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KR102623304B1 - 냉각기, 공기 분리 시스템 및 관련 방법 - Google Patents

냉각기, 공기 분리 시스템 및 관련 방법 Download PDF

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Publication number
KR102623304B1
KR102623304B1 KR1020210125974A KR20210125974A KR102623304B1 KR 102623304 B1 KR102623304 B1 KR 102623304B1 KR 1020210125974 A KR1020210125974 A KR 1020210125974A KR 20210125974 A KR20210125974 A KR 20210125974A KR 102623304 B1 KR102623304 B1 KR 102623304B1
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KR
South Korea
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cooling
cooler
air
absorption
supplied
Prior art date
Application number
KR1020210125974A
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English (en)
Other versions
KR20220043877A (ko
Inventor
고우리 크리슈나무르티
나심 울 하산 말리크
치아오 자오
Original Assignee
에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 filed Critical 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Publication of KR20220043877A publication Critical patent/KR20220043877A/ko
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Abstract

냉각기는 가스화 시스템 또는 다른 유형의 시스템 또는 플랜트를 위한 냉각기로서 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각기는 사전-정화 유닛(PPU)의 하나 이상의 흡착기로의 입구 공기를 냉각시키기 위해 하나 이상의 흡수식 냉각기를 구동하기 위해 고온수 형태의 저등급 폐열 및/또는 저압 증기와 같은 단일 열원을 이용하도록 구성될 수 있다. 바람직하지 않은 불순물 스파이크(예를 들어, 이산화탄소 스파이크 등)의 검출의 경우에, 추가적인 양의 열원이 가스화 시스템으로부터 회수되어 흡수 냉각기가 불순물의 제거를 개선하기 위해 제공할 수 있는 냉각 수준을 증가시킬 수 있다. 자동화된 제어 루프가 일부 구현예에서 이용될 수 있다. 제어 루프는 불순물 농도를 체크하고 그에 따라 동작들을 조정하도록 구성될 수 있다.

Description

냉각기, 공기 분리 시스템 및 관련 방법{CHILLER, AIR SEPARATION SYSTEM, AND RELATED METHODS}
본 발명은 냉각기(chiller), 흡수 냉각기(absorption chiller), 공기 분리 플랜트(air separation plant), 공기 분리 시스템, 냉각기 및/또는 흡수 냉각기를 이용하는 시스템 및 이를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다.
가스화는 석탄, 석유, 바이오연료, 바이오매스 등과 같은 탄소질 공급원료를 합성 가스와 같은 합성 가스로 전환시키는 공정이다. 가스화 공정의 예는 미국 특허 제8,980,204호 및 미국 특허 출원 공개 제2014/0077133호로부터 인식할 수 있다.
일반적으로 합성가스(syngas)로 지칭되는 합성 가스(synthesis gas)는 다양한 양의 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 혼합물이며 다양한 응용을 갖는다. 합성가스는 가스 터빈, 보일러 또는 왕복 엔진에서 직접 연소함으로써, 연료 전지로 공급됨으로써 전력을 발생시키는데 사용될 수 있고/거나 폐열은 증기 터빈을 통해 추가의 전력을 제공할 수 있는 증기의 발생에 사용될 수 있다. 합성가스는 또한 수소 또는 액체 연료 또는 화학물질, 기체 연료, 합성 천연 가스, 및/또는 일산화탄소의 제조에 사용될 수 있으며, 이들 중 일부는 암모니아, 플라스틱 등과 같은 다른 화학물질의 제조에서 원료로서 사용될 수 있다.
사용된 공급원료에 따라, 생성된 합성가스는 CO, H2, 증기 (H2O), 시안화수소 (HCN), 이산화탄소 (CO2), 질소 (N2), 산소 (O2), 메탄 (CH4), 황화수소 (H1S), 카보닐 설파이드 (COS), 암모니아 (NH3), 염산 (HCl), 아르곤 (Ar), 수은 (Hg), 탄화수소, 중질 탄화수소, 예컨대 타르(tar), 차르(char)를 포함하는 미립자, 회분, 및/또는 미전환 연료를 포함할 수 있다.
합성가스는 고온에서 생성될 수 있고, 먼저 물을 사용한 건식 및 습식 켄칭을 사용하여 냉각될 수 있다. 이 단계는 또한 합성가스 중의 미립자 함량을 감소시킬 수 있다. 합성가스는 냉각되고, 고온수, 증기, 또는 유체의 폐열 흐름(예를 들어, 연소를 통해 생성된 연도 가스의 흐름 등)이 전형적으로 생성된다. 그 후, 냉각된 합성가스는 종종 산성 가스 (CO2, SO2) 제거, 수은 가드 베드 (guard bed), COS/H2S 제거, HCl, 암모니아 제거 등을 포함하는 다수의 단계로 냉각될 수 있다. 그 후, 생성 합성가스는 전형적으로 하류 처리 또는 발전을 위해 보내진다. 다수의 고온 스트림, 예컨대 터빈 폐열, 고온수, 다양한 압력의 증기(예를 들어, 500 kPa 내지 1,200 kPa인 5 내지 12 bar의 저압(LP) 증기, 1,000 kPa 내지 2,000 kPa인 10 내지 20 bar의 중압(MP) 증기 및 1,500 kPa 내지 5,000 kPa인 15 내지 50 bar의 고압(HP) 증기)가 가스화 섹션에 존재할 수 있다.
냉각기는 가스화 시스템과 함께 사용되어 왔다. 냉각기의 예는 미국 특허 번호 4,907,405, 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0275648, 국제 공개 번호 WO 2004/065869 및 중국 실용신안 번호 CN 210346385 U로부터 인식할 수 있다. 그러한 냉각기는 높은 전력 수요를 가질 수 있고 종종 환경 친화적이거나 지속가능하지 않다.
가스화는 플랜트 외부의 대기로 배기될 수 있는 제한된 양의 CO2 및 다른 가스를 생성할 수 있는 고온 고압 공정일 수 있다. CO2 및 SO2와 같은 산성 가스는 일부 상황에서 배기되거나 저장 장치로 보내지거나, 부산물로서 판매되거나, 또는 부산물로서의 판매를 위해 산으로 전환될 수 있다. 그러나, 유지, 오동작, 퍼징, 설계외 동작 등 동안, 소량의 CO2, NO2, 탄화수소, 및 다른 불순물이 단기간 동안 대기로 배출될 수 있다. 본 발명자들은 이러한 배기로부터 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위한 해결책이 필요하다고 결정하였다.
예를 들어, 가스화 플랜트를 위한 공기 분리 유닛(ASU)의 위치는 벤트 스택으로부터 충분히 멀리 또는 전형적인 풍향으로부터 상류로 선택될 수 있다고 결정하였다. 그러나, 풍속 또는 방향이 변할 때, 본 발명자들은 벤트 스택 배기물이 ASU 공급물 흡입부 주위의 공기 중 CO2의 분산에 영향을 미칠 수 있고, 이는 ASU에 도입된 공급물 공기 중의 CO2 농도에 영향을 줄 수 있다고 결정하였다. CO2 농도의 이러한 증가의 결과로서, ASU에 공급되는 공급 공기는 상당히 더 높은 CO2 농도 및/또는 탄화수소 부하를 가질 수 있다 본 발명자들은 이들 불순물이 하나 이상의 냉각기(예를 들어, 콜드 박스)로 보내지기 전에 공급 공기로부터 효율적으로 제거될 수 있는 한편, ASU로부터 원하는 양의 O2 생성물을 여전히 생성할 수 있다고 결정하였다.
일부 경우에, 공급 공기 중의 CO2 함량은 짧은 기간 동안 400 ppm (정상) 내지 약 800 ppm, 또는 약 1500 ppm, 약 2000 ppm, 또는 2000 ppm 초과로 변할 수 있다. 기간은 드문 상황에서 1시간 미만에서 수일까지 다양할 수 있다. 본 발명자들은 또한 CO2 스파이크들 이외에 작업들에 악영향을 미칠 수 있는 다른 타입들의 불순물 농도 스파이크들(예를 들어, 공급 공기 내의 CO 함량이 미리 선택된 임계치를 초과함, 공급 에어 내의 탄화수소 함량, CO2 함량과 공급 에어의 CO 함량의 조합, 공급 공기의 CO2 함유량, CO 함량과 탄화수소 함량의 조합이 미리 선택된 임계치 초과함 등)이 존재할 수 있다고 결정하였다. 본 발명자들은 ASU가 가스화 시스템을 위해 이들 불순물 "스파이크(spike)"를 효율적으로 처리하도록 더 잘 설계될 수 있다고 결정하였다.
본 발명자들이 생각하는 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 해결책은 벤트 스택의 높이를 조정하거나 ASU의 반대 방향으로 대면하게 하는 것일 수 있다. 그러나, 이러한 솔루션들은 짧은 스파이크들에 대해서만 작용할 수도 있다. 또한, 풍향 등과 같은 실제적인 문제들은 ASU로의 입구 공기의 오염을 초래할 수 있다.
대부분의 가스화 설비는 큰 경향이 있고 높은 산소 수요를 가질 수 있다. 이러한 설비는 큰 사전-정화 유닛(pre-purification unit, PPU)을 필요로 할 수 있다. 일부 경우에, PPU의 다수의 트레인이 필요할 수 있다. 다수의 기차 및 선박은 자본 비용, 작업 비용뿐만 아니라 플랜트의 풋프린트, 레이아웃 및 복잡성을 증가시킬 수 있다. 고용량에서, 이용될 수 있는 PPU의 열 스윙(thermal swing) 흡착기는 또한 상당히 더 커야 할 것이다. 이들이 더 커짐에 따라, 자본 비용, 제조 복잡성, 선적 및 운송 비용 및 한계가 또한 증가한다. 본 발명자들은 가스화 설비를 개선하기 위한 또 다른 도전과제는 PPU의 열 스윙 흡착(TSA) 용기가 더 작아질 수 있게 하는 한편, 또한 발생할 수 있는 ASU 공급물 흡입에서의 불순물 함량 증가를 고려하는 것이다.
본 발명자들이 확인한 일부 가스화 설비에서의 세 번째 도전과제는 그 안의 흡착제 물질(예를 들어, 전형적으로 폐기물(N2))을 재생하기 위해 흡착기를 통과할 수 있는 재생 가스(또한 "재생 가스"로 지칭됨)가 쉽게 이용가능하지 않을 수 있다는 것이다. 예를 들어, 본 발명자들은 폐기물 N2가 종종 공급 공기와 생성물 O2 및 생성물 N2 사이에서 균형을 이룬다고 결정하였다. 대부분의 N2가 생성물로서 생산되거나, 예를 들어 암모니아 생산에서와 같이 생성물을 생산하는데 사용될 때, 재생 가스로서 이용 가능한 폐기물 N2는 불충분할 수 있을 것이다. 필요한 재생 가스의 양은 ASU의 하나 이상의 흡착기의 흡착 재료로부터 제거될 필요가 있을 수 있는 물의 양에 의해 심하게 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 공급 공기 중의 물의 양은 주위 온도의 증가에 따라 증가할 수 있다. 이용가능한 폐기물 N2의 양은 뜨거운 주위 조건 하에서 PPU를 재생시키기에 불충분할 수 있다.
본 발명자들은 개선된 가스화 시스템이 본 발명자들이 확인한 이러한 문제점들 중 적어도 하나를 해결할 수 있다고 믿는다. 가장 바람직하게는, 구현예는 낮은 자본 비용, 낮은 작동 비용, 높은 효율, 주위 온도에 대한 유연성 및 농도 변화, 낮은 풋프린트(footprint), 및 조작성의 용이성에서 이들 과제들 중 3가지 모두를 다룰 수 있는 해결책을 제공하도록 설계되고, 본 발명자들이 종래의 시스템들에 존재하는 것으로 결정한 문제점들을 다룰 것이 특히 바람직하다. 구현예들은 또한 바람직하게는 지속가능하고 환경 친화적인 해결책을 제공할 수 있다.
본 발명의 냉각기, 흡수식 냉각 시스템, 플랜트, 및 공기 분리 유닛의 구현예는 열원, 예컨대 온수 형태의 저등급 폐열, 및/또는 하나 이상의 흡수 냉각기를 구동하여 입구 공기를 PPU의 흡착기(들)로 냉각시키는데 도움을 주기 위해 플랜트의 가스화 섹션에서 이용가능할 수 있는 저압 증기를 사용함으로써 본 발명이 확인한 가스화 설비에서의 문제점 중 하나 이상을 해결하도록 구성될 수 있으며, 이는 하나 이상의 흡착기의 크기가 더 작아지게 하고 더 적은 흡수물이 탈착될 필요가 있을 수 있기 때문에 재생 가스 요건을 감소시킬 수 있다. CO2 스파이크 또는 다른 유형의 불순물 농도 스파이크(예를 들어, NOx 스파이크, CO 스파이크, 더 가벼운 탄화수소 스파이크(예컨대, 메탄(CH4) 스파이크) 등)의 경우에, 추가의 열원이 가스화 시스템으로부터 회수되어 흡수 냉각기 시스템(및/또는 하나 이상의 냉각기)의 냉각 수준을 증가시켜 불순물의 제거를 개선하여 플랜트의 작동 중에 발생할 수 있는 불순물 스파이크를 해결할 수 있다.
일부 구현예에서, 공급물 내의 CO2를 체크하고 그에 따라 공급물 온도를 조절하도록 구성되는 자동화된 제어 루프가 포함될 수 있다. 일부 구현예들에 대해 더 높은 열 전달 효율이 요구되는 경우, 다수의 냉각 스테이지들이 사용될 수 있다(단일 효과 냉각기에 대한 다수의 효과). 이는 요구될 수 있는 냉각이 10℃ 초과와 같이 비교적 높을 때 특히 도움이 될 수 있다.
