[發明專利]一種含二氧化碳的流體的壓縮

在審

• 申請號: 201710991012.9
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN107596855A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: O.斯塔爾曼恩
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;F25J3/02;F25J3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周李軍

本申請是申請日為2012年1月10日，申請號為201280005389.8，發明名稱為“一種含二氧化碳的流體的壓縮”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種壓縮含二氧化碳的流體的方法和一種壓縮含二氧化碳的流體的設備，一種用于從工藝氣體(process gas)中除去二氧化碳且包含所述設備的系統，和一種包含所述系統的富氧燃燒發電廠。

背景技術

現今世界上所用的大多數能量都源于含碳和氫的燃料的燃燒，包括諸如煤、石油和天然氣以及其它有機燃料。這些燃料的燃燒產生含有高濃度二氧化碳的煙氣。隨著大家對全球變暖問題的日益關注，對于減少二氧化碳向大氣中的排放的需求日益加大，所以開發了很多方法用于在煙氣排入大氣之前除去煙氣中的二氧化碳。

在二氧化碳分離之前，可以從煙氣中清除其它成分和大氣污染物，如微粒、SO_X、NO_X、汞和水。

在二氧化碳凈化和分離之后，得到二氧化碳富含氣，其需要加以操作，例如在罐(固定的或在卡車或船上)中儲存和運輸，通過管道運輸和/或注入地下進行長時間的(定形的(definitive))儲存和礦化。

為了減少煙氣量、和由此的發電廠和氣體凈化設施的規模，同時為了使二氧化碳的凈化和除去更容易，可以在燃燒爐中使用氧氣代替空氣，產生具有高二氧化碳濃度和低氮氣濃度的煙氣。氧氣可通過借助于空氣分離單元(ASU)將空氣分離成氧氣流和氮氣流來獲得。

US 5931021公開了將氣體加壓到超臨界壓力來液化，和用外部制冷劑冷卻到低于該液化氣飽和溫度的最后預定溫度，爾后將該冷卻的超臨界壓力的氣體節流到(throttle to)規定的液體的亞臨界壓力。從而，氣體據說被液化而不產生任何閃蒸氣體。

GB 2416389公開了運輸和儲存液體二氧化碳的溫度和壓力的最佳值：溫度低于環境溫度，壓力高于環境壓力但仍為亞臨界。GB 2416389專注于如何在適宜的溫度和壓力下最好地獲得液態二氧化碳，得出結論：液體二氧化碳的大批量和在散裝運輸期望的溫度和壓力下的生產可以以環境友好和高效的方式實現，即通過在該期望的溫度和壓力之上的溫度和壓力生產液體或致密流體二氧化碳，然后在期望的值膨脹它以產生液體二氧化碳。

EP 2092973公開了將來自發電廠的二氧化碳多級壓縮至80-90bar，并間歇冷卻以得到120-140℃的流體，然后冷卻至10-30℃，爾后該流體可被泵加壓至400bar。

發明內容

根據本公開的一個方面，本發明提供了一種壓縮含二氧化碳的流體的方法，該方法包括：從用于除去工藝氣體中的二氧化碳的裝置獲得所述流體；將所述流體壓縮至高于二氧化碳臨界壓力的壓力；然后將所述壓縮的流體冷卻至高于二氧化碳臨界溫度的溫度以產生超臨界流體。

該方法可進一步包括：泵送所述超臨界流體。

該方法可進一步包括：從工藝氣體中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流體，其為根據本方法得到的含二氧化碳的流體。

根據本公開的另一個方面，提供了一種為含二氧化碳的流體加壓的設備，該設備包括：用于從用于除去工藝氣體中的二氧化碳的裝置獲得所述流體的裝置；用于將所述流體壓縮至高于二氧化碳臨界壓力的壓力的裝置；用于將所述壓縮的流體冷卻至高于二氧化碳臨界溫度的溫度以產生超臨界流體的裝置。

該設備可進一步包括：用于泵送所述超臨界流體的裝置。

根據本公開的另一個方面，提供了一種為含二氧化碳的流體加壓的設備，該設備包括：從用于除去工藝氣體中的二氧化碳的裝置獲得所述流體的管道；將所述流體加壓至高于二氧化碳臨界壓力的壓力的壓縮機；和將所述壓縮的流體冷卻至高于二氧化碳臨界溫度的溫度以產生超臨界流體的冷卻器。

該設備可進一步包括：泵送所述超臨界流體的泵。

根據本公開的另一個方面，提供了一個用于從工藝氣體中除去二氧化碳的系統，該系統包括上述設備中的任何一種的設備。

該系統可進一步包括用于從工藝氣體中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流體的裝置，該流體為可使用上述設備中的任何一種的設備壓縮的含二氧化碳的流體。

根據本公開的另一個方面，提供了一種富氧燃燒發電廠，其中該富氧燃燒發電廠包括上述的系統，且該系統被用于從上述發電廠的煙氣中除去二氧化碳。

涉及本公開的各個方面中的任何一個的上述和下述討論，在可適用的部分，也與任何一個其它方面有關。