本发明专利技术涉及一种碳捕捉冷却系统和方法。提供了用于捕捉含碳气体（１６１，１８８）以及使用捕捉的含碳气体（１６１，１８８）用于冷却目的的系统和方法。例如，一种系统可包括构造成以便收集来自合成气（１７４）的含碳气体（１６１，１８８）的碳捕捉系统（１１６），以及在冷却剂回路中具有含碳气体（１６１，１８８）的冷却系统（１６３）。
【技术实现步骤摘要】
本文所公开的主题涉及碳捕捉系统。
技术介绍
整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备能够由各种含碳给料(诸如煤或天然气)比较清洁地和高效地产生能量。IGCC技术可将含碳给料通过与气化器中的氧气和蒸汽反应而转化成一氧化碳(CO)和氢气(H2)的气体混合物，即合成气。这些气体可被清洁、处理，并且在IGCC发电设备中被用作燃料。例如，可将合成气供给到IGCC发电设备的燃气涡轮机的燃烧器，并且将其点燃以便为燃气涡轮机提供动力，以用于产生电能。这种IGCC设备典型地需要致冷系统来用于形成合成气的过程。不幸的是，当前的致冷系统在环境方面和财政方面代价昂贵。
技术实现思路
下文概述了在范围方面与初始要求保护的专利技术相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求保护的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供对本专利技术的可行形式的简要概述。事实上，本专利技术可包括可类似于或者不同于以下阐述的实施例的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括构造成以便从合成气中收集含碳气体的碳捕捉系统。该系统还包括在冷却剂回路中包含含碳气体的冷却系统。在第二实施例中，一种系统包括构造成从气体中去除二氧化碳(CO2)的气体净化器，构造成接收来自气体净化器的CO2的碳捕捉系统，以及构造成使CO2的至少一部分膨胀以便对至少一个构件提供冷却的CO2膨胀器。在第三实施例中，一种系统包括：酸性气体去除(AGR)系统，酸性气体去除(AGR)系统包括构造成处理来自气化器的气体的溶剂，其中，该AGR系统构造成去除硫和二氧化碳(CO2)；以及CO2膨胀器，CO2膨胀器构造成使CO2的至少一部分膨胀，以便提供对溶剂的冷却。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中，同样的符号在所有图中表示同样的部件，其中：图1是结合了基于捕捉的含碳气体(例如二氧化碳)的膨胀的独特的冷却系统的整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备的一个实施例的框图；图2是如图1所示的气化系统的一个实施例的框图，其包括基于捕捉的含碳气体的膨胀的独特的冷却系统；图3是如图1所示的气体净化与碳捕捉系统的一个实施例的框图，其包括基于捕捉的含碳气体的膨胀的独特的冷却系统；图4是具有气体净化与碳捕捉系统的基于燃烧的系统(例如锅炉)的一个实施例-->的框图，该气体净化与碳捕捉系统包括基于捕捉的含碳气体的膨胀的独特的冷却系统；且图5是包括基于捕捉的含碳气体的膨胀的独特的冷却系统的碳捕捉冷却系统的一个实施例的框图。部件列表： 100 整体联合循环系统(IGCC系统) 102 燃料源 104 给料准备单元 106 气化器 108 渣 110 气体净化器 111 硫 112 硫处理器 113 盐 114 水处理单元 116 碳捕捉系统 117 二氧化碳膨胀器 118 燃气涡轮发动机 120 燃烧器 122 空气分离单元 123 补充空气压缩机 124 DGAN压缩机 128 冷却塔 130 涡轮 131 传动轴--> 132 压缩机 134 负载 136 蒸汽涡轮发动机 138 HRSG系统 140 第二负载 142 冷凝器 150 气化系统或处理 152 空气分离单元 154 含碳供给准备单元 156 转换系统 158 AGR系统 160 干净的合成气 161 二氧化碳 162 酸性气体 163 冷却系统或回路 164 压缩/净化系统 166 管线 168 碳捕捉系统 170 硫化氢吸收步骤/单元 172 二氧化碳吸收步骤/单元 174 脏合成气 176 溶剂储罐 178 二氧化碳回收步骤/单元--> 180 致冷系统 182 酸性气体 184 干净的合成气 186 经清洁的溶剂 187 第一二氧化碳冷却剂环路 188 捕捉的二氧化碳 189 第二冷却剂环路 190 基于燃烧的系统 191 气体净化与碳捕捉系统 192 硫和/或氮去除系统 194 锅炉 195 设备装备 196 氧气 197 水 198 蒸汽 200 富含硫/氮的流 210 碳捕捉冷却系统 212 化学物质生产系统 214 部分氧化或改造单元 216 二氧化碳去除系统 218 氧气和/或蒸汽的流 220 干净的合成气-->具体实施方式下面将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发者的具体目标可在一种实现与另一种实现之间彼此有所不同。