본 발명자들은, 더 저온인 온도에서, PPU의 흡착기는 더 낮은 수분 함량 및 다른 불순물의 개선된 흡착 능력으로 인해 더 작은 크기로 될 수 있다고 결정하였다. 예를 들어, 본 발명자들은 일부 구현예에서 공급 온도의 1℃ 강하마다, 물 부하의 약 10% 감소가 수득될 수 있다고 결정하였다. 흡착 등온선은 또한 저온에서 개선될 수 있다. 이는 공기가 PPU에 공급되기 전에 중질 탄화수소가 물로 녹아웃되게 하여 다른 불순물이 PPU의 흡착기(들)에서 더 높은 효율로 제거될 수 있다. 이는 PPU 흡착기들 중 하나 이상이 더 작고, 더 효율적이며, 더 낮은 풋프린트를 갖고, 설계가 더 간단해질 수 있게 할 수 있다(예를 들어, 흡착제 재료의 더 적은 층들을 이용함).
CO2 스파이크 또는 다른 유형의 바람직하지 않은 불순물 농도 스파이크가 공급물 조성물에서 발생하는 경우에, 시스템의 구현예는 스트림(들)로부터의 열이 (흡수 냉각기의 증발기를 통해 직접적으로 또는 직접 접촉 쿨러의 냉각 매체 또는 상이한 유형의 열 교환기에 공급되는 냉각 매체를 냉각시킴으로써 간접적으로) 공급물 가스를 냉각하기 위한 흡수 냉각기 작동을 구동하도록 허용하기 위해 가열된 유체 (예를 들어, 증기, 연도 가스 등)의 하나 이상의 스트림으로서 흡수 냉각기에 보내지는 열원을 증가시키도록 설계될 수 있다. 냉각기 및 흡착 기반 냉동 시스템의 일부 구현예에서, 공급 온도가 (예를 들어, ~5℃에서) 동결에 가까울 때까지 개선을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 냉각 시스템은 또한 다른 유형의 바람직하지 않은 함량 농도 스파이크(예를 들어, CO2에 더하여 또는 이에 대한 대안으로서 불순물 내의 스파이크) 또는 유체 특성의 다른 유형의 스파이크(예컨대, 온도의 예상치 못한 스파이크 등)를 다루는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 흡수 냉각기 시스템 및/또는 냉각기는 가능한 가장 차가운 공급 온도 및 가장 높은 열원 흐름을 위해 설계될 수 있다. 이러한 유형의 구성은 종종 최소 비용으로 작동의 증가된 유연성을 허용할 수 있다.
제공될 수 있는 냉각 정도는 또한 공급 온도에 대해 조정될 수 있다. 예를 들어, 여름 달 동안, 더 적은 양의 냉각이 사용될 수 있는 겨울 달에 비해, 더 많은 양의 냉각을 사용할 수 있다.
PPU로의 저온 공급 온도를 갖는 것은 PPU의 흡착기가 더 작아지게 할 뿐만 아니라 ASU의 기계 전력을 감소시킬 수 있다. 하나 이상의 기계적 냉각기의 압축기(회전 장비) 대신에 하나 이상의 흡수 냉각기의 펌프 및 열 교환기의 존재는 흡수 냉각기의 신뢰성 및 이용가능성을 개선할 수 있다.
본 발명자들은 본 발명의 냉각기, 냉각기 흡수 시스템, 흡수식 냉각 시스템, 및 이들 구현예와 동일한 제조 및 사용 방법의 구현예의 사용에 의해 얻어질 수 있는 예상치 못한 이점이 가스화 플랜트에서 이용가능할 수 있는 열원을 레버리징하고 이들을 냉각 공기로 전환시켜 개선된 성능을 제공하면서 또한 작업 동안 발생할 수 있는 공급물 흡입 불순물 문제를 해결함으로써 가스화 설비에서의 다수의 문제를 해결하도록 구성될 수 있다고 결정하였다. 또한, 구현예는 PPU의 흡착기가 단일 층(예를 들어, 분자체만)이 되도록 설계될 수 있도록 구성될 수 있으며, 이는 물이 적어도 하나의 흡수 냉각기 및/또는 흡수식 냉각 시스템의 하류에 위치될 수 있는 적어도 하나의 녹아웃 드럼(knockout drum) 또는 다른 물 제거 메커니즘을 통해 PPU 상류에서 제거될 수 있기 때문에 일부 구현예에서 알루미나 흡착제 층에 대한 필요성을 완전히 제거할 수 있다. 탄화수소 또는 다른 불순물은 또한 (예를 들어, 또한 녹아웃 드럼을 통해) PPU의 상류에서 제거될 수 있다. 본 발명자들은 물 및 탄화수소가 PPU의 상류 및 하나 이상의 흡수 냉각기 또는 흡수식 냉각 시스템의 하류의 부분 응축에 의해 주로 제거될 수 있기 때문에 이것이 일부 구현예에서 제공될 수 있다고 결정하였다.
본 발명의 냉각기, 흡수 냉각기 및 흡수식 냉각 시스템, 및 플랜트의 구현예는 전원이 자유롭기 때문에 상당히 낮은 전력 비용을 가질 수 있고, 따라서 작동 비용을 상당히 감소시키고 지속성을 향상시킨다. 예를 들어, 구현예는 냉매로서 물을 사용하도록 구성될 수 있고, 그 결과, 냉매로서 클로로플루오로카본(CFC)을 사용하는 기계적 냉각기보다 환경 친화적일 수 있다.
본 발명의 냉각 시스템의 일부 구현예는 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU)을 위한 흡수식 냉각 시스템으로서 구성될 수 있다. 흡수식 냉각 시스템은 플랜트의 가스화 섹션으로부터 적어도 하나의 공정 스트림을 수용하도록 위치한 적어도 하나의 흡수 냉각기를 포함할 수 있고, 그에 따라 적어도 하나의 공정 증기로부터의 열이 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 제너레이터에 공급된다. 적어도 하나의 흡수 냉각기는, (i) ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위한 정화된 기류를 형성하도록 공기를 정화하기 위한 사전-정화 유닛(PPU)에 냉각 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기를 냉각하고, (ii) 청정된 기류가 콜드 박스로 공급되기 전에 PPU로부터 정화된 기류를 냉각시키고/거나 (iii) 제1 압력(제1 압력은 제2 압력보다 높음)으로 추가 압축하도록 제2 압력의 냉각 공기를 압축 시스템에 공급하기 위해, ASU의 압축 시스템으로부터 제2 압력에서 공기를 냉각하도록 배치가능할 수 있다.
흡수식 냉각 시스템은, 적어도 하나의 흡수 냉각기가 옵션 (i)-(iii) 중 단지 하나, 옵션 (i)-(iii) 중 단지 2개 (예를 들어, 옵션 (i) 및 (ii), 옵션 (ii) 및 (iii) 또는 옵션 (i) 및 (iii), 등), 또는 이들 옵션 (i)-(iii) 중 모두 3개를 수행하도록 배치가능하도록 배열되고 구성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 적어도 하나의 흡수 냉각기는 또한 일부 구현예에서 다른 플랜트 공정 흐름의 추가적인 냉각을 제공하도록 위치될 수 있다.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기는 냉각된 공기를 PPU에 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 수용된 제1 압력에서 공기를 냉각하고, 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에 PPU로부터의 정화된 기류를 냉각하며, 그리고/또는 압축 시스템으로부터 제2 압력에서 공기를 냉각할 수 있다.
흡수식 냉각 시스템의 몇몇 구현예들은 또한 직접 접촉 쿨러를 포함할 수 있다. 직접 접촉 쿨러는 애프터쿨러(aftercooler)에 통합될 수 있거나 애프타쿨러를 이용할 수 있는 구현예들에서 애프터쿨러로부터 분리되고 다운스트림일 수 있다. 직접 접촉 쿨러는 공기를 냉각하고 냉각된 공기를 냉각 매체를 통해 PPU로 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 수용하도록 위치될 수 있다. 직접 접촉 쿨러는 제1 압력에서 공기를 냉각시키기 위해 흡수 냉각기로부터 냉각 매체를 수용하도록 적어도 하나의 흡수 냉각기에 연결될 수 있다. 냉각 매체는 일부 구현예에서 물 또는 글리콜일 수 있고, PPU는 일부 구현예에서 적어도 하나의 반경방향 흡착기 또는 적어도 2개의 반경방향 흡착기를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 직접 접촉 쿨러 냉각 매체는 물을 포함할 수 있고, 흡수식 냉각 시스템은 냉각 매체가 적어도 하나의 흡수 냉각기에 공급되기 전에 냉각 매체를 냉각하기 위해 콜드 박스와 적어도 하나의 흡수 냉각기 사이에 위치한 냉각탑을 또한 포함할 수 있다. 냉각탑은 냉각 매체가 적어도 하나의 흡수 냉각기에 공급되기 전에 냉각 매체를 냉각하기 위해 콜드 박스로부터 냉각 유체의 흐름을 수용하도록 위치될 수 있다.
흡수식 냉각 시스템은 공기의 불순물 농도를 검출하도록 구성될 수 있다. 불순물 농도는 예를 들어 CO2 농도, CO 농도, NOx 농도, 하나 이상의 경질 탄화수소 (예를 들어, CH4 등) 농도 또는 상이한 농도 역치에서의 이들 불순물의 조합일 수 있다. 시스템의 구현예들은 또한, 적어도 하나의 흡수 냉각기가 일차 흡수 냉각기 및 이차 흡수 냉각기를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 시스템은 다음 중 하나가 되도록 배열되고 구성될 수 있다:
(i) 상기 흡수식 냉각 시스템은, 상기 압축 시스템으로부터의 상기 제1 압력에서의 상기 공기의 제1 부분이 냉각을 위해 상기 일차 흡수 냉각기에 공급되고, 상기 압축된 시스템으로부터의 제1 압력으로의 상기 에어의 제2 부분이 미리 선택된 임계치 이상인 불순물 농도에 응답하여 냉각을 위해 이차 흡수 냉각기에 공급되도록 구성되고,
(ii) 흡수식 냉각 시스템은, 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 냉각시키기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 제1 흡수 냉각기에 공급되어 냉각 매체의 상기 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 제1 압력에서 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 제공될 냉각 매체의제2 부분이 제2 흡수 냉각기에 공급되어 불순물 농도가 미리 선택된 임계치 이상인 것에 응답하여 냉각 매체의 상기 제2 부분을 상기 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성된다.
다른 구현예에서, 흡수식 냉각 시스템은, 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기가 냉각을 위해 일차 흡수 냉각기에 공급되도록 흡수식 냉각 시스템이 구성되도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 흡수식 냉각 시스템은 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체가 일차 흡수 냉각기에 공급되어 냉각 매체를 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 직접 접촉 쿨러는 애프터쿨러에 통합되거나 애프터쿨러의 하류에 위치될 수 있다
플랜트가 또한 제공된다. 플랜트는 본 발명의 흡수식 냉각 시스템 및 가스화 섹션의 구현예를 갖는 ASU를 포함할 수 있다. 플랜트의 일부 구현예에서, ASU는 압축 시스템, 콜드 박스, 및 흡수식 냉각 시스템과 콜드 박스 사이에 위치한 PPU 및 적어도 하나의 녹아웃 드럼을 가질 수 있다. 플랜트의 일부 구현예들에서, 플랜트의 가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림은 또한, 적어도 하나의 흡착기 내의 흡착제 재료의 재생을 위해 적어도 하나의 흡착제에 통과된 재생 유체를 가열하기 위해 플랜트의 동작 동안 오프-상태 포지션에서 PPU의 적어도 하나의 흡착재에 공급될 수 있는 재생 유체를 가열하는 히터를 가열할 수 있다. 예를 들어, 가스화 섹션으로부터의 다른 비교적 뜨거운 공정 스트림의 증기가 재생 유체를 가열하기 위해 이용될 수 있다.
가스화 섹션을 갖는 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU) 내의 공기를 냉각하는 방법이 또한 제공된다. 본 방법의 구현예들은 가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림으로부터의 열이 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 제너레이터에 공급될 수 있도록 가스화 섹션으로부터 적어도 하나의 공정 스트림을 수용하도록 ASU 내에 적어도 하나의 흡수 냉각기를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 흡수 냉각기는 하기를 용이하게 하기 위해 냉각을 제공한다:
(i) 공기의 정화를 위한 사전-정화 유닛(PPU)으로 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 냉각하여 ASU의 콜드 박스로 정화된 기류를 공급하기 위한 정화된 기류를 형성하는 단계,
(ii) 상기 정화된 기류가 상기 콜드 박스에 공급되기 전에 상기 PPU로부터 정화된 기류를 냉각하는 단계, 및/또는
(iii) 제2 압력에서 냉각된 공기를 압축 시스템으로 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제2 압력에서 공기를 냉각하여 제1 압력으로 더 압축하는 단계로서, 제1 압력은 제2 압력보다 높은, 단계.
적어도 하나의 흡수 냉각기를 통해 촉진되는 냉각은 옵션 (i)-(iii) 중 단 하나, 옵션 (i)-(iii) 중 모두 3개 또는 이들 옵션 중 단지 2개 (예를 들어, 단지 옵션 (i)-(ii), 단지 옵션 (ii)-(iii), 또는 단지 옵션 (i) 및 (iii), 등)를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 흡수 냉각기는 또한 다른 공정 스트림을 위한 냉각을 제공할 수 있다.
방법의 일부 구현예에서, 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기는 냉각된 공기를 PPU에 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 수용된 제1 압력에서 공기를 냉각하고, 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에 PPU로부터의 정화된 기류를 냉각하며, 그리고/또는 압축 시스템으로부터 제2 압력에서 공기를 냉각할 수 있다.
