[發(fā)明專利]從發(fā)電系統(tǒng)和方法生產(chǎn)低壓液態(tài)二氧化碳

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580057985.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN107108233B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.J.阿拉姆;B.A.福里斯特;J.E.費(fèi)維德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 八河流資產(chǎn)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C01B32/50
• 分類號(hào): C01B32/50;F02C6/04;F01K13/00;F23J15/02;F23L7/00
• 代理公司: 11105 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 劉蕾

本公開涉及提供低壓液態(tài)CO₂流的系統(tǒng)和方法。特別地，本公開提供了以下系統(tǒng)和方法：其中高壓CO₂流(諸如，來自主要使用CO₂作為工作流體的發(fā)電過程的再循環(huán)CO₂流)可被分開以使得其一部分可被膨脹并用作熱交換器中的冷卻流以冷卻高壓CO₂流的剩余部分，后者隨后可被膨脹以形成低壓CO₂流，所述低壓CO₂流可為含有CO₂蒸汽的混合形式。所述系統(tǒng)和方法可用于提供易于運(yùn)輸?shù)囊后w形式的來自燃燒的凈CO₂。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所公開的主題涉及生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳的系統(tǒng)和方法。具體而言，液態(tài)二氧化碳可為由在發(fā)電系統(tǒng)和方法(特別是使用二氧化碳作為工作流體的系統(tǒng)和方法)中生產(chǎn)的二氧化碳形成的低壓二氧化碳流。

背景技術(shù)

碳捕獲和封存(CCS)是生產(chǎn)二氧化碳(CO₂)的任何系統(tǒng)或方法的關(guān)鍵考慮因素。這與通過燃燒化石燃料或其它含碳?xì)洳牧系陌l(fā)電特別相關(guān)。已提出若干能夠?qū)崿F(xiàn)CCS的發(fā)電方法。具有CCS的高效發(fā)電領(lǐng)域中的一篇出版物，Allam等人的第8,596,075號(hào)美國專利，提供了利用再循環(huán)CO₂流在閉環(huán)氧-燃料燃燒系統(tǒng)中的理想效率。在這種系統(tǒng)中，CO₂在高壓下被捕獲為相對(duì)純的流。

目前關(guān)于CO₂處理的建議通常需要在高壓管線中作為100巴(10MPa)至250巴(25MPa)壓力下的高密度超臨界流體來輸送。這種管線需要高資本支出。經(jīng)管道輸送的CO₂被封存在地下地質(zhì)層，諸如深層鹽水層中，或者可用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值，諸如用于提高采油率(EOR)。

將CO₂用于EOR需要其在大面積富油地區(qū)上可用。這將需要廣泛使用在整個(gè)地區(qū)延伸的管網(wǎng)。這在許多用途中，特別是在離岸油田中變得非常昂貴。因此，有用的是提供易于遞送至離岸采油平臺(tái)的液體形式的大量CO₂(諸如由發(fā)電系統(tǒng)和方法所生產(chǎn)的)。如果CO₂能夠以液化形式提供，則可設(shè)想從發(fā)電設(shè)施收集的CO₂的其他有益用途。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了可用于生產(chǎn)液態(tài)CO₂的系統(tǒng)和方法。所公開的系統(tǒng)和方法可使用來自任何來源的CO₂。然而，當(dāng)與產(chǎn)生高壓CO₂流、特別是近環(huán)境溫度的高壓CO₂流的系統(tǒng)和方法相關(guān)時(shí)，所述系統(tǒng)和方法可能是特別有利的。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的有利之處還在于可生產(chǎn)非常高純度的液態(tài)CO₂，特別是具有低水平的氧氣、氮?dú)夂拖∮袣怏w(例如，氬氣)。

在某些實(shí)施方式中，可用于生產(chǎn)液態(tài)CO₂的CO₂源可為發(fā)電系統(tǒng)(特別是氧燃料(oxyfuel)燃燒系統(tǒng))和發(fā)電方法(更具體而言，使用CO₂工作流體的燃燒方法)。可從其獲得CO₂流的發(fā)電系統(tǒng)和方法在以下文獻(xiàn)中描述：第8,596,075號(hào)美國專利、第8,776,532號(hào)美國專利、第8,959,887號(hào)美國專利、第8,986,002號(hào)美國專利、第9,068,743美國專利、第2010/0300063號(hào)美國專利申請(qǐng)公開、第2012/0067054號(hào)美國專利申請(qǐng)公開、第2012/0237881號(hào)美國專利申請(qǐng)公開和第2013/0213049號(hào)美國專利申請(qǐng)公開，這些文件以其全部內(nèi)容通過引用并入本文。