一种通过反升华从气流中去除ＣＯ２的方法，包括以下步骤：ａ）将包含ＣＯ２的气流引入结霜容器；ｂ）将所述结霜容器中的该气流的至少一部分的温度降低到固体ＣＯ２通过反升华而沉积的温度；ｃ）从结霜容器中排放减少了ＣＯ２的气流；以及ｄ）回收沉积的固体ＣＯ２；其中步骤ｂ）中的气流的压力高于大气压力。一种用于从气流中去除ＣＯ２的反升华系统，包括：构造成以便接收气流的结霜容器（１０１），所述结霜容器包括低温制冷装置（１０７），其构造成用于将所述结霜容器中的气流的至少一部分的温度降低到固体ＣＯ２通过反升华而沉积所处的温度；以及压缩机（１０８），其构造成以便提高供给到结霜容器的气流的气压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过反升华从气流中去除C02的方法，且涉及用于从气流去除 C02的反升华系统，所述反升华系统包括至少一个结霜容器。
技术介绍
已知的反升华系统中的二氧化碳(C02)捕获是通过在一个或多个结霜容器内的 冷表面上结霜出C02冰以及随后通过加热这些相同的表面来对C02化霜(defrost)来完成 的。US7, 073，348关于用于从来源于碳氢化合物在特别设计为用于产生机械能的设备 中的燃烧的烟中提取二氧化碳的方法和系统。该方法包括以下步骤以差不多等于大气压 力的压力、以使得二氧化碳通过反升华过程直接从气态转变到固态的温度来冷却所述烟。 在反升华阶段期间，C02霜形成于反升华蒸发器中。准备反升华蒸发器以用于包含在烟中 的C02的下一个反升华循环的程序概述如下。固体C02熔融，即以5. 2巴(bar)的压力从 固相转变到液相。一旦C02完全处于液相，其就通过泵传递到隔热贮存器。US2006/0277942提供了很大程度上与US7，073，348的公开类似的公开，但是该公 开关于提取二氧化硫以及二氧化碳。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提高用于去除⑶2的反升华系统的C02捕获效率。本专利技术的另一个目的是降低用于从气流中捕获C02的反升华系统的总体能量消耗。如在本
中已变得普遍的，本文中的用语"反升华"指所讨论的气体的温 度低于其三相点的温度时发生的直接的气/固相变。本文中的用语"升华"传统地指直接 的固/气相变。在第一方面，通过用于经由反升华从气流中去除C02的方法来实现以上所提到的 目的以及另外的目的(在研究了以下描述之后，对技术人员而言，其将变得显而易见)，该 方法包括以下步骤a)将包含C02的气流引入结霜容器；b)将所述结霜容器中的气流的至少一部分的温度降低到固体C02通过反升华而 沉积所处的温度；C)从结霜容器排放减少了 C02的气流；以及d)回收沉积的固体C02 ；其中，步骤b)中的气流的压力高于大气压力。在现有技术方法和系统(诸如US7，073，348中描述的用于气流中的C02的反升华 的系统)中，C02的反升华或"结霜"在差不多等于大气压力的压力以下来执行。本专利技术基于以下理解可在结霜容器中进行结霜所处的温度，且因而结霜容器的 冷制冷剂中所需的温度，是控制反升华系统的总体能量消耗的重要因素。即便是冷制冷剂 的温度的略微的增加都可导致反升华系统的总体能量消耗的显著的减少。根据本专利技术，结霜步骤以相对于大气压力而言升高的压力来执行。这允许升高冷 制冷剂的温度，同时仍然保持结霜容器的C02捕获效率。作为一个实例，在图2所示的C02 去除系统的一个实施例中，去除气流中的C02的90%所需的温度可从结霜以大气压力(即 大约1. 0巴)执行时的-121°C升高到结霜以2. 0巴的升高的压力执行时的-115°C。冷却功 率很大程度上没有变化。然而，与关于在大气压力处操作的过程的功率消耗相比，以更热的 温度产生相同的制冷所需的输入功率可降低大约6%。输入功率的该降低对应于用于C02 去除过程的操作成本的显著降低。步骤b)中的气流的压力可优选为显著地高于大气压力(即大约1.0巴)的压力， 优选为高于1.2巴的压力，更优选高于1.5巴或2.0巴。升高的压力可例如在1.2至30.0 巴的范围中，诸如在1.5至30.0巴或2.0至30.0巴的范围。由于实用性的原因，压力可保 持低于10.0巴，因为这可允许构造成用于以大气压力操作的现有的系统除了插入压缩机 之外以很小的修改或不用修改-例如在从1. 2至10. 0巴的范围中，诸如在1. 5至10. 