본 방법의 구현예들에서, 공기를 냉각하고 냉각된 공기를 냉각 매체를 통해 PPU에 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 수용하도록 직접 접촉 쿨러가 위치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 직접 접촉 쿨러는 제1 압력에서 공기를 냉각시키기 위해 적어도 하나의 흡수 냉각기로부터 냉각 매체를 수용하도록 적어도 하나의 흡수 냉각기에 연결될 수 있다. ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위한 정화된 기류를 형성하기 위해 공기의 정화를 위해 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력에서의 냉각 공기를 용이하게 하기 위해 적어도 하나의 흡수 냉각기를 통해 냉각을 제공하는 단계는, 냉각 매체를 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각 매체를 냉각하여, 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 출구 온도에서 직접 접촉 쿨러로 냉각 매체를 공급하는 적어도 하나의 흡수 냉각기를 포함할 수 있다. 본 방법의 이러한 구현예들 중 일부에서, 직접 접촉 쿨러는 압축 시스템과 직접 접촉 쿨러 사이에 배열된 애프터쿨러의 하류에 있을 수 있거나 애프타쿨러에 통합될 수 있다.
방법의 일부 구현예에서, 적어도 하나의 흡수 냉각기는 일차 흡수 냉각기 및 이차 흡수 냉각기를 포함할 수 있다. 방법은 또한 미리 선택된 임계치 이상인 불순물 농도 수준을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 불순물 농도는 예를 들어 CO2 농도, CO 농도, NOx 농도, 하나 이상의 경질 탄화수소 (예를 들어, CH4 등) 농도 또는 상이한 농도 역치에서의 이들 불순물 농도의 조합일 수 있다. 방법의 구현예들은 또한 다음 중 하나를 포함할 수 있다:
(a) 불순물 농도 수준이 미리 선택된 임계치 이상이라는 결정에 응답하여, 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기의 제1 부분이 일차 흡수 냉각기에 공급되고 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기의 제2 부분이 이차 흡수 냉각기에 공급되도록 작동을 조정하는 단계, 및
(b) 불순물 농도 수준이 미리 선택된 임계치 이상이라는 결정에 응답하여, 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 일차 흡수 냉각기에 공급되어 냉각 매체의 상기 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기를 냉각시키기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급되도록 냉각 매체의 적어도 제2 부분이 이차 흡수 냉각기에 공급되어 냉각 매체의 상기 제2 부분을 상기 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 입구 온도로 냉각하는 동작을 조정하는 단계를 포함한다.
방법의 구현예들은 또한 다른 단계들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 또한, 오프-상태 위치에 있는 PPU의 흡착기 내의 흡착제 재료의 재생을 위해, 상기 가열된 재생 유체를 오프- 상태 위치에 있는 상기 PPU의 흡착기에 공급하기 위해, 재생 유체를 가열하기 위해 상기 가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림을 이용하는 단계를 포함할 수 있을 것이다. PPU의 오프-상태 흡착기는 일부 구현예들에서 방사상 흡착기일 수 있다 일부 구현예에서, PPU는 적어도 하나의 방사상 흡착제 또는 적어도 2개의 방사상 흡착제(예를 들어, 정제를 위해 온-상태일 수 있는 하나의 방사상 흡착기 및 오프-상태 위치에 있을 수 있는 제2 방사상 흡착기를 포함할 수 있는 한편, 다른 흡착기는 오프- 상태 흡착기의 흡착제 재료의 재생을 위해 온 -상태 위치에 있음)를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU)을 위한 냉각 시스템의 구현예를 제공한다. 냉각 시스템은 제1 냉각기 및 제2 냉각기를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 냉각기는 흡수 냉각기일 수 있거나 다른 유형의 냉각기(예를 들어, 기계적 냉각기)일 수 있다. 제1 냉각기는, (i) ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위한 정화된 기류를 형성하기 위해 공기의 정화를 위해 사전-정화 유닛(PPU)에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기를 냉각하는 것, (ii) 청정된 기류가 콜드 박스로 공급되기 전에 PPU로부터 정화된 기류를 냉각시키는 것, 및/또는 (iii) 제1 압력(제1 압력은 제2 압력보다 높음)으로 추가 압축하도록 압축 시스템에 제2 압력에서 냉각된 공기를 제공하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제2 압력에서 공기를 냉각하는 것을 용이하게 하도록 위치될 수 있다. 냉각 시스템은 공기의 불순물 농도를 검출하도록 구성된 컴퓨터 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 불순물 농도는, 예를 들어, CO2의 농도, CO의 농도, NOx의 농도로, 하나 이상의 경질 탄화수소들 (예를 들어, CH4 등)의 농도로, 또는 상이한 농도 임계치들에서의 이들 불순물들의 조합일 수 있다
일부 구현예에서, 냉각 시스템은, 불순물 농도가 미리 선택된 임계치 이상인 것에 응답하여, 압축 시스템으로부터의 제1 압력에서 공기의 제1 부분이 냉각을 위해 제1 냉각기에 공급되고, 그리고 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기의 제2 부분이 냉각을 위하여 제2 냉각기에 공급되도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 냉각 시스템은, 압축 시스템으로부터 제1 압력에서 공기를 냉각시키기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 제1 냉각기에 공급되어 냉각 매체의 상기 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 제1 압력에서 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급되어야 냉각 매체에 대한 제2 부분이 제2 냉각기로 공급되어, 불순물 농도가 미리 선택된 임계치 이상인 것에 응답하여 냉각 매체 중 상기 제2 부분을 미리 결정된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 냉각기, 흡수 냉각기, 흡수식 냉각 시스템, 하나 이상의 냉각기를 이용하는 시스템, 하나 이상의 냉각기를 이용하는 플랜트, 및 이들의 제조 및 이용 방법의 다른 세부 사항, 목적, 및 장점은 본 발명의 특정 예시적인 구현예의 이하의 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.
냉각기, 흡수 냉각기, 흡수식 냉각 시스템, 하나 이상의 냉각기를 이용하는 시스템, 하나 이상의 냉각기를 이용하는 플랜트, 및 이들의 제조 및 이용 방법의 예시적인 구현예가 본원에 포함된 도면에 도시되어 있다. 도면들에서 사용된 유사한 참조 부호들은 유사한 컴포넌트들을 식별할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 흡수식 냉각 시스템의 제1 구현예를 이용하는 플랜트의 제1 구현예의 개략적인 블록도이다. 중간 압축기 공기 냉각 도관 배열(105ic), 녹아웃 드럼(108), 및 이 구현예에서 이용될 수 있는 정화된 냉각 스트림 흐름(107v)을 위한 도관들의 장치가 도 1에 파선으로 도시되어 있다.
도 2는 흡수식 냉각 시스템의 제2 구현예를 이용하는 플랜트의 제2 구현예의 개략적인 블록도이다. 중간 압축기 공기 냉각 도관 배열(105ic), 녹아웃 드럼(108), 및 이 구현예에서 이용될 수 있는 정화된 냉각 스트림 흐름(107v)을 위한 도관들의 장치가 도 2에 파선으로 도시되어 있다.
도 3은 예시적인 흡수식 냉각 시스템으로 그리고 그로부터 통과하는 유체를 위한 예시적인 유체 흐름의 보다 상세한 예시를 제공하는 플랜트의 제2 예시적인 구현예의 부분 개략 블록도이다.
도 4는 예시적인 흡수식 냉각 시스템으로 그리고 그로부터 통과하는 유체를 위한 예시적인 유체 흐름의 보다 상세한 예시를 제공하는 플랜트의 제1 예시적인 구현예의 단편적인 개략 블록도이다.
도 5는 플랜트의 제1 및 제2 예시적인 구현예의 예시적인 PPU 배열의 개략적인 블록도이다.
도 6은 플랜트의 제1 및 제2 예시적인 구현예에 포함될 수 있는 예시적인 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예에서 이용될 수 있는 흡수 냉각기(105b)의 예시적인 구현예의 개략 블록도이다.
도 7은 플랜트의 제1 및 제2 예시적인 구현예에 포함될 수 있는 예시적인 흡수식 냉각 시스템의 예시적인 구현예에서 이용될 수 있는 예시적 제어기의 블록도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 플랜트(100)는 하나 이상의 원하는 생성물(예를 들어, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스 등)을 제공하기 위한 하나 이상의 출력 흐름의 생성을 위한 극저온 공기 증류 시스템을 포함하도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 플랜트는 하나 이상의 다른 원하는 생성물 흐름을 생성하기 위해 다른 유체를 처리하도록 구성될 수 있다. 플랜트(100)는 공기 분리 유닛(ASU)(102) 및 가스화 섹션(111)을 포함할 수 있다. ASU는 압축 시스템(103)으로부터 출력된 압축 공기가 압축 시스템 출력 압력(COMPR. AIR)으로 압축되도록 공급 기류(AIR)을 압축하기 위한 적어도 하나의 압축기를 갖는 압축 시스템(103), 압축기로부터 출력된 압축 공기를 정화하기 위한 사전-정화 유닛(107), 및 정화된 압축 공기를 냉각하고 압축 공기로부터 산소(O2) 및 질소(N2)를 분리하고 산소 및 질소 흐름을 제1 및 제2 출력 흐름(109a, 109b)으로서 출력하기 위한 콜드 박스(109)를 포함한다. 콜드 박스(109)는 또한 PPU(107)로부터 수용된 정화된 공기의 다른 성분을 액화 및/또는 분리시켜, 예를 들어 아르곤 가스와 같은 다른 가스로의 출력 흐름을 형성할 수 있다. 이들 유출 흐름은 플랜트(100)의 가스화 섹션(111)으로 공급될 수 있다. 일부 구현예에서, 콜드 박스(109)로부터의 이들 출력 흐름의 적어도 일부는 또한 제품(예를 들어, 산소 가스, 질소 가스, 암모니아, 아르곤 가스, 또는 다른 가스 제품)을 형성하는 데 이용될 수 있다. 콜드 박스로부터 배출되는 질소의 적어도 일부는 또한 PPU의 온라인 흡착제가 압축 공기를 정화하는 동안 흡착제 재료의 재생을 위해 콜드 박스(109)로부터 배출되는 재생 스트림(R)의 PPU 재생 흐름(R1)으로서 PPU(107)의 오프라인 흡착제에 공급될 수 있다. 흡수식 냉각 시스템(105)과 같은 냉각 시스템 또는 다른 유형의 COMPR. AIR)을 압축 시스템(103)으로부터 냉각시켜 압축 공기(COMPR. COOLED AIR)은 PPU(107)에 공급될 수 있다.
PPU(107)는 압축 공기를 정화하여 이산화탄소(CO2), 물, 아산화질소(N2O), 중질 탄화수소, 및/또는 하류 공정에서 동결되거나 안전 문제를 야기할 수 있는 다른 불순물을 제거하도록 구성될 수 있다. 불순물이 압축 공기로부터 충분히 제거되지 않는 경우, 이들은 정상 작동을 방해할 수 있고, 콜드박스 장비에 손상을 야기할 수 있으며, 셧다운(shutdown) 및 고가의 유지 작업을 필요로 하고, 장비 수명에 영향을 미치고, 및/또는 ASU의 안전성에 영향을 끼칠 수 있다. 가스화 섹션(111)의 효율적인 작동을 위해, ASU(102)는 PPU가 설비의 수명 동안 높은 효율로 작동할 수 있도록 유지 및 턴다운을 최소화하도록 설계될 수 있다.
가스화 섹션(111)은 하나 이상의 공급원료(예를 들어, 석탄, 오일, 천연 가스, 바이오 오일 등)를 이용하여 가스화기 내의 공급원료를 가스화할 수 있다. 공급원료(들)의 가스화를 통해 생성된 합성가스는 적어도 하나의 합성가스 냉각 유닛에서 냉각되고 적어도 하나의 합성기체 정제 유닛에서 정제될 수 있다. 이어서, 정제된 합성가스는 발전소의 하나 이상의 요소에 동력을 공급하기 위한 전기의 발생을 위해 발전소에서 이용될 수 있고/있거나, 화학 합성을 위해 이용될 수 있으며/있거나 일부 다른 플랜트 공정(들)에서 이용될 수도 있다. 가스화 공정 및 합성가스의 후속 냉각 및 정제에서, 가스화 섹션 (111) 은 가스화 섹션 유닛을 통해 생성된 유체의 적어도 하나의 흐름 (예를 들어, 가스화기에서의 연소로부터 생성된 연도 가스로부터의 열 등) 으로부터 증기, 온수, 또는 폐열과 같은 적어도 하나의 가열된 공정 스트림(111a) 을 생성할 수 있다. 가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 가열된 공정 스트림(111a)은 압축기(103)로부터 출력된 압축 공기의 냉각을 위해 흡수식 냉각 시스템(105)으로 통과될 수 있어서, 하나 또는 그 초과의 가스화 섹션 공정 스트림들(111a)로부터의 열은 흡수식 냉각 시스템(106)의 하나 또는 그 초과의 흡수 냉각기(105b)에서 활용될 수 있다. 가스화 섹션과 흡수식 냉각 시스템(105) 사이에는, 가열된 공정 스트림(들)(111a)을 (흡수식 냉각 시스템으로도 지칭될 수 있는) 흡수식 냉각을 위한 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)로 라우팅하기 위한 가스화 섹션 대 냉각 시스템 도관 배열체가 배치될 수 있을 것이다. 흡수식 냉각 시스템(105)은 또한 저온 박스(109)로 공급되기 전에 정화된 기류를 냉각하기 위해 PPU(107)로부터 출력된 정화된 기류를 냉각하기 위해 플랜트 내에 위치될 수 있다 PPU(107)의 출력을 냉각시키기 위한 흡수식 냉각 시스템(105)의 이러한 위치설정은 압축 공기(예를 들어, COMPR. AIR 및/또는 INTERMEDIATE COMPR. AIR)는 PPU(107)와 콜드 박스(109) 사이에서 흡수 냉각 시스템(105)의 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 연결하는 정화된 냉각 스트림 흐름(107v)을 통해 압축 시스템(103)으로부터 나온다.
