[發(fā)明專利]從二氧化碳捕獲和壓縮過程回收熱量來用于燃料處理

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511007835.0
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN105536476A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.R.科特達瓦拉;J.O.巴特勒
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾斯通技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62;F23J15/04;B01D53/34;F26B23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松

本申請是于2010年5月7日提交的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請?zhí)枮?01080020343.4，國際申請?zhí)枮镻CT/US2010/034016，發(fā)明名稱“從二氧化碳捕獲和壓縮過程回收熱量來用于燃料處理”)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請總體上涉及熱量回收。更具體地說，本申請涉及用于從二氧化碳捕獲過程中回收廢熱以及使用該廢熱來干燥化石燃料的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

二氧化碳(CO₂)氣體從諸如化石燃料發(fā)電廠以及垃圾焚化廠的各種工業(yè)設(shè)施釋放到大氣中。雖然通過提高能量轉(zhuǎn)換和利用效率可實現(xiàn)大幅度減少CO₂的排放，但是這樣的減少可能不足以實現(xiàn)大氣的CO₂穩(wěn)定。因此，已經(jīng)致力于捕獲和封存(sequestration)化石燃料發(fā)電廠排出的CO₂。

一種類型的化石燃料發(fā)電廠使用粉煤作為燃燒源。粉煤具有的含水量可從約3%(重量)到約5%(重量)而變化。在有些情況下，可能需要在高效地燃燒粉煤來產(chǎn)生熱量以前需要干燥粉煤。在這些情況下，可使用裝置蒸汽、燃燒爐煙道氣或再生式空氣加熱器來干燥粉煤。通常，在減小煤的顆粒大小的粉碎機中，通過與用來燃燒粉煤的同一空氣來干燥煙煤或次煙煤。例如，煙道氣可流過管狀或再生式空氣加熱器以加熱初級空氣。對于較低級的、較潮濕的煤，燃燒爐煙道氣也可與環(huán)境空氣混合并供應(yīng)給煤干燥單元。在煤干燥單元中使用蒸汽熱的情況下，蒸汽將熱量供應(yīng)給流化床，并且用作流化介質(zhì)和干燥介質(zhì)。另一種類型的用于發(fā)電廠的化石燃料是褐煤，其有高的含水量，并且在燃燒之前通常需要干燥。

已經(jīng)開發(fā)了各種系統(tǒng)和方法來捕獲和再利用CO₂氣體。例如，已經(jīng)開發(fā)了用氨水處理經(jīng)冷卻的煙道氣的基于氨的工藝，氨水與煙道氣中的CO₂反應(yīng)而形成碳酸銨或碳酸氫銨?？商岣吲c捕獲的CO₂結(jié)合的材料的溫度來逆轉(zhuǎn)該捕獲反應(yīng)，以在壓力下釋放CO₂。在另一個實例中，已經(jīng)開發(fā)了各種胺法工藝，它們在吸收/汽提型的再生工藝中用胺的水溶液處理煙道氣，以吸收CO₂用于后續(xù)的解吸和捕獲。

在這些示例性的CO₂捕獲方法中以及在其它類似方法中，為了運輸和存儲，捕獲的CO₂在再生后被壓縮。CO₂的再生和壓縮導(dǎo)致有大量的廢熱。

所需要的是一種用于回收在CO₂捕獲過程中產(chǎn)生的廢熱的系統(tǒng)和方法，并且特別是，一種用于通過回收廢熱用于其它裝置或設(shè)備操作(例如煤干燥)來改善裝置的總效率的系統(tǒng)和方法。

公開的系統(tǒng)和方法的所意圖的優(yōu)點滿足了這些需要中的一個或多個或者提供了其它有利的特征。根據(jù)本說明書，將使其它特征和優(yōu)點顯而易見。所公開的教導(dǎo)延伸到落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的那些實施例，而不管它們是否滿足前面提到的需求中的一個或多個。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本文示出的各方面，提供了一種用于回收熱量的方法。該方法包括：通過捕獲過程來從氣流中分離出大量的CO₂；將分離出的CO₂提供給壓縮過程；捕獲在壓縮過程期間釋放的熱量；以及將在壓縮過程期間釋放的熱量提供給燃料處理過程。

根據(jù)本文示出的其它方面，提供了一種用于回收熱量的系統(tǒng)，其包括用于從氣流中分離出CO₂的捕獲系統(tǒng)和用于壓縮從氣流中分離出的CO₂的壓縮系統(tǒng)，以及燃料處理系統(tǒng)。壓縮系統(tǒng)包括由壓縮系統(tǒng)加熱的至少一個經(jīng)加熱空氣流。燃料處理系統(tǒng)接收該至少一個經(jīng)加熱空氣流。

根據(jù)本文示出的其它方面，提供了一種CO₂捕獲系統(tǒng)，其包括用于產(chǎn)生包含CO₂的煙道氣流的燃燒系統(tǒng)、用于從煙道氣流中分離出大量的CO₂的捕獲系統(tǒng)、用于壓縮從煙道氣流中分離出的CO₂的壓縮系統(tǒng)，以及燃料處理系統(tǒng)。壓縮系統(tǒng)包括由壓縮系統(tǒng)加熱的經(jīng)加熱空氣流。燃料處理系統(tǒng)接收該經(jīng)加熱空氣流。

上面描述的特征以及其它特征通過以下附圖和詳細描述來例示。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用以從CO₂捕獲過程回收廢熱的工藝的一個實施例的示意圖。

圖2是示例性CO₂捕獲過程的示意圖。