0巴 或2.0至10.0巴的范围中-来使用。在一个实施例中，步骤b)中的气流的压力高于1.5巴，优选高于2.0巴。在一个 实施例中，步骤b)中的气流的压力低于10.0巴。在一个实施例中，在其被引入结霜容器中之前，气流的压力由压缩机升高。在一个实施例中，在已经执行步骤b)之后，气流的压力被降低。压力降低可优选 被转换成机械能或电能。能量转换可例如由涡轮膨胀器或能够将气压转换成机械能和/或 电能的其它装置执行。在一个实施例(其中气流的压力由压缩机来增大，且气流的压力被转换成机械能 或电能)中，所产生的机械能或电能至少部分地在压缩机中再循环。在一个实施例中，在气流被引入到结霜容器中之前，气流的温度在一个或多个预 冷却步骤中被降低。以结霜容器中使用的非常低的温度(诸如，例如-115°C的温度)来冷却气流是非 常耗能的。因此，优选的是在气流被引入结霜容器中之前在较高的温度处预冷却气流。预 冷却可在一个或多个预冷却步骤中执行，例如包括用来将气流的温度降低到大约0到10°C 的范围的水冷，以及用来将气流的温度降低到大约-20到-60°c的范围的一个或多个传统 的制冷步骤。为了进一步降低气流的温度，从结霜容器排放的冷的气流可用于热交换器中， 以便降低将被引入结霜容器中的气流的温度。在该热交换器中，气流的温度可优选被进一 步降低到大约-80到-100°C的范围中的温度。在一个实施例中，当气流被引入到结霜容器中时，该气流的温度在-80到-100°C 的范围中。5在本专利技术的第二方面，提供了一种用于从气流中去除C02的反升华系统，包括构造成以便接收气流的结霜容器，所述结霜容器包括低温制冷装置，其构造成用 于将所述结霜容器中的气流的至少一部分的温度降低到固体C02通过反升华而沉积所处 的温度；以及构造成以便提高供给到结霜容器的气流的气压的压缩机。低温制冷系统可优选能够在布置成以便接触气流的结霜容器中的表面处提供C02 的反升华可发生的温度，诸如-110°C或更低，或者-115°c或更低，或者-120°c或更低的温 度。低温制冷系统可优选构造成以便利用合适的低温制冷剂作为独立的单元来操作。可能 适用于与反升华系统一起使用的低温制冷系统的实例包括但是不限于气体循环制冷系统、 串联制冷系统以及集成式串联制冷系统。在一个实施例中，低温制冷装置包括气体循环制 冷系统、串联制冷系统或集成式串联制冷系统。结合了选自气体循环制冷系统、串联制冷系 统或集成式串联制冷系统的低温制冷装置与结霜容器中的气流的升高的压力的一个实施 例是有利的，因为这种制冷装置的功率消耗很大程度上取决于所需的温度。因此，其中选自 气体循环制冷系统、串联制冷系统或集成式串联制冷系统的低温制冷装置与结霜容器中的 气流的升高的压力结合在一起的实施例，可提供反升华系统的总体操作成本的显著降低。压缩机可优选构造成能够将气流的压力提高到高于大气压力(即大约1. 0巴)， 优选高于1. 2巴，更优选高于1. 5巴或2. 0巴。该压缩机可例如能够将气流的压力提高到 1.2至30.0巴的范围中，诸如在1.5到30.0巴或2.0到30.0巴的范围中。由于实用性的 原因，压力可保持低于10. 0巴，例如在从1. 2到10. 0巴的范围中，诸如在1. 5到10. 0巴或 2. 0到10. 0巴的范围中，因为这可允许除了引入压缩机之外在很小的修改或者不用修改的 情况下使用构造成用于以大气压力操作的现有的反升华系统。在一个实施例中，反升华系统进一步包括构造成以便接收从结霜容器中排放的、 处于升高的压力的气流并且将压力转换成机械能或电能的换能器。该换本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于通过反升华从气流中去除ＣＯ２的方法，包括以下步骤：ａ）将包含ＣＯ２的气流引入结霜容器；ｂ）将所述结霜容器中的气流的至少一部分的温度降低到固体ＣＯ２通过反升华而沉积所处的温度；ｃ）从所述结霜容器排放减少了ＣＯ２的气流；以及ｄ）回收沉积的固体ＣＯ２；其中，步骤ｂ）中的气流的压力高于大气压力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·G·黑斯，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：CH
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