[發明專利]氣體分離-輪機中整合的CO2

有效

• 申請號: 201780074334.5
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN110022963B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 理查德·W·貝克;蒂莫西·C·梅克爾
• 申請（專利權）人: 膜技術與研究公司
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;B01D53/62;F02C3/04;F23J15/02;F23L7/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈敬亭

1.一種用于控制來自燃燒過程的二氧化碳廢氣的方法，所述方法包括：

(a)在第一壓縮步驟中壓縮含氧氣的流，從而產生第一壓縮氣流；

(b)將至少一部分所述第一壓縮氣流輸送至適于選擇性地去除二氧化碳的氣體分離裝置，從而產生富含二氧化碳的流和二氧化碳耗盡的流；

(c)在第二壓縮步驟中壓縮所述二氧化碳耗盡的流，從而產生第二壓縮氣流；

(d)在燃燒裝置中燃燒至少一部分所述第二壓縮氣流與氣態燃料，從而產生燃燒氣流；

(e)將作為工作氣流的一部分的所述燃燒氣流輸送至機械耦接至發電機的燃氣輪機裝置，并操作所述燃氣輪機裝置，從而生成電力并產生輪機廢氣流；

(f)使至少一部分所述輪機廢氣流通過膜分離步驟，其中所述膜分離步驟包括：

(i)提供具有進料側和滲透物側的膜，并且所述膜相對于氮氣選擇性地可滲透二氧化碳，以及所述膜相對于氧氣選擇性地可滲透二氧化碳，

(ii)使所述輪機廢氣流的第一部分通過所述進料側，

(iii)使空氣、富含氧氣的空氣或氧氣作為吹掃流通過所述滲透物側，

(iv)從所述進料側提取殘余物流，所述殘余物流與所述輪機廢氣流相比，二氧化碳被耗盡，和

(v)從所述滲透物側提取包含氧氣和二氧化碳的滲透物流；以及

(g)將所述滲透物流通入步驟(a)作為至少一部分含氧氣的氣體。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述氣體分離裝置選自由以下各項組成的組：吸收、吸附、液化和膜分離。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述氣體分離裝置是膜分離裝置。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述膜分離裝置包括聚合物膜。

5.根據權利要求1所述方法，進一步包括以下步驟：將所述第二壓縮氣流的第二部分通入步驟(e)作為所述工作氣流的一部分。

6.根據權利要求1或5所述的方法，進一步包括以下步驟：

(h)在進行步驟(f)之前，將所述輪機廢氣流的第二部分通入步驟(a)作為至少一部分所述含氧氣的氣體。

7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟：在進行步驟(f)之前，將至少一部分所述輪機廢氣流輸送至余熱鍋爐。

8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟：在進行步驟(f)之前，冷卻至少一部分所述輪機廢氣流。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述殘余物流具有小于5體積％的二氧化碳濃度。

10.根據權利要求1所述的方法，其中在2巴至10巴的范圍內的壓力下，從所述第一壓縮步驟中提取所述第一壓縮氣流。

11.根據權利要求1所述的方法，其中在30巴下，從所述第二壓縮步驟中提取所述第二壓縮氣流。

12.根據權利要求1所述的方法，進一步包括在步驟(b)之前，將所述第一壓縮氣流冷卻至30-100℃的溫度。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述氣態燃料包括天然氣。

14.根據權利要求1所述的方法，其中在步驟(c)之前，將第一壓縮流的第二部分與來自步驟(b)的二氧化碳耗盡的流混合。