一种含二氧化碳的流体的压缩制造技术

本发明专利技术涉及一种为含二氧化碳的流体加压的方法，该方法包括：从用于除去工艺气体中的二氧化碳的单元5获得所述流体；将所述流体压缩至高于二氧化碳临界压力的压力；然后将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体。本发明专利技术进一步涉及一种用于为含二氧化碳的流体加压的设备1，该设备包括：用于从用于除去工艺气体中的二氧化碳的单元5获得所述流体的装置4；用于将所述流体加压至高于二氧化碳临界压力的压力的装置6；用于将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体的装置7。

Compression of a fluid containing carbon dioxide

The invention relates to a method for pressurized fluid containing carbon dioxide, the method comprising: from the process for removing carbon dioxide from gas unit 5 obtains the fluid; the fluid is compressed to more carbon dioxide than the critical pressure of the pressure; then the compressed fluid is cooled to the critical temperature at temperatures higher than carbon dioxide production of supercritical fluid. The invention further relates to a method for pressurizing fluid containing carbon dioxide equipment 1, the equipment includes: for from the process gas for removing carbon dioxide in unit 5 obtains the fluid device 4; device for the pressurized fluid to the critical pressure of the carbon dioxide is higher than 6; for the compression of the the fluid is cooled to more carbon dioxide than the critical temperature of the temperature to produce the device of supercritical fluid 7.

