消耗二氧化碳产生热量以协助零排放发电制造技术

本文公开的主题涉及不以有害方式产生二氧化碳和/或除去和/或捕获另外可能排放到大气中的二氧化碳的发电系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是于2012年4月16日提交的申请号为201210111722.5、专利技术名称为“由碳氢化合物沉积物发电同时捕获二氧化碳”的专利申请的分案申请。申请号为201210111722.5的专利申请是于2007年12月14日提交的PCT申请号为PCT/US2007/087683、中国国家阶段申请号为200780051408.X、专利技术名称为“除去二氧化碳和/或发电的方法和/或系统”的原申请的分案申请。本申请要求以下专利申请的优先权：2006年12月16日提交的美国临时专利申请第60/875,121号；2007年3月19日提交的第60/918,787号；2007年5月4日提交的第60/927,597号；和2007年8月27日提交的第60/966,357号。
本文公开的主题涉及发电和/或从大气中除去二氧化碳。
技术介绍
已指出，二氧化碳(CO2)在地球上产生了一条加温的毛毯，抵消全球暗化气体，在我们的气候中形成全面的变暖趋势。众所周知，变暖趋势威胁着地球上的人类生命。碳氢化合物燃烧动力出现后，循环意识变得历史性的重要。无论二氧化碳是否被视作污染物，循环作为原则需要应用到在地球上我们所进行的所有活动中，从而实现可持续的实践活动。循环再利用与可持续性密切相关，也是自然运行之道；例如，一些生命体呼入氧气，排出二氧化碳，而作为相反的平衡，一些生命体则刚好相反。在过去的150年内，世界上在机动车辆、固定式发电装置和移动式发电机内制造<br>了超过了十亿台的产生二氧化碳的动力装置。自从卡诺于1820年代的成果问世以来，这些发动机的指导性原理仍停留在同样的认识领域内。传统的产生二氧化碳的动力装置通常向其周围环境中排出热量、噪音、CO2，Nox、SOx，使燃料与排放不平衡地联系起来，因为化石燃料来自地面，然而尾气排入空气中。产生能量和二氧化碳的基本化学反应如下：CnH2n+2[来自大地]+59.5N2[来自大气]+mO2[来自大气]→nCO2+(n+1)H2O+热量+59.5N2[所有排至大气]2007年年初，美国最高法院大法官Stevens曾说过：“温室气体非常符合《清洁空气法案(Clean Air Act)》中对空气污染物的宽泛定义。”美国联邦环保署(EPA)“不怀疑人造气体排放与全球变暖之间存在间或的联系”。Stevens说，马萨诸塞州，12个州起诉人其中之一，提出了以下诉讼：全球变暖导致马萨诸塞州沿海岸线的海平面升高，使马萨诸塞州面临“灾难性危害的风险”，如果政府采取马萨诸塞州所寻求的规定，这种风险“在某种程度上可能会减少”。2007年，对于CO2对全球变暖的影响的评估发生了改变；可预见，在美国和其它国家，机动车辆、发电装置以及其它发动机的CO2排放在不久的将来将被管制。研究还表明，仅仅保持大气中温室气体(GHG)浓度的稳定不足以防止全球温度上升。这样的温度上升已在地球的两极开始。附图说明参照以下附图，对非限制性和未穷尽的特征予以说明，其中贯穿各幅附图，相同的附图标记表示相同的部分。图1是根据实施方式将生物质转换为能量并收集二氧化碳的系统的示意图。图2和图3是根据实施方式在发电的同时封存二氧化碳的系统的示意图。图4和图5A是根据替代实施方式在发电的同时封存二氧化碳的系统的示意图。图5B是根据实施方式的图解二氧化碳的行为的焓-压力图。图6是根据实施方式的磁压辅助发电系统的示意图。图7A、7B和7C是根据一个或多个实施方式的由碳氢化合物沉积物发电并同时捕获二氧化碳的系统的示意图。图8是根据实施方式的在过程中消耗二氧化碳生成发电时燃烧所需氧气的系统的示意图。图9是根据实施方式的燃料电池的示意图，该燃料电池包含含有超氧化物的阳极。图10是根据替代实施方式的消耗二氧化碳产生热量以辅助发电的系统的示意图。图11是能够以固态可运输形式储存所捕获的二氧化碳的可拆卸式燃料电池模块的示意图。图12是根据实施方式的可捕获CO2的热-电过程的示意图。
技术实现思路
