[특허]High temperature oxygen production with steam and power generation

High temperature oxygen production with steam and power generation 원문보기

IPC분류정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	B01D-053/22 B01D-071/02
출원번호	US-0428610 (1995-04-25)
발명자 / 주소	Kang Doohee (Macungie PA) Thorogood Robert M. (Cary NC) Allam Rodney J. (Guildford GB2) Topham Anthony K. J. (Walton on Thames GB2) Russek Steven L. (Allentown PA)
출원인 / 주소	Air Products and Chemicals, Inc. (Allentown PA 02)
인용정보	피인용 횟수 : 25 인용 특허 : 0

초록 ▼

Oxygen is separated from air by a high temperature ion transport membrane which is integrated with a gas turbine system for energy recovery from the membrane nonpermeate stream. Air is compressed, heated in a first heating step, and passed through the feed side of a mixed conductor membrane zone to produce a high purity oxygen product on the permeate side of the membrane zone. Nonpermeate gas from the membrane zone is heated in a second heating step and passed through a hot gas turbine for power recovery. Water is added to the nonpermeate gas prior to the hot gas turbine to increase mass flow to the turbine and thus balance the mass flows of the air feed compressor and the expansion turbine. The operating temperatures of the membrane zone and the expansion turbine are independently maintained by controlling the rate of heat addition in the first and second heating steps and by controlling the rate of water addition, whereby the membrane zone and expansion turbine are thermally delinked for maximum oxygen recovery efficiency.

대표청구항 ▼

A process for recovering oxygen from an oxygen-containing gas mixture comprising the steps of: (a) compressing and heating said oxygen-containing gas mixture; (b) passing the resulting compressed and heated mixture of step (a) into a membrane separation zone comprising one or more oxygen-selective ion transport membranes, and withdrawing therefrom a hot high-purity oxygen permeate stream and a hot oxygen-containing non-permeate stream; (c) introducing water into said hot oxygen-containing non-permeate stream; (d) heating the resulting non-permeate stream of step (c); and (e) passing the heated non-permeate stream of step (d) through an expansion turbine to generate shaft power and withdrawing therefrom a turbine exhaust stream; wherein the operating temperatures of said membrane separation zone and said expansion turbine are independently maintained by controlling one or more of the variables selected from the group consisting of the rate of heat addition in step (a), the rate of heat addition in step (d), and the rate of water introduction in step (c), whereby said membrane separation zone and said expansion turbine are thermally delinked for maximum efficiency in recovering said high-purity oxygen permeate.

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Carolan Michael Francis ; Dyer Paul Nigel ; Motika Stephen Andrew ; Alba Patrick Benjamin, Fluid separation devices capable of operating under high carbon dioxide partial pressures which utilize creep-resistant solid-state membranes formed from a mixed conducting multicomponent metallic ox.
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Prasad, Ravi; Gottzmann, Christian Friedrich; Keskar, Nitin Ramesh; Schwartz, Joseph Michael, Method and apparatus for producing carbon dioxide.
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Bool, III, Lawrence E.; Kobayashi, Hisashi, Method and system for combusting a fuel.
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Åsen, Knut Ingvar; Wilhelmsen, Kjersti; Bruun, Tor, Method for recovering CO2.
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.ANG.sen Knut Ingvar,NOX ; Sandvold Erik,NOX, Process for generating power including a combustion process.
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Prasad Ravi ; Gottzmann Christian Friedrich ; Keskar Nitin Ramesh, Reactive purge for solid electrolyte membrane gas separation.
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Gottzmann Christian Friedrich ; Prasad Ravi ; Bergsten Victor Emmanuel ; Keskar Nitin Ramesh ; van Hassel Bart Antonie, Solid Electrolyte ionic conductor reactor design.
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Keskar Nitin Ramesh ; Prasad Ravi ; Gottzmann Christian Friedrich, Solid electrolyte ionic conductor with adjustable steam-to-oxygen production.
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Smith Arthur Ramsden ; Woodward Donald Winston ; Kottke William Curtis, Supplemental air supply for an air separation system.
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Gottzmann Christian Friedrich ; Prasad Ravi ; Keskar Nitin Ramesh ; Wulf James Bragdon, Thermally powered oxygen/nitrogen plant incorporating an oxygen selective ion transport membrane.
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