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作仍将是设计、生产和制造的例行任务。当介绍本专利技术的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。如下文所述，所公开的实施例包括基于捕捉的含碳气体(诸如按体积计纯度为大约80％-100％的二氧化碳(CO2))的膨胀的独特的冷却系统。在某些实施例中，CO2按体积计纯度可为至少大约80％、85％、90％、95％或100％。在以下论述中，对CO2的任何引用都应理解为任何以上指出的纯度，而不限于100％纯度。所公开的实施例可包括构造成从含有碳的固体、液体或气体物质中分离含碳气体(例如，CO2)的碳捕捉系统。例如，碳捕捉系统可接收来自各种应用(诸如气化系统、基于燃烧的系统(例如锅炉))或者大体来自整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备的构件的物质。在捕捉了含碳气体后，所公开的实施例使捕捉的含碳气体膨胀，以便为一个或多个构件提供冷却，从而提高例如IGCC发电设备中的效率。该独特的冷却系统可包括膨胀器(例如绝热的气体膨胀器)，其构造成提供捕捉的含碳气体(例如CO2)的膨胀(例如绝热膨胀)，以便降低捕捉的含碳气体的温度，然后捕捉的含碳气体流通经过需要冷却的构件中的一个或多个冷却回路(例如线路)。如所了解的，绝热膨胀是在没有热量流到环境或者从环境流入的情况下体积的增大。因此，绝热膨胀器包括大体上热传递不可贯穿的绝热边界，或者基本阻止了热传递接近绝热边界的隔热壁。在隔热壁内部，绝热膨胀器在捕捉的含碳气体的流动方向上提供体积的增大，由此降低捕捉的含碳气体的压力和温度。虽然绝热膨胀器理想地不会将任何热量传递到周围，但是应了解，绝热膨胀器可将一定量的热量传递到周围，因为绝热器不会提供完全的热隔绝。换句话说，膨胀器可能不是完全绝热的。在以下论述中，对膨胀器的任何引用都应理解为包括非隔热的膨胀器或者隔热的膨胀器，其可包括绝热膨胀器或者近似绝热膨胀器。近似绝热膨胀器可至少90％-100％与环境隔热。因此，如所了解的，膨胀器可包括构造成通过气体的体积增大(以及因本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，包括：构造成以便收集来自合成气的含碳气体（１６１，１８８）的碳捕捉系统（１１６）；和在冷却剂回路中包含所述含碳气体（１６１，１８８）的冷却系统（１６３）。
【技术特征摘要】
US 2009-9-24 12/5666131.一种系统，包括：构造成以便收集来自合成气的含碳气体(161，188)的碳捕捉系统(116)；和在冷却剂回路中包含所述含碳气体(161，188)的冷却系统(163)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却系统(163)包括构造成以便导致所述含碳气体(161，188)的压力和温度降低的气体膨胀器(117)。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述碳捕捉系统(116)包括构造成以便压缩所述含碳气体(161，188)的气体压缩机(164)。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气体膨胀器(117)包括绝热膨胀器(117)。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成以便清洁所述合成气的气体净化器(110)。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述气体净化器(110)包括酸性气体去除...
【专利技术属性】
技术研发人员：JP奥本海姆，A马宗达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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