整个本说明书中，提及“一个实施方式”、“一个实践”、“实施方式”、“实践”指的是连同该实施方式和/或实践所描述的具体特征、结构或者特性可以被包括在所要求保护的主题的至少一个实践和/或实施方式中。因此，本说明书中在各处出现“在一个实施方式中”、“实施方式”、“在一个实践中”或“特征”未必均指的是同一实施方式和/或实践。此外，可以将多个具体特征、结构或特性组合在一个或多个实践和/或实施方式中。传统的由化石燃料发电的手段通常导致CO2排入大气，从而造成之前所说的全球变暖问题。要在根源上解决全球变暖问题，本文举出的实施方式涉及使用不会造成CO2排入大气和/或可将CO2从大气中除去的方法来发电。在一个具体实施方式中，比如，由包括大量CO2的处理的过程可以生成可用动力。譬如，如将生物质转化为可用能量等的如工业发电等过程中，都可能产生如此大量的CO2。在处理来自生物质加工发电的CO2废气的具体情况中，包括生物质发电用植物物质的培育至通过处理所产生的CO2废气来发电在内的连续过程可以被视为在发电的同时从大气中抽取CO2的过程。在另一个实施方式中，通过在一个耐压的容器内对气体进行磁辅助加压，可以产生可用的动力。根据具体实践，如下所示，这样的对气体磁辅助加压可将加压过程与温度分离。例如，这可以有助于以无需排放CO2的方式通过使用处于较低温度的热源(例如，地热资源)进行热传递来发电。在另外一个实施方式中，利用将所产生的CO2捕获在碳氢化合物储层内的工艺，可以由地下碳氢化合物储层内的碳氢化合物沉积物生成可用动力。因此，这种技术可以使得能够开发碳氢化合物储量以生产可用能量并避免CO2排放所造成的有害影响。在另一个实施方式中，可以由热-电过程中燃料燃烧生成可用动力。作为燃烧的副产品而产生的二氧化碳可进一步进行放热反应，从而将额外的热量用于增加在热-电过程中生成的动力。在一个特定实践中，二氧化碳副产物可以以固态形式捕获后进行处理。在这个特定实践中，因此，可避免由燃烧生成的CO2逸出到大气中。一些实施方式涉及下述过程：封存CO2，使得CO2保持在可避免CO2排入地球大气从而潜在地造成全球变暖的状态和/或形式。这样的封存状态可包括，例如，将CO2作为液体和/或加压流体保持在容器中或地下，和/或将CO2保持为如盐等化合物这样的固态。然而，这仅仅是CO2可以被封存的状态的实例，要求保护的主题不限于这一方面。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：燃烧碳水化合物燃料，以生成热量和CO2；和利用所述CO2来使得能够进行生成基本上纯的O2的反应，其中，所述燃烧包括将所述碳水化合物燃料与所述基本上纯的氧气混合，所述基本上纯的氧气的生成量基本上等于所述燃烧所述碳水化合物燃料消耗的氧气量。

【技术特征摘要】
2006.12.16 US 60/875,121;2007.03.19 US 60/918,787;1.一种方法，所述方法包括：
燃烧碳水化合物燃料，以生成热量和CO2；和
利用所述CO2来使得能够进行生成基本上纯的O2的反应，
其中，所述燃烧包括将所述碳水化合物燃料与所述基本上纯的氧气混合，所述基
本上纯的氧气的生成量基本上等于所述燃烧所述碳水化合物燃料消耗的氧气量。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括响应于所述热量来驱动涡轮发电。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括从所述反应产生额外电流。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述碳水化合物包含单糖。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述生成氧气的反应包括将2KO2+K2O2与所述CO2混合。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括利用来自所述反应的热量来产生
额外的过程电能。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述利用来自所述反应的所述热量包括，
利用所述热量来帮助在水/蒸汽涡轮能量循环中...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·J·帕皮雷，
申请(专利权)人：克里斯多佛·J·帕皮雷，
类型：发明
国别省市：美国;US