흡수식 냉각 시스템(105)은 또한, 냉각된 압축 공기가 중간 압축 냉각 공기 흐름(INTERMEDIATE COMPR. COOLED AIR)으로서 압축 시스템(103)으로 피드백되기 전에, 적어도 하나의 중간 압력(예를 들어, 제1 중간 압력, 제2 중간압, 저압 압축 공기 압력 등)으로 압축되는 냉각 공기(INTERMEDIATE COMPR. AIR)를 위한 압축 시스템의 적어도 하나의 중간층에 연결될 수 있어서, 압축 시스템의 출력 압력(예를 들어, 압축 시스템(103)의 출력을 위한 미리 선택된 압축 공기 압력 범위 내에 또는 그 내에 있을 수 있는 하나 이상의 중간 압력보다 높은 압력)으로 압축 시스템을 통해 추가 압축을 겪는다.
일부 구현예에서, 압축 시스템(103)은 다수의 압축 스테이지(예를 들어, 2개의 스테이지, 3개의 스테이지들, 4개의 스테이지들 또는 2개 초과의 스테이지들 등)를 갖는 압축기를 포함할 수 있다. 압축 시스템(103)의 최종 스테이지로부터 출력된 압축 공기(COMPR. AIR)에 대한 출력 압력은 많은 구현예에 대해 5 내지 50 bar의 범위의 압력(예를 들어, 50 bar, 5 내지 20 bar의 범위, 5 또는 10 bar,5 bar 등의 범위)에 있을 수 있다. 압축 공기(INTERMEDIATE COMPR. AIR)의 하나 이상의 상이한 중간 스테이지에서의 하나 이상의 중간 압력은 각각 이 출력 압력 미만인 압력일 수 있다.. 압축 공기 출력 흐름(COMPR. AIR)은 압축 공기가 PPU(107)로 공급되기 전에 냉각을 위해 압축 시스템(103)으로부터 흡수식 냉각 시스템(105)으로 보내질 수 있다.
일부 구현예에서, 냉각을 위해 흡수식 냉각 시스템(105)에 공급될 수 있는 다수의 중간 스테이지 압축 기류가 있을 수 있다. 예를 들어, 특정 중간 스테이지로부터 출력된 압축 공기는 그 냉각된 압축 공기가 압축 시스템(103)으로 복귀되어 압축 시스템의 후속 스테이지에서 추가 압축을 겪기 전에 냉각을 위해 흡수식 냉각 시스템(105)으로 라우팅(routing)될 수 있다.
예를 들어, 3개의 스테이지(예를 들어, 제1 스테이지, 제2 스테이지, 및 제3 스테이지)를 갖는 압축 시스템(103)에 대해, 제 1 중간 압력에서 압축의 제 1 스테이지로부터 출력되는 압축 공기는 냉각용 제1 중간 압축 공기 흐름(INTERMEDIATE COMPR. AIR)으로서 흡수 기반 냉각 시스템(105)에 공급될 수 있다. 냉각된 제1 중간 압축 공기 흐름은 이어서 흡수 기반 냉각 시스템(105)으로부터 압축 시스템(103)의 제2 스테이지로 출력되어 추가의 압축을 겪을 수 있다. 압축 공기가 압축 시스템의 제 2 스테이지를 통해 제 1 압력보다 더 높은 제 2 압력으로 더 압축된 후에, 압축 공기는 압축 시스템 제 2 스테이지로부터 출력되고 냉각을 위해 흡수 기반 냉각 시스템(105)으로 제 2 중간 압축 공기 흐름(INTERMEDIATE COMPR. AIR)으로서 라우팅될 수 있다. 이어서, 냉각된 제2 중간 압축 공기 흐름은 압축 시스템의 제3 스테이지로 공급되어 제1 중간 압력보다 높고 또한 이전 압축 시스템 스테이지로부터 출력된 중간 압축된 공기 흐름의 제2 중압보다 높은 출력 압력으로 추가 압축을 겪도록 압축 시스템(103)으로 다시 라우팅될 수 있다. 제3 스테이지로부터의 압축 공기 출력은 전술한 바와 같이 5 내지 50 bar 범위의 출력 압력에 있는 출력 압축 공기 흐름(COMPR. AIR)일 수 있다.
압축기의 중간 스테이지로부터의 압축 공기 출력의 중간 압력은 압축 시스템의 최종 스테이지에 대한 최종 출력 압력보다 작다는 것이 이해되어야 한다. 이들 중간 출력 압력은 1 bar 초과 내지 50 bar 미만의 범위일 수 있다 (예를 들어, 1 바 초과 내지 5 bar 미만의 범위의 압력일 수 있고, 1 막대 초과 내지 10 bar 미만의 범위 내의 압력이고, 1 bar 이상 내지 20 bar 미만 범위의 압력 등일 수 있다).
도 1 내지 도 4에서 파선으로 표시된 바와 같이 그리고 상기로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 압축 시스템(103)을 흡수 냉각 시스템(105)에 연결하기 위해, 압축 시스템의 중간 압력 공기가 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 통해 냉각될 수 있고 이어서 냉각된 압축 가스가 추가의 압축하도록 다시 압축 시스템의 방향으로 보내지게 하기 위해, 적어도 하나의 중간 압축 공기 도관 장치(105ic)가 압축 시스템과 흡수 냉각 시스템의 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 압축기의 중간 스테이지로부터의 압축 공기는 냉각을 위해 흡수 냉각 시스템(105)으로 공급될 수 있고, 이어서 냉각된 가스는 추가의 압축을 위해 압축기의 다른 스테이지로 다시 공급될 수 있다. 다른 예로서, 압축 시스템(103)의 압축기의 제1 스테이지로부터의 압축 공기는 흡수 냉각 시스템(105)에 공급될 수 있고, 그 후 냉각된 압축 공기는 적어도 하나의 중간 압축 공기 도관(105ic)을 통해 압축 시스템의 압축기의 제2 스테이지에 공급되어 추가의 압축을 겪을 수 있어서, 미리 선택된 공기 공급 압력으로 압축된 공기는 압축 기류로서 압축 시스템으로부터 출력될 수 있다.
예를 들어, 중간 압력에 있는 압축 공기를 냉각을 위해 제1 흡수 냉각기(105b)에 공급하고 냉각 공기가 압축 시스템(103)으로 피드백되어 추가의 압축을 받게 하는 제1 중간 압축 공기 도관 장치(105ic1)가 있을 수 있다. 제2 흡수 냉각기(105b)가 제공될 수 있는 구현예(예를 들어, 2개 이상의 흡수 냉각기가 병렬 또는 직렬로 작동할 수 있거나 또는 제2 냉각기가 하나 이상의 이차 냉각기 작동 조건이 충족되는 것에 응답하여 선택적 사용을 위한 이차 냉각기로서 작동할 수 있는 구현예들)에서, 냉각을 위해 압축 시스템(103)으로부터 제2 흡수 냉각기(105b)로 중간 압력에 있는 압축 공기를 공급하기 위한 제2 중간 압축 공기 도관 장치(105ic2)가 또한 존재할 수 있고, 냉각 공기는 추가 압축하도록 압축 시스템으로 피드백된다.
상기로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 다수의 스테이지들을 갖는 압축기를 이용하는 구현예들은 하나 이상의 중간 압력들에서의 압축 공기가 압축기의 비-최종 스테이지들로부터 출력될 수 있도록 도관 배열들을 포함할 수 있어서, 각각의 중간 압축 공기 압력 흐름은 추가의 압축을 겪기 위해 다음 압축기 스테이지에 공급되기 전에 냉각될 그 중간 압축된 공기 흐름을 위해 적어도 하나의 중간 압축 에어 도관 배열(105ic1 및/또는 105ic2)을 통해 냉각을 위해 흡수 냉각기(105b)에 공급될 수 있다.
흡수식 냉각 시스템(105)은 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 포함할 수 있다. 각각의 흡수 냉각기(105b)는 단일 스테이지 냉각기 또는 다중 스테이지 냉각기일 수 있다. 일부 구현예들에서, 흡수식 냉각 시스템(105)은 일차 흡수 냉각기(105c) 및 이차 흡수 냉각기(105d)를 포함할 수 있는 적어도 2개의 흡수 냉각기(105b)을 포함할 수 있다. 이차 흡수 냉각기(105d)는, 이용될 때, 일차 흡수 냉각기(105b)와 병렬로 또는 직렬로 동작하도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 병렬 또는 직렬로 작동하는 2개 초과의 냉각기(예를 들어, 3개의 냉각기, 4개의 냉각기 등)가 있을 수 있다.
흡수 기반 냉각 시스템(105)은, 냉각된 압축 공기(COMPR. COOLED AIR)가 PPU(107)에 공급되기 전에 압축 공기를 냉각하기 위해 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)로 보내지기 전에, 압축 시스템으로부터 출력된 압축 공기 (COMPR. AIR)가 냉각수를 사용하여 선택적인 애프터쿨러(106ac)(도 1 및 도 2에 파선으로 도시됨)로 공급되도록 위치되고 구성될 수 있다. 도 1 및 도 4는 이러한 유형의 배열의 예시적인 구현예를 가장 잘 예시할 수 있다.
흡수식 냉각 시스템(105)은 또한, 냉각된 압축 공기(COMPR. COOLED AIR)가 PPU(107)에 공급되기 전에 압축 공기의 냉각을 위해 직접 접촉 냉각기(105a) 또는 흡수 기반 냉각을 위한 냉각 시스템의 다른 유형의 열 교환기에 공급될 냉각 매체를 냉각함으로써, 압축 시스템(103)으로부터의 압축된 공기(COMPR. AIR)의 냉각을 용이하게 하도록 위치되고 구성될 수 있다. 도 2 및 도 3은 이러한 유형의 배열의 예시적인 구현예를 가장 잘 예시할 수 있다.
직접 접촉 쿨러(105a)를 이용하는 구현예의 경우, 직접 접촉 쿨러(105b)는 열 교환기일 수 있으며, 이 열 교환기에서 냉각 매체(예를 들어, 액체 물)가 냉각기의 본체 내로 공급되어 열 교환기의 본체를 통과하는 압축 공기와 직접 접촉하여 그 압축 공기를 냉각시킨다. 가열된 냉각 매체(열간 압축 공기와의 직접 접촉을 통해 가열됨)는 저장 및/또는 재사용을 위해 다른 플랜트 유닛으로 출력되기 위해 압축 공기를 냉각하는데 사용된 후에 직접 접촉 쿨러(105a)로부터 출력될 수 있다(예를 들어, 직접 접촉 쿨러(105b)로부터 출력된 가열된 냉각 매체는 냉각 매체를 위한 입구에서 직접 접촉 쿨러로 재순환되기 위해 재냉각되기 위한 재순환 회로의 일부로서 냉각탑(113)와 흡수 냉각기(105)로 다시 보내질 수 있다).
일부 구현예에서, 직접 접촉 쿨러(105a)는 압축 시스템 애프터쿨러 유닛에 통합될 수 있어서, 이 냉각 유닛의 하부 섹션은 압축 시스템으로부터 출력된 압축 공기(COMP. AIR)를 제1 냉각 매체(예를 들어, 주위 온도 또는 다른 온도에 있을 수 있는 냉각수)를 통해 쉘 및 튜브 타입 열 교환기 장치 또는 다른 타입의 열 교환기 장치들(예를 들면, 직접 접촉 열 교환 장치 등)을 통해 냉각하고, 유닛의 상부 섹션은 제2 냉각 매체, 예를 들면 냉수(예컨대, 주위 온도보다 낮은 온도로 냉각된 물)에 의해 압축 공기를 추가로 냉각시키도록 구성되는 직접 접촉 쿨러(105a)이다. 직접 접촉 쿨러에 공급된 제2 냉각 매체는 냉각 시스템(105)의 하나 이상의 흡수 냉각기(105b)에 의해 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각될 수 있다.
도 1 및 도 4 내지 도 7의 예시적인 배열을 참조하면, 압축 시스템(103)으로부터의 압축 공기는 일차 냉각기 도관을 통해 일차 흡수 냉각기(105c)에 직접 공급된다. 흡수 냉각기(105b)는 압축 공기가 PPU(107)로 지향되기 전에 압축 공기를 미리 선택된 압축 공기 공급 온도로 냉각시킬 수 있으며, 그 후에 압축 공기는 흡수 냉각기(105a)의 출력을 PPU(107)에 연결하는 흡수 냉각기 연결 도관을 통해 정화된다.
이차 흡수 냉각기(105d)(도 4에서 파선으로 도시됨)를 이용하는 구현예의 경우, 이차 흡착식 냉각기(105b)는 직렬 배열로 일차 냉각기(105c)로부터 냉각된 압축 공기를 수용하도록 위치하고 배열될 수 있다. 이어서, 이차 냉각기(105d)는 일차 냉각기(105c)로부터 수용된 공기를 미리 선택된 압축 공기 공급 온도로 추가로 냉각시킬 수 있다. 이어서, 이차 냉각기(105d)로부터의 냉각된 압축 공기는 (도 4에서 쇄선으로 도시된) 적어도 하나의 이차 냉각기 도관 배열체(105s)를 통해 PPU(107)로 공급될 수 있을 것이다.
대안적으로, 2차 흡수 냉각기(105b)는 2차 냉각기 도관 배열(105p)을 통해 압축 시스템으로부터 직접 압축 공기(COMPR. AIR)의 일부를 수용하도록 위치 및 배열될 수 있으며, 2차 냉동기 도관 배열은 압축 공기의 입구 흐름으로서 압축 공기의 제2 부분을 2차 흡착 냉각기(104d)에 제공할 수 있는 한편, 이 압축 공기(COMPR. AIR)의 첫 번째 부분은 1차 흡수 냉동기(105c)를 압축 시스템(103)에 연결하는 1차 압축 공기 입구 도관을 통해 1차 흡착 냉동기(104c)에 공급된다. 일차 냉각기(105c)로부터의 냉각된 압축 공기(COMPR. COOLED AIR)는 일차 흡수 냉각기(105c)로부터, 미리 선택된 압축 공기 공급 온도에서(또는 미리 선택된 압축된 공기 공급 온도 범위 내에서) 압축된 공기의 냉각된 제1 부분과 함께, 일차 흡착 냉각기(105c)의 출구 도관을 통해 출력될 수 있다. 2차 냉각기(105d)로부터의 냉각된 압축 공기(COMPR. COOLED AIR)는, 2차 흡수 냉각기의 출력을 1차 흡수 냉각기(105c)의 출력과 연결하는 2차 냉각기 도관 배열체(105p)의 출구 도관을 통해 2차 흡착식 킬러(150d)로부터 출력될 수 있다. 이차 흡수 냉각기(105d)의 출력은, 냉각된 압축 공기의 흐름이 정화를 위해 PPU(107)에 공급되기 전에 일차 흡수 냉각기(105c)로부터의 출력 흐름과 혼합되거나 병합되기 위해 이차 흡수 냉각기(105d)로부터 출력된 미리 선택된 압축 공기 공급 온도에서(또는 미리 선택된 압축된 공기 공급 온도 범위 내에서) 압축된 공기의 냉각된 제2 부분을 제공할 수 있다.
플랜트의 다른 구현예는 흡수식 냉각 시스템(105)에 대해 상이한 구성을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 예시적인 배열을 참조하면, 압축 시스템(103)으로부터의 압축 공기는 흡수식 냉각 시스템(105)의 직접 접촉 쿨러(105a)에 직접 공급될 수 있다.
직접 접촉 냉각기(105a)의 냉각 유체는 액체 물, 수증기, 글리콜, 또는 정화를 위해 PPU(107)에 압축 냉각 공기(COMPR. COOLED AIR)를 제공하기 위해 압축 공기를 냉각시키기 위해 직접 접촉 쿨러(105b)의 쉘 또는 다른 유형의 하우징 내의 압축 공기(COMPR. AIR)와 직접 접촉될 수 있는 다른 유형의 냉각 유체일 수 있다. 이러한 유형의 배열에서, 흡수식 냉각 시스템의 적어도 하나의 흡수식 냉각기(105b)는 압축 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러(105a)에 의해 사용되는 냉각 매체를 냉각시킬 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)는, 냉각된 냉각 매체(예를 들어, 액체 물)를 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급하기 위해, 일차 냉각기(105c)와 직접 접촉 쿨러 사이에 냉각 매체 도관 연결부를 갖는 일차 흡수 냉각기(105c)를 포함할 수 있다. 일차 흡수 냉각기(105b)는 냉각 매체가 공기를 냉각시키기 위해 압축 공기와 접촉하기 전에 냉각 매체를 미리 선택된 냉각 매체 입구 온도(이는 또한 미리 선택된 칠링 매체 입구 온도로 지칭될 수 있음)로 직접 접촉 쿨러' 냉각 매체를 냉각시킬 수 있다. 일차 흡수 냉각기(105c)는 냉각 매체 도관(CM)을 통해 냉각될 냉각 매체를 수용할 수 있으며, 상기 냉각 매체 도관은 흡수 냉각기(105b)를 냉각 매체 공급부에 연결한다. 냉각 매체 공급물은 콜드 박스(109)의 요소로부터 출력된 냉수, 콜드 박스의 요소로부터 출력되는 글리콜, 또는 다른 유형의 냉각 매체 공급 요소(예를 들어, 냉각기가 냉각 매체 도관 배열을 통해 가스화 섹션(111) 또는 콜드 박스(109)로부터 수용하는 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 통해 추가로 냉각될 물 또는 다른 유체의 흐름)일 수 있다.
이차 흡수 냉각기(105d)(도 3에서 파선으로 도시됨)를 이용하는 구현예들에 대해, 2 차 흡수 냉각기(105b)는 직렬 배열로 일차 냉각기(105c)로부터 냉각 매체를 수용하도록 위치하고 배열될 수 있다. 이차 냉각기(105d)는 일차 냉각기(105c)로부터 수용된 냉각 매체를 미리 선택된 냉각 매체 입구 온도로 추가로 냉각시킬 수 있다. 이차 냉각기(105d)로부터의 냉각된 냉각 매체는 그 후, 이차 냉각기(105d)를 직접 접촉 쿨러(105a)에 연결하는 (도 3에서 체인 라인으로 도시된) 적어도 하나의 이차 냉각기 도관 배열체(105s)를 통해 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급될 수 있다
대안적으로, 이차 흡수 냉각기(105b)는, 냉각될 냉각 매체의 제1 부분이 일차 냉각기(105c)에 공급되는 동안 냉각될 냉각 매체의 제2 부분을 이차 냉각기(105d)에 제공할 수 있는 냉각기 냉각 매체 공급 도관(도 3에 파선으로 예시됨)을 통해 냉각 매체(CM)의 일부를 수용하도록 위치 및 배열될 수도 있다. 냉각 매체의 제1 부분은, 냉각 매체의 냉각된 제1 부분이 미리 선택된 냉각 매체 입구 온도에서(또는 미리 선택된 가열 매체 입구 온도 범위 내에서), 일차 흡수 냉각기의 출구 도관을 통해 일차 흡수 냉각기(105c)로부터 출력될 수 있다. 이차 냉각기(105d)로부터의 냉각된 냉각 매체는, 냉각된 냉각 매체를 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급하기 위해, 이차 흡수식 냉각기의 출력을 일차 흡수 냉각기(105c)의 출력과 연결하는 이차 냉각기 도관 배열체(105p)의 출구 도관을 통해 이차 흡수 냉각기(105d)로부터 출력될 수 있을 것이다. 이차 흡수 냉각기(105d)의 출력부는, 냉각된 냉각 매체의 흐름이 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급되기 전에, 일차 흡수 냉각기(105c)로부터의 출력 흐름과 혼합되거나 병합되기 위해, 미리 선택된 냉각 매체 입구 온도(또는 미리 선택된 냉매 입구 온도 범위 내)에서 냉각 매체의 냉각된 제2 부분을 이차 냉각기(105d)로부터 출력할 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 이차 냉각기(105d)로부터 출력된 냉각 매체의 적어도 일부는, 냉각 매체가 직접 접촉 쿨러(105c)에 공급되기 전에 일차 냉각기(105c)로부터의 냉각 매체와 병합되는 부분 대신에, 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급되는 제2 냉각 매체가 되기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 수 있다.
또 다른 구현예들에서, 일차 및 이차 냉각기로부터의 냉각 매체의 어떠한 병합도 존재하지 않을 수 있다. 대신에, 각각의 냉각기는 병렬로 작동할 수 있고, 상이한 냉각기를 직접 접촉 쿨러(105a)에 연결하는 각각의 냉각 매체 공급 도관들을 통해 그 냉각기로부터의 냉각 매체 출력을 직접 접촉 쿨러(105b)에 공급할 수 있다. 이러한 구현예에 대해, 각각의 냉각기로부터의 냉각 매체 출력의 온도는 동일할 수 있거나 상이할 수 있다(예를 들어, 직접 접촉 쿨러에 공급되는 냉각 매체 입구 온도는 상이한 흡수 냉각기(105b)을 통해 직접 접촉 쿨러로 공급되는 냉각 매체의 상이한 부분들에 대해 상이할 수 있거나, 동일한 온도이거나 동일한 온도 범위 내에 있을 수 있다).
흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예들은 다수의 냉각기(105b)을 이용할 수 있어서, 이차 냉각기(105d)는 플랜트(100)의 작동과 관련하여 때때로 발생할 것으로 예상될 수 있는 예상되는 불순물 스파이크의 경우에 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, CO2 스파이크 또는 다른 유형의 불순물 스파이크는 플랜트(100)의 정상 작동 조건에 대해 설계된 것보다 상당히 더 클 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 흡수식 냉각 시스템(105)은 정상 작동 중에(예를 들어, CO2 스파이크 또는 다른 불순물 스파이크가 없음), 단지 일차 냉각기(105c)가 사용되고 이차 냉각기(105d)가 오프라인이고 스페어로서 유지되도록 배열될 수 있다. 공급물 내의 불순물 스파이크(예를 들어, 공기의 CO2 농도가 미리 선택된 공급물 임계치를 초과하는 CO2 스파이크 등)의 검출에 응답하여, 이차 냉각기(105d)는 일차 냉각기(105c)에 추가하여 작동하기 시작할 수 있다. 또한, 통상 운전 중(불순물 스파이크 없음)에 있어서, 일차 냉각기(105c)가 고장나거나, 메인터넌스를 필요로 하는 경우에는, 일차 냉각기(105c) 대신에 즉시 이차 냉각기(105d)를 운전 개시시킬 수 있게 된다. 본 명세서에 논의된 바와 같이, 제어기는 플랜트의 센서 및 다른 제어 요소(예를 들어, 도관, 밸브 등)와 함께 이용되어 이러한 농도 변화 또는 다른 유형의 공정 파라미터의 검출에 응답하여 흡수식 냉각 시스템의 작동을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예들에서, 적어도 하나의 공정 스트림을 냉각하기 위한 흡수 냉각기(105b)에 대해 사용되는 냉각 매체(예를 들어, 압축 공기 또는 직접 접촉 쿨러(105a)에 의해 사용될 냉각 매체)는 냉수 또는 공기일 수 있다. 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급될 냉각 매체가 물인 구현예의 경우, 콜드 박스(109)로부터의 저온 질소 스트림의 일부는 하나 이상의 흡수 냉각기(105b)에 의해 추가로 냉각되기 전에 냉각탑(113) 내의 물을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각탑(113)은 폐기물탑으로 간주될 수 있다.
이러한 구현예에 있어서, 각각의 흡수 냉각기(105b)는 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급되기 전에 미리 선택된 입구 온도 범위 내의 원하는 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각수를 냉각하기 위해 냉각탑(113)과 직접 접촉 쿨러(105a) 사이에 위치될 수 있다 이어서, 이 냉각된 물은 압축 공기가 PPU(107)로 보내지기 전에 직접 접촉 쿨러 내의 압축 공기를 냉각시킨다. 직접 접촉 쿨러(105a) 및 냉각탑(113)는 냉수의 더 저온의 온도를 취급하도록 크기가 정해질 수 있다. 이는 또한 압축 공기의 냉각을 위해 사용되는 흡수 냉각기 냉매와 공기 사이의 분리층을 추가할 수 있다. 이러한 배열은 또한 흡수 냉각기(들)(105b)가 이러한 유형의 배열에서 공기가 아니라 냉각수이기 때문에 더 작은 크기로 될 수 있게 한다. 접촉 및 분배 문제들은 또한 패킹 또는 트레이들의 사용에 의해 높은 효율로 그리고 이러한 타입의 어레인지먼트에서 잘 해결될 수도 있다. 이러한 배열의 하나의 잠재적인 단점은 추가적인 접근 온도(예를 들어, 2℃ 내지 3℃)를 추가할 수 있고, 일부 플랜트에서 또한 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현과 관련된 자본 비용을 추가할 수 있다는 것이다.
흡수식 냉각 시스템(105)은 또한 정화된 기류가 콜드 박스(109)에 공급되기 전에 PPU(107)로부터 출력된 정화된 압축 공기를 위한 냉각을 제공하도록 위치하고 배열될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 사전-정화 냉각 도관 배열체가 PPU(107)로부터 출력된 후에 그리고 콜드 박스(109)에 공급되기 전에 정화된 기류를 냉각하기 위해 흡수식 냉각 시스템(105)에 PPU(107)를 연결하도록 위치하고 배열될 수 있다. 사전-정화 냉각 도관 배열체를 통해 제공되는 이러한 정화된 냉각 스트림 흐름(107v)은 PPU(107)로부터 출력된 정화된 공기의 보다 효율적인 콜드 박스 작동을 제공하는 것을 돕기 위해 냉각된 정화된 유체를 콜드 박스(109)에 제공할 수 있다
플랜트(100)의 구현예에 사용되는 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예는 콜드 박스(109)로부터 출력되는 냉각 매체(냉각 매체로도 지칭될 수 있음)를 이용하도록 구성될 수 있다. 냉각 매체는 냉각탑(113) 또는 다른 유형의 열 교환기에서 냉각 유체로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 콜드 박스(109)로부터 출력된 질소의 흐름은 재생 유체 흐름(R)으로서 출력될 수 있다. 도 5로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 이 재생 유체 흐름(R)의 제1 부분(R1)은 재생 유체가 제1 흡착기(107a) 내의 흡착제 재료를 재생시키기 위한 오프-상태 위치에 있는 PPU의 제2 흡착기를 통과하기 위해 PPU(107)를 통과하기 전에 재생 유체를 가열하는데 사용하기 위해 재생 유체 히터(107htr)에 공급될 수 있는 한편, PPU(107)에 공급된 냉각된 압축 공기를 수용 및 정화하기 위한 온-라인 위치에 있다. 열 교환기(도시되지 않음)는 재생 스트림이 흡착제 물질의 재생을 위해 PPU(107)의 오프라인 흡착제로 공급되기 전에 원하는 온도로 가열된 재생 스트림을 갖도록 이용될 수 있다. 재생 유체가 PPU(107)의 하나 이상의 오프-라인 흡착기를 통과한 후, 재생 가스는 PPU(107)의 흡착기와 공정 유닛(115) 사이에서 연장하는 재생 가스 출력 도관 배열을 통해 추가 처리를 위해 플랜트의 다른 공정 유닛 (예를 들어, 열 교환기, 컬럼 등)으로 라우팅될 수 있다.
