[發明專利]用于從燃煤發電廠除去二氧化碳氣體的方法和設備

無效

• 申請號: 200980110216.0
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN102159299A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 班·M·艾尼斯;保羅·利伯曼
• 申請（專利權）人: 班·M·艾尼斯;保羅·利伯曼
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉建功;車文

背景技術

按照目前的使用速度，據估計全美國的礦藏還中有大約300年的煤儲備。煤是一種重要的自然資源，代表了現在在美國可用的最豐富和最有效率的能量來源。同時，煤的使用還涉及嚴重的環境危害和后果，包括可以引起全球變暖和其它氣候變化的二氧化碳氣體排放。

溫室氣體存在于地球的大氣中并且有助于溫室效應。如果沒有溫室效應，地球的平均溫度可以降低到大約負19℃(或負2°F)，而不是現在的大約15℃(或59°F)的平均溫度，由此使地球不適于居住。另一方面，隨著溫室氣體的增加，地球可以經歷相反的作用-全球變暖。

溫室氣體按照相對豐度的順序包括水蒸汽、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、和臭氧，以及其它。這些溫室氣體的大部分是自然存在的，但是任一種特定氣體(例如，二氧化碳)增加的程度都可以由于人類活動而改變。

在現在存在于地球上的主要溫室氣體中，據估計水蒸汽引起總的溫室效應的大約36-70％(不包括云)；二氧化碳據估計引起大約9-26％；甲烷據估計引起大約4-9％，臭氧據估計引起大約3-7％。確定由任一種氣體所引起的溫室效應的確切百分比是不可能的，因為各種氣體的影響不是相加性的。例如，范圍的上端適用于單獨的一種氣體，而下端適用于多種氣體，包括重疊部分。其它溫室氣體包括但不限于一氧化二氮、六氟化硫、氫氟烴、全氟化碳和氯氟烴。

全球變暖的一個主要貢獻因素被認為是由于各種人為活動和技術而被排放到地球大氣中的二氧化碳氣體的增加。在可以影響地球大氣并由此增加全球變暖的二氧化碳排放的主要貢獻因素中，最主要的七個因素列于如下(以2000-2004的貢獻百分率表示)：

1.固體燃料(例如，煤)：35％

2.液體燃料(例如，汽油)：36％

3.氣體燃料(例如，天然氣)：20％

4.工業上和油井的燃燒氣體：＜1％

5.水泥生產：3％

6.非燃料烴類：＜1％

7.未被包括在國家報表中的航運和空運的“國際性燃料倉”：4％

由于煤的效率和豐富，在具有強烈的動機來使用煤產生能量的同時，對于消除在標準燃煤發電廠中的煤燃燒所產生的二氧化碳氣體到大氣中的不期望的排放也有強烈的興趣。

用于消除過度二氧化碳排放的現有技術之一包括在CO₂從煙囪中排出時將其“捕獲”，其目的是要將二氧化碳儲存在各種場所，包括地下儲集層、海洋、巖石、消費品、化學制品或燃料。首次在20世紀70年代引入的碳捕獲和儲存(CCS)的想法通過利用在其中儲存CO₂氣體的已有地下儲集層開始。在這方面，值得一提的可能是存在有已經存在并包含氣體達數百萬年的許多天然的CO₂儲集層。此外，地下儲集層中的可用儲存空間(例如，耗盡的油氣貯藏、煤層和含鹽層)可能足夠大，足以儲存在剩余化石燃料貯藏中所包含的所有二氧化碳氣體。

最近，前沿的科學和能量研究所強烈地提倡開發碳捕獲和儲存技術。例如，在2008年6月，世界上13個主要經濟勢力的科學研究院呼吁碳隔離(carbon?sequestration)的履行為“應予最優先考慮的事”。大約在同時，國際能量協會(IEA)贊同其中碳捕獲和儲存形成重要組成的能源技術革命。同時，許多非主流(spin-offs)和先驅(start-ups)提供了與將CO₂儲存在地下洞穴和儲集層中的傳統方法不同的各種“創新”觀念。

例如，從用于純化天然氣的煙囪或在氨生產設施處捕獲CO₂已經是持續多年的普通作法。此外，已經在北海、阿爾及利亞、和德克薩斯出現二氧化碳的注射和儲存，并且在這些情況中，CO₂被注射到油氣儲集層中，與其他情況下使用被稱為提高采收率法采油(EOR)的方法可能抽出的化石燃料相比，這樣提供了能夠抽出更多化石燃料的附加利益。并且，對于這些應用中的一些，通過管道或船來運輸二氧化碳。