[發明專利]二氧化碳的純化

有效

• 申請號: 201210431826.4
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103086375B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: P.希金博薩姆
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 孔青,楊思捷

1.一種在二氧化碳純化裝置(“CPU”)中在高壓下純化含有二氧化碳和至少一種不可冷凝氣體污染物的來自含氧燃料燃燒過程的煙道氣的方法，所述方法包含：

將煙道氣進料到CPU；

將來自所述煙道氣的二氧化碳氣體冷卻并冷凝；和

將經冷凝二氧化碳氣體與所述不可冷凝氣體污染物分離，以產生至少一種二氧化碳液體和包含所述不可冷凝氣體污染物的尾氣，

其中所述方法需要用于使二氧化碳氣體冷卻和冷凝的制冷負荷，所述制冷負荷至少第一部分通過針對至少一種液體第一制冷劑的間接熱交換從而使所述第一制冷劑蒸發來提供，而第二部分通過針對至少一種第二制冷劑的單獨顯熱能的間接熱交換來提供；

其中所述液體第一制冷劑或各液體第一制冷劑通過針對冷卻和冷凝煙道氣的所述間接熱交換而蒸發，并且其中所述制冷負荷具有使所述煙道氣冷卻和冷凝兩者的較冷部分和使煙道氣冷卻而不冷凝的較溫部分，并且其中所述第二制冷劑或各第二制冷劑提供所述制冷負荷的較冷部分的至少一部分；

其中所述CPU包含兩個相分離器，所述方法包含：

冷卻并冷凝煙道氣中的二氧化碳氣體；

在第一相分離器中將經冷凝二氧化碳氣體與所述不可冷凝氣體污染物分離，以產生第一二氧化碳液體和包含所述不可冷凝氣體污染物的第一塔頂蒸氣；

將所述第一二氧化碳液體分成三個部分；

泵抽所述第一二氧化碳液體的第一部分，以產生經泵抽第一部分；

減小所述第一二氧化碳液體的第二部分的壓力，以產生經減壓第二部分；

泵抽所述第一二氧化碳液體的第三部分，以產生經泵抽第三部分，并使經泵抽第三部分冷卻，以產生經冷卻第三部分；

使所述第一塔頂蒸氣中的二氧化碳氣體冷卻和冷凝；

在第二相分離器中使經冷凝二氧化碳氣體與所述不可冷凝氣體污染物分離，以產生第二二氧化碳液體和所述包含所述不可冷凝氣體污染物的尾氣；

通過間接熱交換溫熱所述尾氣，以產生經溫熱尾氣；和

在任選溫熱所述液體后減小所述第二二氧化碳液體的壓力，以產生經減壓第二二氧化碳液體；

其中提供制冷負荷的第一部分的液體第一制冷劑為第一二氧化碳液體的經泵抽第一部分、第一二氧化碳液體的經減壓第二部分和經減壓第二二氧化碳液體，并且其中第二制冷劑為第一二氧化碳液體的經冷卻第三部分。

2.權利要求1的方法，其中制冷負荷的所述第一部分的至少部分通過所述二氧化碳液體至少之一作為所述液體第一制冷劑來提供。

3.權利要求1的方法，其中所述制冷負荷的另外部分通過針對所述尾氣間接熱交換來提供。

4.權利要求3的方法，其中所述另外部分不大于所述制冷負荷的10%。

5.權利要求3的方法，其中所述第一和第二部分提供所述制冷負荷的其余部分。

6.權利要求1的方法，其中所述第二制冷劑具有足夠低的溫度，以使所述煙道氣冷卻到低于CO₂露點溫度。

7.權利要求6的方法，其中所述第二制冷劑具有足夠低的溫度，以使所述煙道氣冷卻到接近CO₂三相點溫度。

8.權利要求1的方法，其中所述第二制冷劑具有足夠低的溫度，以使所述煙道氣冷卻到約-56℃至約10℃的溫度。

9.權利要求1的方法，其中所述第二制冷劑以不大于足以使功率消耗最佳化的量使用。

10.權利要求1的方法，其中所述第二制冷劑提供制冷負荷的不大于30%。

11.權利要求10的方法，其中所述第二制冷劑提供制冷負荷的不大于20%。

12.權利要求1的方法，其中所述第二制冷劑得自所述煙道氣，并從CPU輸出用于冷卻。

13.權利要求1的方法，其中將所述第二制冷劑輸入CPU。

14.權利要求1的方法，所述方法包含將所述第二制冷劑輸入CPU，并且直接用所述第二制冷劑提供制冷負荷的所述第二部分。

15.權利要求1的方法，其中第一二氧化碳液體的經泵抽第三部分通過針對集成ASU中經膨脹氮氣的間接熱交換來冷卻。