PPU(107)는, 온라인 흡착기 및 오프라인 흡착기가 제1 흡착기(107a)로부터 제2 흡착기(107b)로 그리고 그 반대로 스위칭될 수 있도록 구성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 재생 유체(R)의 제1 부분(R1)은 재생 유체 도관을 통해 공급될 수 있어서, 재생 유체의 제1 부분은 오프-라인 위치에 있는 흡착기에 공급되고, 다른 흡착기는 냉각된 압축 공기를 정화하기 위한 온-라인 위치이다. PPU(107)의 일부 구현예는 공기가 흡수식 냉각 시스템(105)을 통해 냉각된 후에 냉각된 압축 공기의 정제를 위해 병렬로 또는 직렬로 작동하는 오프-라인 및 온-라인 전환가능 흡착기의 다중 쌍을 이용할 수 있다.
PPU(107)의 흡착기(107a)는 일부 구현예에서 방사상 흡착기일 수 있다. 다른 구현예에서, 흡착기는 축류 흡착기일 수 있다.
재생 유체 흐름(R)의 제2 부분(R2)은 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)에 공급된 냉각 매체를 냉각하기 위한 냉각탑(113) 또는 다른 유형의 열 교환기에 공급될 수 있는데, 그 이유는 상기 냉각 매체가 제품을 생산하거나 다른 방식으로 추가로 가공되기 전에, 또는 미리 선택된 폐기물 온도 범위 내에서 폐기물 가스로서 환경으로 방출되기 때문이다(예를 들어, 재생 유체의 제2 부분을 위한 예시적인 흐름 경로를 도시하는 도 3 및 도 4의 파선 세그먼트 참조). 콜드 박스(109)로부터 출력된 냉각 매체는 냉각탑(113)로 공급될 수 있어서, 냉각 매체는 타워를 통과하여 냉각 매체 도관 장치(CM)를 통해 냉각된다. 냉각 매체가 냉각탑(113) 또는 다른 유형의 열교환기를 통과한 후에, 냉각 매체는 냉각된 냉각 매체가 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급되기 전에 (예를 들어, 도 2 내지 도 3의 구현예에서) 냉각하기 위한 냉각기를 위한 공정 가스이도록 하나 이상의 흡수 냉각기(105b)에 공급될 수 있거나, 또는 냉각 매체는 압축 공기(COMPR)를 냉각시키기 위한 냉각기에 의해 냉각 매체로서 사용되기 위해 하나 이상의 흡수 냉각기의 하나 이상의 응축기들(203)에 공급될 수 있다 AIR)은 예를 들어 도 1 및 4의 구현예에서와 같이 냉각기에 의해 냉각될 공정 스트림이다.
일차 냉각기(105c) 및 또한 이차 냉각기(105d)로서 사용될 수 있는 흡수식 냉각 장치(105b)에 대한 예시적인 설계들은 도 6에 도시된 예시적인 구현예로부터 가장 잘 인식될 수 있다. 다른 유형의 흡수 냉각기(예를 들어, 다중 스테이지 흡수 냉각기, 다른 유형의 단일 단계 흡수 냉각기 등)가 또한 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 6을 참조하면, 흡수 냉각기(105b)는 응축기(201), 제너레이터(203), 제1 펌프(205), 제1 압력 강하(207)(예를 들어, 압력 강하 밸브), 흡수기(209), 증발기(211), 및 제2 압력 하강(213), 예를 들어, 압력 강하 밸브를 포함할 수 있을 것이다. 구현예들은 또한, 제1 펌프와 병렬로 동작할 수 있거나 또는 오작동, 에러, 또는 유지로 인해 제1 펌프가 라인을 벗어날 때마다 온-라인으로 올 수 있는 이차 펌프로서 제공될 수 있는 제2 펌프(206)(도 6에서 파선으로 도시됨)를 이용할 수 있다.
도 6의 예시적인 구현예로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 흡수 냉각기 (105b) 는 적어도 하나의 가스화 스트림(111a) 이 가스화 섹션으로부터 냉각기의 제너레이터 (203) 로 공급되도록 구성될 수 있다. 가스화 스트림은, 예를 들어, 저압 증기(예를 들어, 8 내지 10 bar 압력의 증기, 또는 10 bar 이하의 증기, 800 kPa 내지 1,000 kPa 또는 1,000 kPa 이하의 증기 등)일 수 있거나, 고온 액체 물(예를 들면, 가열되지만 액체 상태인 물)일 수도 있거나, 가스화 섹션으로부터의 유체의 폐류(waste flow)(예컨대, 가스화기로부터의 가열된 가스 등)가 될 수도 있는 가스화 섹션으로부터 유체의 다른 흐름일 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 흡수 냉각기(105b)의 제너레이터(203)로 공급되는 가스화 스트림(111a)은 가스화 섹션(111)으로부터의 중간 압력 증기 또는 고압 증기일 수 있다.
흡수 냉각기(105b)는, 제너레이터(203)가 고압 냉매 증기(HP REFRIGERANT VAPOR)를 응축기로 출력하여 냉매를 응축시키기 위해 응축기(201)로 공급되는 응축기 매체 입구 유체(CM IN)를 응축시키도록 위치될 수 있다. 냉매는 물, 글리콜, 또는 다른 적합한 냉매일 수 있다. 응축기 매체는 물, 주위 공기, 또는 냉매 증기를 응축시키기 위한 다른 유형의 유체 흐름일 수 있다. 응축된 응축기 매체는 응축기(CM OUT)로부터 출력되어 다른 플랜트 유닛(예를 들어, 냉각 매체가 물이면 워시 타워 또는 물 저장소 등)으로 보내질 수 있다. 고압 냉매 증기는 응축기(201)를 통과할 때 액체로 응축될 수 있고 고압 냉매 액체(HP REFRIGERANT LIQUID)로서 출력될 수 있으며, 고압 냉매 액체는 이어서 냉매의 압력을 낮추기 위해 제2 압력 렛다운(213)으로 공급될 수 있어서, 증발기(211)로 공급될 수 있는 저압 냉매 액체 (LP REFRRIGERIGELANT L IQUID)이다. 저압 냉매는 증발기(211)를 통과하는 냉매와 병류 또는 향류 흐름으로 증발기(111)를 또한 통과하는 냉각기에 의해 냉각될 공정 스트림(들)으로부터 열을 흡수함에 따라 증발기에서 기화될 수 있다. 증발기(211)에서 냉각되는 적어도 하나의 공정 스트림(흐름 스트림(S) 내지 증기 터빈)은 직접 접촉 쿨러(105a)에 공급하기 위해 냉각될 냉각 매체일 수 있거나 압축 공기(COMPR)일 수 있다. AIR).
증발기(211)로부터 출력되는 저압 냉매 증기(LP REFRIGERANT VAPOR)는 흡수기(209)에 공급될 수 있다. 흡수기(209)는 저압 냉매 증기가 이 용액을 흡수하도록 저압 농축물 용액(LP CONC SOLUTION)을 수용하여, 흡수기(409)는 제너레이터(203)에 공급하기 위한 고압 희석 용액(HP DILUTE SOLUTION)을 형성하기 위해 제1 펌프(205) 또는 제2펌프(206)에 공급하기 위해 냉매의 저압 희석 용액(LP DILUET SOLECTION)을 출력할 수 있다.
제너레이터(203)는 펌프를 통해 수용하는 고압 희석 용액으로부터 고압 냉매 증기를 형성하기 위해 적어도 하나의 가스화 스트림(111a)의 열을 사용하도록 구성될 수 있다. 또한, 제너레이터 (203) 는 저압 농축 용액 (LP CONC SOLUTION) 이 냉각기의 냉매 회로의 일부로서 흡수기 (209) 에 공급될 수 있도록 제1 압력 강하 (207) 에 공급하기 위한 고압 농축 용액 (HP CONC SOLUTION) 을 출력할 수 있다.
증발기(211)는 냉각기가 단일 스테이지 냉각기인 경우 다수의 공정 스트림을 냉각시키도록 배열되고 구성될 수 있거나, 냉각기가 상이한 공정 스트림을 냉각시키기 위한 또는 동일한 공정 스트림을 직렬로 냉각시키기 위한 다수의 스테이지를 가질 수 있는 다중 스테이지 냉각기일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 증발기(211)에서 냉각될 하나 이상의 공정 스트림은 이어서 냉각기로부터 출력되는 하나 이상의 냉각된 출력 스트림(COOLED OUTPUT)으로서 증발기로부터 출력될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 각각의 냉각기는 중간 압축 시스템 공기를 냉각시키기 위한 제1 스테이지, 압축 공기 스트림을 냉각하기 위한 또는 압축 공기를 냉각시키기 위해 접촉 쿨러에 공급되는 냉각 매체를 냉각하기 위한 제2 스테이지, 및 PPU(107)로부터 출력된 정화된 기류를 냉각시키기 위한 제3 스테이지를 포함하는 다단 냉각기일 수 있다. 다른 예로서, 각각의 냉각기는 압축 공기 스트림을 냉각하기 위한 또는 압축 공기를 냉각시키기 위해 접촉 쿨러에 공급되는 냉각 매체를 냉각시키기 위한 제1 스테이지뿐만 아니라 PPU(107)로부터 출력된 정화된 기류를 냉각시키기 위한 제2 스테이지를 포함하는 다단 냉각기일 수 있다. 또 다른 예로서, 흡수 냉각기(105)의 일부 구현예는 압축 공기 스트림을 냉각하기 위한 또는 압축된 냉각 공기를 PPU(107)에 공급하기 위한 원하는 온도로 압축 공기를 냉각하기 위해 접촉 쿨러에 공급된 냉각 매체를 냉각하기 위한 제1 및 제2 스테이지를 포함하는 다단 냉각기일 수 있다. 또 다른 예로서, 냉각기의 구현예는 단일 스테이지 냉각기의 증발기(211)가 증발기(111)에서 냉각될 공정 스트림의 하나 초과의 흐름(예를 들어, 중간 압축 시스템 압축 공기, 압축 시스템으로부터 출력된 압축 공기, 및 또한 정화된 냉각 스트림 흐름(107v)을 통한 PPU(107)로부터 출력된 정화된 공기, 또는 압축 시스템으로부터 출력되는 압축 공기 및 또한 정제된 냉각 스트림 유량(107V)을 통해 PPU(107)로부터의 정화된 기류 등)을 수용하도록 구성될 수도 있다.
흡수 냉각기(105b)는 냉각기에 걸친 온도 차이가 프로세싱 설계 기준 파라미터들의 특정 세트(예를 들어, 냉각될 공정 스트림의 입구 온도와 냉각기에 의해 냉각된 후의 공정 스트림의 출구 온도 사이의 온도의 차이)를 충족시킬 수 있도록 설계될 수 있다. 이들 파라미터는 압축 시스템(103)에서 수용된 공급 공기의 주위 온도, 공급의 CO2 농도 등과 같은 공정 조건에 기초하여 원하는 대로일 수 있다. 일부 구현예에서, 온도 차이는 3℃ 초과, 5℃ 초과 또는 5℃ 내지 20℃일 수 있다. 5℃ 내지 10℃의 온도 차이는 냉각기의 증발기(211)가 공정 스트림을 냉각시켜 5℃ 내지 10℃만큼 냉각시킬 수 있다는 사실을 지칭한다는 것이 이해되어야 한다(예를 들어, 스트림의 입구 온도는 10℃일 수 있고 출구 온도는 5℃, 3℃, 1℃ 또는 0℃ 등일 수 있음).
많은 구현예에서, 본 발명자들은 5℃ 내지 20℃의 온도 차이가 PPU의 흡착기 상에서의 사이징을 위한 작동 용량의 상당한 충분한 절감을 초래할 수 있어서, 흡착기 사이징에 대한 이러한 비용 절감은 흡착 기반 냉동 시스템 구성요소의 포함이 플랜트의 작동을 위한 이익의 개선을 제공하는 것을 보장할 수 있다고 믿는다. 이러한 절감은 낮은 온도 차이 작동 파라미터에서도 실현될 수 있다. 또한, 5℃와 50℃ 사이의 온도차(예를 들어, 55℃로부터 5℃로 또는 55°c로부터 45℃로 진행하는 입력 공정 스트림 등)를 이용할 수 있는 흡수식 냉각 시스템(105)의 흡수 냉각기(105b)의 구현예는, 흡수 냉각기(들)(105a)의 더 큰 이점을 취함으로써 그리고 가스화 섹션 스트림(들)(111a)으로부터의 더 많은 양의 열원 흐름을 이용함으로써, 투자에 대한 높은 회수를 위해 더 많은 양의 경제적 이점을 제공할 수 있다고 믿는다. 예를 들어, 많은 플랜트에서, 본 발명자들은 압축된 냉각된 공기가 5℃ 내지 20℃, 5℃ 내지 15℃, 또는 5℃ 내지 10℃ 등일 수 있다고 생각한다. COOLED AIR)에서, PPU(107)의 흡착기들에 대한 흡착기 사이징은 하나 이상의 가스화 섹션 스트림들(111a)을 이용하는 하나 이상의 흡수 냉각기(105b)의 이용으로 인해 최소화될 수도 있다. 예를 들어, 가스화 섹션(111)으로부터의 저압 증기 유량은 0.5 톤/hr 내지 5 톤/시간일 수 있고, 압축 공기를 냉각하기 위한 흡수 냉각기(들)(105b)의 제너레이터(또는) 또는 압축 공기를 냉각시키기 위해 사용되는 직접 접촉 쿨러(105a)를 위한 냉각 매체에 의해 이용될 수 있다.