【技术实现步骤摘要】
一种含二氧化碳的流体的压缩本申请是申请日为2012年1月10日，申请号为201280005389.8，专利技术名称为“一种含二氧化碳的流体的压缩”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种压缩含二氧化碳的流体的方法和一种压缩含二氧化碳的流体的设备，一种用于从工艺气体(processgas)中除去二氧化碳且包含所述设备的系统，和一种包含所述系统的富氧燃烧发电厂。
技术介绍
现今世界上所用的大多数能量都源于含碳和氢的燃料的燃烧，包括诸如煤、石油和天然气以及其它有机燃料。这些燃料的燃烧产生含有高浓度二氧化碳的烟气。随着大家对全球变暖问题的日益关注，对于减少二氧化碳向大气中的排放的需求日益加大，所以开发了很多方法用于在烟气排入大气之前除去烟气中的二氧化碳。在二氧化碳分离之前，可以从烟气中清除其它成分和大气污染物，如微粒、SOX、NOX、汞和水。在二氧化碳净化和分离之后，得到二氧化碳富含气，其需要加以操作，例如在罐(固定的或在卡车或船上)中储存和运输，通过管道运输和/或注入地下进行长时间的(定形的(definitive))储存和矿化。为了减少烟气量、和由此的发电厂和气体净化设施的规模，同时为了使二氧化碳的净化和除去更容易，可以在燃烧炉中使用氧气代替空气，产生具有高二氧化碳浓度和低氮气浓度的烟气。氧气可通过借助于空气分离单元(ASU)将空气分离成氧气流和氮气流来获得。US5931021公开了将气体加压到超临界压力来液化，和用外部制冷剂冷却到低于该液化气饱和温度的最后预定温度，尔后将该冷却的超临界压力的气体节流到(throttleto)规定的液体的亚临界压力。从而，气体据说被液化而不产生任何闪蒸气体。GB2416389公开了运输和储存液体二氧化碳的温度和压力的最佳值：温度低于环境温度，压力高于环境压力但仍为亚临界。GB2416389专注于如何在适宜的温度和压力下最好地获得液态二氧化碳，得出结论：液体二氧化碳的大批量和在散装运输期望的温度和压力下的生产可以以环境友好和高效的方式实现，即通过在该期望的温度和压力之上的温度和压力生产液体或致密流体二氧化碳，然后在期望的值膨胀它以产生液体二氧化碳。EP2092973公开了将来自发电厂的二氧化碳多级压缩至80-90bar，并间歇冷却以得到120-140℃的流体，然后冷却至10-30℃，尔后该流体可被泵加压至400bar。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，本专利技术提供了一种压缩含二氧化碳的流体的方法，该方法包括：从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体；将所述流体压缩至高于二氧化碳临界压力的压力；然后将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体。该方法可进一步包括：泵送所述超临界流体。该方法可进一步包括：从工艺气体中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流体，其为根据本方法得到的含二氧化碳的流体。根据本公开的另一个方面，提供了一种为含二氧化碳的流体加压的设备，该设备包括：用于从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体的装置；用于将所述流体压缩至高于二氧化碳临界压力的压力的装置；用于将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体的装置。该设备可进一步包括：用于泵送所述超临界流体的装置。根据本公开的另一个方面，提供了一种为含二氧化碳的流体加压的设备，该设备包括：从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体的管道；将所述流体加压至高于二氧化碳临界压力的压力的压缩机；和将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体的冷却器。该设备可进一步包括：泵送所述超临界流体的泵。根据本公开的另一个方面，提供了一个用于从工艺气体中除去二氧化碳的系统，该系统包括上述设备中的任何一种的设备。该系统可进一步包括用于从工艺气体中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流体的装置，该流体为可使用上述设备中的任何一种的设备压缩的含二氧化碳的流体。根据本公开的另一个方面，提供了一种富氧燃烧发电厂，其中该富氧燃烧发电厂包括上述的系统，且该系统被用于从上述发电厂的烟气中除去二氧化碳。涉及本公开的各个方面中的任何一个的上述和下述讨论，在可适用的部分，也与任何一个其它方面有关。很惊奇地发现，包含超临界二氧化碳(CO2)的流体可以充分地泵送来加压和运输，因此不需要得到液态二氧化碳来泵送。由于气体的体积大并且有泄漏到大气的危险，处理气态流体可能是不可取的。由于压缩机需要持续不断的冷却，因此最好也减少它们的使用。因此优选泵送。通过冷却流体至高于二氧化碳的临界温度(31℃)以获得超临界流体，而不是液体，降低了对冷却和冷却剂的需求。可以使用传统的环境冷却剂，和在相对温暖的环境温度下，例如在夏季，且减少了能量需求，提高了整个系统(如发电厂)的效率。另外，超临界流体有形成单相流体的优势。除了二氧化碳，该流体可以很好地包含其它成分，如Ar，N2，O2，SOX，NOX，H2O，H2和/或CH4。即使从发电厂得到的高度净化的二氧化碳气流也会包含一些杂质。因此，如果冷却流体来形成液体二氧化碳，流体的其它成分可能以气态形式存在，由此形成两相的体系。与两相体系的流体相比，单相体系的流体容易处理得多，两相体系的流体可能会阻碍了泵送和需要更大型的装置来处理该体积更大的流体。另外，由于可避免两相流体的形成，对含二氧化碳的流体的纯度要求可以降低。附图说明下面将参考附图讨论当前优选的实施方案，其中：图1是一个示意侧视图，说明了包括根据本公开的装置的一种实施方案的发电厂。图2是一个示意框图，说明了根据本公开的方法的一种实施方案。具体实施方式工艺气体可以是任何类型的包含二氧化碳的工艺气体，如来自任何燃烧装置(如加热炉(furnace)、过程加热器、焚烧装置、快装锅炉和电厂锅炉)的烟气。本公开的设备、系统和发电厂包括连接它们的不同部分设置为允许各个流体根据需要流过设备/系统/发电厂的管道。所述管道可视情况而定包括导管、阀、泵、压缩机、风扇、喷嘴、热交换器等以控制各个流体的流动和性能。二氧化碳的临界温度为大约31℃，临界压力为大约7.38Mpa。从工艺气体中除去二氧化碳以得到含二氧化碳的流体可以以任何可能的方式完成，如通过吸收或溶解并随后从胺化溶液或氨化溶液中回收，通过凝华(anti-sublimation)，通过蒸馏和/或通过吸附并随后从固体吸附剂中回收。从工艺气体中除去二氧化碳的单元可利用这些技术中的任意一种或任意其它技术来生产所述含二氧化碳的流体。可以以任何适合的方式获得所述含二氧化碳的流体，如经由导管，例如从除去工艺气体中二氧化碳的装置到用于压缩所述流体的压缩机的管道。或者，压缩机可能不直接连接到所述除去工艺气体中二氧化碳的装置。所述含二氧化碳的流体可以例如在罐中储存或运输到所述压缩机，和/或储存在所述压缩机处的罐里供以后压缩，或者可以经由适合的导管从所述罐获得。压缩机或压缩装置可以是能压缩所述含二氧化碳的流体的任何压缩机或类似的东西。压缩可在单个步骤中执行，或在几个连续的步骤中，任选地具有间歇的冷却，通过多个串联设置的压缩机执行。所述流体被压缩到高于二氧化碳临界压力的压力，即，到高于7.38Mpa，旭到至少7.4Mpa，至少8Mpa，至少9Mpa，至少10Mpa，或至少11Mpa。为了缩减压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩包含二氧化碳的流体的方法(20)，所述方法(20)包括：从用于除去(21)工艺气体中的二氧化碳的装置(5)获得(22)所述流体；将所述流体压缩(23)至高于二氧化碳临界压力的压力，所述压力在9‑12MPa范围内；和将所述压缩的流体冷却(24)至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体，其中经压缩(23)和冷却(24)的流体的密度为至少600kg/m

【技术特征摘要】
2011.01.14 EP 11150969.11.一种压缩包含二氧化碳的流体的方法(20)，所述方法(20)包括：从用于除去(21)工艺气体中的二氧化碳的装置(5)获得(22)所述流体；将所述流体压缩(23)至高于二氧化碳临界压力的压力，所述压力在9-12MPa范围内；和将所述压缩的流体冷却(24)至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体，其中经压缩(23)和冷却(24)的流体的密度为至少600kg/m3，和泵送(25)所述超临界流体来加压和运输。2.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：O斯塔尔曼恩，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH