及压缩机175通过转轴205耦合,以一同旋转。所以,转动的动力涡轮190同时也驱动压缩机175旋转。在其它可选实施方式中,动力涡轮190可仅驱动发电机195,且可使用一个额外的燃气发生器式涡轮来驱动压缩机175。在这些实施方式中,燃烧产物通过动力涡轮190和燃气发生器式涡轮时均发生膨胀。在从微型涡轮引擎发电机170内排出燃烧产物之前,燃烧产物流入换热器180的较热一侧以预热流入的压缩空气。在排出燃烧产物前,燃烧产物中的任何残余热量在最后的换热器210内均被合理利用(例如,加热水)。

        以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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