일부 구현예에서, 압축된 냉각 공기는 10℃ 내지 15℃ 범위 내의 원하는 온도에 있을 수 있다. 그러나, 공기 공급에서 불순물 스파이크가 검출될 때, 원하는 온도 범위는 5℃ 내지 10℃의 범위 또는 다른 적합한 불순물 스파이크 냉각된 압축 공기 온도 범위로 추가로 감소될 수 있다. 불순물 스파이크를 설명하기 위한 냉각된 압축 공기의 온도 변화는 스파이크의 크기(예를 들어, 얼마나 더 높은 CO2 또는 다른 불순물이 압축되고 있는 공급 공기 내에 있을 수 있는지 등) 및 플랜트(예를 들면, 스파이크의 부재시에 비해 스파이크 동안 0.2 내지 2 t/h만큼 증가될 수 있는 유량일 수 있는 적어도 하나의 가스화 섹션 흐름(111a)에서 출력될 수 있는 가스화 섹션(111)으로부터의 적어도 하나의 공정 증기로부터의 이용 가능한 열 등)에 기초하여 변할 수 있다.
압축기 입구 공급 공기 및/또는 PPU(107)로부터의 다른 중간 압축 공기 스트림 및/ 또는 정화된 공기 출력을 냉각하도록 구성되는 흡수 냉각기 기반 시스템(105)의 구현예에 대해, 이는 시스템의 흡수 냉각기(들)(105b)의 크기를 증가시킬 수 있다. 그러나, 이는 또한 압축기 크기 감소, 압축 효율 개선을 허용할 수 있고, 또한 ASU의 전체 전력 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 플랜트 및 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예는 PPU(107)와 흡수식 냉각 시스템(150)(예를 들어, 시스템의 직접 접촉 쿨러(105a) 또는 흡수 냉각기(150b)) 사이에 배치될 수 있는 녹아웃 드럼(108)의 사용을 포함할 수 있다. 녹아웃 드럼(108)은 공기가 정제를 위해 PPU(107)에 공급되기 전에 흡수식 냉각 시스템(105)으로부터 출력된 냉각된 압축 공기로부터 물 및 탄화수소를 제거하도록 위치될 수 있다. 녹아웃 드럼(108)은 PPU(107)가 이들 불순물을 제거할 필요가 없도록 물 및/또는 탄화수소를 제거하도록 위치될 수 있다. 이는 PPU(107)의 흡착기가 더 작은 크기를 갖도록 할 수 있고, 또한 압축 공기가 콜드 박스(109)에 공급되기 전에 압축 공기의 정화를 위해 더 적은 층(예를 들어, 더 간단하게 설계되고 또한 더 작은 크기임)을 사용할 수 있게 한다.
일부 바람직한 구현예에서, PPU(107)에 공급된 재생 가스는 흡수 냉각기의 제너레이터(203)에 공급하기 위해 사용된 동일한 열원에 의해 가열될 수 있다. 재생 가스를 가열하기 위해 사용될 수 있는 가스화 스트림(111a)은 분할될 수 있어서, 이 스트림의 일부는 재생 유체 가열기(107htr) 내의 재생 가스를 가열하도록 열교환기에서 사용되는 한편, 이러한 스트림의 다른 부분은 흡수 냉각기 제너레이터(들)에 공급되어, 배관 비용 및 복잡성을 감소시킨다. 다른 구현예에서, 다수의 상이한 가스화 섹션 스트림(111a)을 통한 다수의 열원은 하나 이상의 흡수 냉각기에서 직렬로 또는 병렬로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 PPU(107)에 공급되는 재생 가스를 가열하기 위한 열을 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 흡수식 냉각 시스템(105)은 PPU(107)의 흡착기 내의 알루미나 층의 제거를 허용하도록 배열될 수 있다. 이러한 구현예들은 애드버들의 중간 스크린 층이 제거되게 할 수 있고, 이는 PPU(107)와 연관된 자본 비용 및 제조 및 동작 복잡성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예는 임의의 냉각기 스파링 방법에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 1x100%, 2x100%, 2x50% 흡수 냉각기가 설치되거나 이용가능할 수 있다. 일부 경우에, 기계적 냉각기가 흡수 냉각기(들)(105(b))에 대한 예비로서 설치될 수 있다. 다른 예로서, 브롬화리튬(LiBr) 또는 암모니아(NH3)와 같은 임의의 용질이 흡수 냉각기(105b)에 사용될 수 있다. 결정화를 방지하기 위해 부식 억제제 또는 염과 같은 임의의 추가 성분이 용액에 첨가될 수 있다. 물이 냉각 매체로서 또는 응축기(201)에 공급되는 냉각 매체로서 사용될 때, 냉각된 물은 일부 구현들에서 염수의 소스(예를 들어, 해양)에 가까운 해수일 수 있다. 열 교환기의 구성 재료는 탄소강, 스테인리스강, 또는 텅스텐 및 해수 교환기가 필요하거나 사용되는 경우에 필요한 다른 재료일 수 있다. 흡수기 냉각기(105b)를 위한 임의의 유형의 열 교환기, 예컨대 쉘 및 튜브, 플레이트 및 핀, 케틀 유형 등이 사용될 수 있다.
기계식 냉각기와 흡수 냉각기(105b) 사이의 상당한 차이점은 저압 냉매 증기의 압력을 증가시키고 냉매 회로를 폐쇄하기 위해 압축기를 사용하는 대신에, 압력 증가가 다수의 열 교환기(예를 들어, 증발기(211) 및 응축기(201)), 펌프 및 적어도 하나의 압력 강하(예컨대, 압력 강하 밸브)의 사용을 통해 이루어질 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 기계적 냉각기에 비해 더 많은 장비를 포함할 수 있다. 그러나, 회전 장비의 부재는 동작 동안 더 낮은 수준의 전력 소비의 사용을 허용할 수 있다. 이러한 작동 비용 개선은 기계적 냉각기에 비해 상당한 이점을 제공할 수 있다. 이하, 본 발명의 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예의 구현에 의해 존재하는 것으로 결정된 중요한 작동 이점 중 일부를 보다 쉽게 알 수 있도록 돕기 위한 몇몇 예시적인 예가 있다.
예를 들어(그리고 비-제한적인 예로서), 직접 접촉 쿨러(105a) 및 냉각탑(113)(물 타워로서 구성됨)와 함께 15℃에서 500,000 nm3/hr의 공급 기류를 갖도록 설계되고 가스화 스트림(111a)으로서 이용 가능한 8 bar(800 kPa)에서 2.5 톤/hr LP 증기를 갖는 플랜트에서, PPU(107)로의 공급은 냉각기의 비-사용과 비교하여 흡수식 냉각 시스템의 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)가 플랜트에서 이용될 때 800 ppm의 CO2 농도를 갖는 여름 조건 하에서 7℃로 냉각될 수 있다. 본 발명자들은 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)의 이용이 냉각기가 없는 경우에 비해 그러한 플랜트에 대해 PPU(107)에 대한 흡착기 크기 요건을 30%만큼 감소시킬 수 있고, PPU(107)의 오프라인 흡착기를 재생하는데 필요한 재생 가스의 양이 절반이 될 수 있다는 것을 발견하였다. 공급 가스의 냉각된 온도는 약 30% 낮은 온도로 냉각될 수 있고, 시스템이 취급할 수 있는 CO2로부터의 불순물 스파이크는 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 사용함으로써 60%만큼 증가될 수 있다. 이러한 비제한적인 예는 본 발명의 흡수식 냉각 시스템(105)의 예시적인 구현예에 의해 제공될 수 있는 상당한 작동 개선을 보여주는 것을 돕는다.
또 다른 비-제한적인 예로서, 직접 접촉 쿨러(105a) 및 냉각탑(113)(물 타워로서 구성됨)를 이용하여, 그리고 가스화 스트림(111a)으로서 이용가능한 8 bar(800 kPa)의 4 톤/hr LP 증기를 이용하여, 공급 기류가 17℃에서 500,000 nm3/hr를 위해 설계되는 플랜트의 구현예에서, PPU(107)로의 공급은 여름 조건 하에서 5℃로 냉각될 수 있고, 적어도 하나의 흡수 냉각기(105b)를 통한 본 발명의 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예의 구현에 의해 800 ppm의 CO2 농도 스파이크를 설명할 수 있을 것이다. PPU(107)에 대한 흡착기 크기는 냉각기가 없는 경우에 비해 30%만큼 감소될 수 있고, 재생 가스 요건은 또한 절반이 될 수 있다. 또한, PPU에 공급되는 공기의 온도는 58% 초과만큼 감소될 수 있고, 흡수 냉각기(들)(105(b))의 사용으로 인해 60% 더 큰 불순물 농도 스파이크를 수용할 수 있다 이러한 비제한적인 예는 본 발명의 흡수식 냉각 시스템(105)의 예시적인 구현예에 의해 제공될 수 있는 상당한 작동 개선을 추가로 보여주는 것을 돕는다.
플랜트(100) 및 흡수식 냉각 시스템(105)의 구현예들은, 플랜트(110) 및/또는 흡수식 냉각 시스템(105)의 작동들을 모니터링하고 제어하기 위해 제어기를 이용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 화합물(예를 들어, 산소, CO2, N2, CO, 물 등)의 농도를 검출하도록 구성된 온도 센서, 압력 센서, 흐름 센서, 및 농도 센서는 플랜트의 상이한 요소 또는 유닛 및/또는 이들 유닛 사이의 도관을 통해 흐름하는 유체의 유량, 농도, 온도 또는 압력을 감지하고/하거나 검출하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, (i) 압축 시스템(103)에 공급되는 공기에 대한 공기 유량, 압력, 온도 및 공급 농도, (ii) 흡수식 냉각 시스템에 공급하기 위한 압축 시스템으로부터 출력되는 공기의 유량,압, 온도, 및/또는 공급 농도, (iii) PPU(107)에 공급하기 위한 흡수식 가열 시스템(105)으로부터의 공기 출력의 유량,압력, 온도 그리고 공급 농도; (iv) 콜드 박스에 공급하기 위해 PPU로부터 출력되는 공기의 흐름 속도,압 및 온도 및 구성 농도, 그리고/또는 (v) 녹아웃 드럼(108)에 공급되고/되거나 녹아웃 드럼의 출력인 공기의 흐름 레이트,압 또는 온도, 구성 농도를 검출하도록 배치된 센서가 있을 수 있다. 또한, 플랜트(100)의 이들 요소의 작동을 모니터링하고 제어하기 위해 압축 시스템(103), 흡수식 냉각 시스템(105), PPU(107), 녹아웃 드럼(108), 콜드 박스(109), 및/또는 가스화 섹션(111)에 위치된 다른 센서가 있을 수 있다. 제어기는 이들 센서로부터 데이터를 수신하고 수신된 센서 데이터에 기초하여 상이한 엘리먼트들의 동작들을 조정하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 제어기의 예는 도 7에서 볼 수 있으며, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 연결된 프로세서 및 센서와의 통신을 위한 적어도 하나의 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 플랜트 및/또는 플랜트의 하나 이상의 요소(예를 들어, 흡수식 냉각 시스템(105))의 작동을 제어하기 위한 방법을 정의하는 컴퓨터 판독가능 매체(예컨대, 비일시적 메모리, 플래시 메모리 등)에 저장된 적어도 하나의 자동화된 제어 프로그램을 실행할 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기는 압축 시스템(103)에 공급된 공기 또는 압축 시스템의 출력으로부터의 하나 이상의 공급 불순물 농도가 모니터링되도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 불순물 농도가 미리 선택된 임계값을 초과할 때(예를 들어, 불순물 농도 임계값을 충족하거나 초과할 때), 제어기는 하나 이상의 밸브를 작동시킬 수 있어서, 일차 흡수 냉각기(105c)는 증가된 작동 용량에서 작동하거나, 이차 흡수 냉각기(105d)가 온-라인(on-line)으로 가져와서 본 명세서에 논의된 바와 같이 냉각될 하나 이상의 공정 스트림(예컨대, 압축기로부터의 중간 공기, 압축 시스템(103)으로부터의 압축 공기 출력, 및/또는 PPU(107)로부터의 정화 공기 출력 등)을 수용하기 시작한다. 제어기는 또한 가스화 섹션(111)의 하나 이상의 제어 요소와 통신할 수 있어서, 흡수식 냉각 시스템의 하나 이상의 흡수 냉각기(105b)에 열원을 제공할 수 있는 하나 이상의 가스화 스트림(111a)의 증가된 유량이 획득되어, 냉각기는 불순물 스파이크가 존재하지 않을 때 정상 작동 조건 동안 사용되는 온도 설정점보다 낮을 수 있는 미리 선택된 불순물 스파이크 온도 임계치로 압축 공기를 냉각함으로써 그 작동 중에 더 높은 불순물 농도를 설명할 수 있다. 임계치 미만으로 떨어지는 불순물 농도의 검출에 응답하여, 제어기는 제2 냉각기(105d)가 오프라인으로 되게 하고 그리고/또는 제1 냉각기가 불순물 스파이크 상황이 어드레싱된 후에 감소된 동작 용량으로 동작하게 하기 위해 상이한 플랜트 엘리먼트들의 제어 엘리먼트들과 통신할 수 있다. 이러한 통신은 또한 하나 이상의 냉각기(105b)의 제너레이터(들)에 유체를 공급하는 하나 이상의 가스화 스트림(111a)의 유량을 조정하기 위해 가스화 섹션 스트림 도관 요소에 이루어질 수 있다. 미리 선택된 불순물 농도 임계치는 플랜트 구성 및 동작 설계 기준을 고려하도록 선택된 적절한 값일 수 있다. 일부 구현예에서, 미리 선택된 불순물 농도 역치는 400 ppm CO2, 500 ppm C02, 800 ppm COP, 1,000 ppm COT, 1,500 ppm COX, 2,000 ppm CO2, 2,500 ppm C02, 3,000 ppm C03, 400 ppm C02 및 또한 50 ppm C0일 수 있거나, 또는 일부 다른 적합한 역치 값 기준이다.
제어기의 구현예는 또한 상이한 요소로의 그리고 상이한 요소로부터의 유체의 상이한 흐름 경로를 위한 상이한 도관의 사용 및 상이한 플랜트 작동을 작동시키기 위해 다른 센서 데이터를 이용하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 구현예들에서, 제어기는 디스플레이, 및 사용자 또는 운영자로의 데이터의 출력 및 운영자로부터의 입력의 수신을 용이하게 하기 위한 적어도 하나의 입력 디바이스 및/또는 입력/출력 디바이스에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 작업자 작업 스테이션 또는 플랜트의 작업자의 컴퓨터에 연결될 수 있다. 제어기는 또한 플랜트를 위한 더 큰 자동화된 공정 제어 시스템에 통합하기 위해 다른 플랜트 제어 요소에 연결될 수 있다.
본 명세서에 명시적으로 도시되고 논의된 구현예들에 대한 수정들은 설계 목표들의 특정 세트 또는 설계 기준들의 특정 세트를 충족시키도록 이루어질 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 상이한 유닛 사이의 유체 흐름의 유체 연통을 위해 플랜트의 상이한 유닛을 상호연결하기 위한 밸브, 배관 및 다른 도관 요소(예를 들어, 도관 연결 기구, 배관, 시일 등)의 배열은 플랜트의 이용가능한 영역, 플랜트의 크기화된 장비, 및 다른 설계 고려사항을 고려하는 특정 플랜트 레이아웃 설계를 충족시키도록 배열될 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 냉각기를 통과할 뿐만 아니라 다른 플랜트 요소를 통과하는 유체의 유량, 압력 및 온도는 상이한 플랜트 설계 구성 및 다른 설계 기준을 고려하여 변할 수 있다. 또 다른 예로서, 냉각기의 수 및 냉각기가 배열되는 방법은 설계 기준들의 특정 세트를 충족시키도록 조정될 수 있다. 또 다른 예로서, 냉각기, 냉각기 흡착 시스템, 및 플랜트의 상이한 구조적 구성요소를 위한 재료 조성은 설계 기준의 특정 세트를 충족시키는 데 필요할 수 있는 임의의 유형의 적합한 재료일 수 있다. 또 다른 예로서, 일부 구현예에서, 냉각 시스템(105)은 흡수 냉각기(105b) 대신에 하나 이상의 기계적 냉각기를 이용할 수 있다.
플랜트의 구현예는 적어도 하나의 냉각기가 이용될 수 있는 공기 분리 플랜트 또는 다른 유형의 플랜트로서 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 플랜트. 냉각기 흡착 시스템, 및 하나 이상의 냉각기는 각각 작동을 모니터링하고 제어하도록 위치하고 구성된 공정 제어 요소(예를 들어, 온도 및 압력 센서, 흐름 센서, 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 작업 스테이션, 비일시적 메모리, 및 센서 요소와의 통신을 위한 적어도 하나의 송수신기를 갖는 자동화된 공정 제어 시스템, 밸브, 및 작업 스테이션 및/또는 플랜트의 다른 컴퓨터 장치에서 실행될 수 있는 자동화 공정 제어 시스템을 위한 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 제어기 등)를 포함하도록 구성될 수 있다.
다른 예로서, 개별적으로 또는 구현예의 일부로서 설명된 특정 특징이 다른 개별적으로 설명된 특징들 또는 다른 구현예들의 부분들과 조합될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 본 명세서에 설명된 다양한 구현예들의 요소들 및 동작들은 추가 구현예들을 제공하기 위해 조합될 수 있다. 따라서, 냉각기, 냉각기 흡착 시스템, 공기 분리 유닛, 플랜트 및 이를 제조 및 사용하는 방법의 특정한 예시적인 구현예가 상기 제시되고 기재되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 달리 하기 청구범위의 범주 내에서 다양하게 구현 및 실시될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.

Claims (26)

  1. 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU)을 위한 흡수식 냉각 시스템으로서,
    적어도 하나의 흡수 냉각기로서, 적어도 하나의 공정 스트림로부터의 열이 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 제너레이터에 공급되도록, 플랜트의 가스화 섹션으로부터 적어도 하나의 공정 스트림을 수용하도록 위치하는 것인, 적어도 하나의 흡수 냉각기
    를 포함하고, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기는, ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위해 공기를 정화하여 정화된 기류를 형성하는 사전-정화 유닛(PPU)으로부터의 정화된 기류가 ASU의 콜드 박스에 공급되기 전에, 상기 정화된 기류를 냉각하도록 배치될 수 있고,
    상기 적어도 하나의 흡수 냉각기는 추가로,
    - 상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하는 것, 또는
    - ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것으로서, 냉각된 제2 압력의 공기는 상기 압축 시스템으로 공급되어, 제2 압력보다 높은 제1 압력으로 더 압축되는 것인, 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것
    을 수행하는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기는,
    - ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위해 공기를 정화하여 정화된 기류를 형성하는 상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해, ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하는 것,
    - 상기 PPU로부터의 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에, 상기 정화된 기류를 냉각하는 것, 및
    - ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것으로서, 냉각된 제2 압력의 공기는 상기 압축 시스템으로 공급되어, 제1 압력으로 더 압축되는 것인, 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것
    을 위해 배치될 수 있는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기가, 상기 PPU로부터의 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에 상기 정화된 기류를 냉각하고,
    상기 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기는 추가로,
    상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 수용되는 제1 압력의 공기를 냉각하거나, 또는
    상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 직접 접촉 쿨러를 포함하고, 상기 직접 접촉 쿨러는 냉각 매체를 통해 공기를 냉각하고 냉각된 공기를 PPU에 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력의 공기를 수용하도록 배치되고, 상기 직접 접촉 쿨러는 적어도 하나의 흡수 냉각기에 연결되어, 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 흡수 냉각기로부터 냉각 매체를 수용하는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉각 매체는 물 또는 글리콜로 구성되고, 상기 PPU는 적어도 하나의 방사상 흡착기를 포함하는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 냉각 매체는 물을 포함하고, 상기 흡수식 냉각 시스템은 또한, 냉각 매체가 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기에 공급되기 전에, 상기 냉각 매체를 냉각하기 위해 상기 콜드 박스와 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기 사이에 배치되는 냉각탑을 포함하고, 상기 냉각탑은, 상기 냉각 매체가 적어도 하나의 흡수 냉각기로 공급되기 전에, 상기 냉각 매체를 냉각하기 위해 콜드 박스로부터 냉각 유체의 흐름을 수용하도록 배치되는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 흡수식 냉각 시스템은 공기의 불순물 농도를 검출하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기는 일차 흡수 냉각기 및 이차 흡수 냉각기를 포함하고;
    상기 흡수식 냉각 시스템은, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제1 부분이 냉각을 위해 일차 흡수 냉각기에 공급되고, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제2 부분이 미리 선택된 임계치 이상인 불순물 농도에 응답하여 냉각을 위해 이차 흡수 냉각기에 공급되도록 구성되거나, 또는
    상기 흡수식 냉각 시스템은, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 일차 흡수 냉각기에 공급되어 상기 냉각 매체의 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 상기 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제2 부분이 상기 이차 흡수 냉각기에 공급되어 상기 불순물 농도가 미리 선택된 임계치 이상인 것에 응답하여 상기 냉각 매체의 제2 부분을 상기 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성되는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡수식 냉각 시스템은, 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기가 냉각을 위해 일차 흡수 냉각기에 공급되도록 구성되거나, 또는
    상기 흡수식 냉각 시스템은, 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체가 일차 흡수 냉각기에 공급되어 상기 냉각 매체를 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성되는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 PPU는 방사상 흡착기를 포함하는 것인, 흡수식 냉각 시스템.
  10. 플랜트로서,
    제1항에 따른 흡수식 냉각 시스템을 구비한 공기 분리 유닛(ASU); 및
    가스화 섹션
    을 포함하는, 플랜트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 ASU는 압축 시스템, 콜드 박스, 및 PPU, 그리고 흡수식 냉각 시스템과 콜드 박스 사이에 배치되는 적어도 하나의 녹아웃 드럼을 구비하는 것인, 플랜트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 플랜트의 가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림은 또한, PPU의 적어도 하나의 흡착기 내의 흡착제 재료의 재생을 위해 상기 적어도 하나의 흡착기를 통과한 재생 유체를 가열하기 위해, 플랜트가 작동하는 동안 오프-상태 위치에서 상기 적어도 하나의 흡착기에 공급될 수 있는 재생 유체를 가열하기 위한 가열기를 가열하는 것인, 플랜트.
  13. 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU)에서 공기를 냉각하는 방법으로서,
    상기 플랜트는 또한 가스화 섹션을 갖고,
    상기 방법은,
    가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림으로부터의 열이 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 제너레이터에 공급될 수 있도록, 가스화 섹션으로부터 적어도 하나의 공정 스트림을 수용하기 위한 적어도 하나의 흡수 냉각기를 ASU에 배치하는 단계; 및
    ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위해 공기를 정화하여 정화된 기류를 형성하는 사전-정화 유닛(PPU)으로부터의 정화된 기류가 ASU의 콜드 박스에 공급되기 전에, 상기 정화된 기류를 냉각할 수 있도록, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기에 의해 냉각을 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 흡수 냉각기에 의해 냉각을 제공하는 단계는,
    - 상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하는 것, 또는
    - ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것으로서, 냉각된 제2 압력의 공기는 상기 압축 시스템으로 공급되어, 제2 압력보다 높은 제1 압력으로 더 압축되는 것인, 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것
    을 더 포함하는 것인, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기에 의해 냉각을 제공하는 단계는,
    - ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위해 공기를 정화하여 정화된 기류를 형성하는 상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해, ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하는 것,
    - 상기 PPU로부터의 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에, 상기 정화된 기류를 냉각하는 것, 및
    - ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것으로서, 냉각된 제2 압력의 공기는 상기 압축 시스템으로 공급되어, 제1 압력으로 더 압축되는 것인, 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것
    을 포함하는 것인, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 PPU로부터의 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에, 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기가 상기 정화된 기류를 냉각하고,
    상기 적어도 하나의 흡수 냉각기의 적어도 하나의 증발기는 추가로,
    상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 수용되는 제1 압력의 공기를 냉각하거나, 또는
    상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것인, 방법.
  16. 제13항에 있어서, 직접 접촉 쿨러가 냉각 매체를 통해 공기를 냉각하고 냉각된 공기를 PPU에 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 제1 압력의 공기를 수용하도록 배치되고, 상기 직접 접촉 쿨러는 적어도 하나의 흡수 냉각기에 연결되어, 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 적어도 하나의 흡수 냉각기로부터 냉각 매체를 수용하고,
    상기 PPU에 냉각된 공기를 공급하기 위해 ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각할 수 있도록, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기에 의해 냉각을 제공하는 단계는,
    적어도 하나의 흡수 냉각기가 냉각 매체를 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하여, 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도의 냉각 매체를 직접 접촉 쿨러로 공급하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 흡수 냉각기는 일차 흡수 냉각기 및 이차 흡수 냉각기를 포함하고;
    불순물 농도 수준이 미리 선택된 임계치 이상이라고 결정하는 것에 응답하여, 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제1 부분이 일차 흡수 냉각기에 공급되고 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제2 부분이 이차 흡수 냉각기에 공급되도록, 작동을 조정하는 단계, 및
    불순물 농도 수준이 미리 선택된 임계치 이상이라는 결정에 응답하여, 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 일차 흡수 냉각기에 공급되어 상기 냉각 매체의 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제2 부분이 이차 흡수 냉각기에 공급되어 상기 냉각 매체의 제2 부분을 상기 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록, 작동을 조정하는 단계
    중 하나를 더 포함하는 것인, 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    가스화 섹션으로부터의 적어도 하나의 공정 스트림을 이용하여 재생 유체를 가열하고, 가열된 재생 유체를 오프-상태 위치에 있는 PPU의 흡착기로 공급하여, 상기 흡착기 내의 흡착제 재료를 재생하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  19. 플랜트의 공기 분리 유닛(ASU)을 위한 냉각 시스템으로서,
    제1 냉각기 및 제2 냉각기
    를 포함하고, 상기 제1 냉각기는
    (i) ASU의 콜드 박스에 정화된 기류를 공급하기 위해 공기를 정화하여 정화된 기류를 형성하는 사전-정화 유닛(PPU)으로 냉각된 공기를 공급하기 위해, ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하는 것,
    (ii) 상기 PPU로부터의 정화된 기류가 콜드 박스에 공급되기 전에, 상기 정화된 기류를 냉각하는 것, 및
    (iii) ASU의 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것으로서, 냉각된 제2 압력의 공기는 상기 압축 시스템으로 공급되어, 제2 압력보다 높은 제1 압력으로 더 압축되는 것인, 압축 시스템으로부터 공급되는 제2 압력의 공기를 냉각하는 것
    중 하나 이상을 가능하게 하도록 배치되고,
    상기 냉각 시스템은 공기의 불순물 농도를 검출하도록 구성되는 컴퓨터 디바이스를 포함하고;
    상기 냉각 시스템은, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제1 부분이 냉각을 위해 제1 냉각기에 공급되고, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기 중 제2 부분이 미리 선택된 임계치 이상인 불순물 농도에 응답하여 냉각을 위해 제2 냉각기에 공급되도록 구성되거나, 또는
    상기 냉각 시스템은, 상기 압축 시스템으로부터 공급되는 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제1 부분이 제1 냉각기에 공급되어 상기 냉각 매체의 제1 부분을 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하고, 상기 제1 압력의 공기를 냉각하기 위해 직접 접촉 쿨러에 공급될 냉각 매체의 제2 부분이 상기 제2 냉각기에 공급되어 상기 불순물 농도가 미리 선택된 임계치 이상인 것에 응답하여 상기 냉각 매체의 제2 부분을 상기 미리 선택된 직접 접촉 쿨러 냉각 매체 입구 온도로 냉각하도록 구성되는 것인, 냉각 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 냉각기는 흡수 냉각기이고, 상기 제2 냉각기는 흡수 냉각기인 것인, 냉각 시스템.
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