一种系统(100，182)包括：压缩系统，其流体地联接到隔室(134)上，以压缩用于存储在隔室中的第一量的气体，该压缩系统(106)包括用以传输第一量的气体的压缩路径(132)；膨胀系统(110)，其流体地联接到隔室上，以使来自隔室的第二量的气体膨胀，该膨胀系统包括用以传输第二量的气体的膨胀路径(160)；第一路径，其流体地联接到压缩路径上，以将第一量的气体传输到隔室；第二路径，其流体地联接到膨胀路径上，以将第二量的气体从隔室传输到膨胀系统；以及流体地联接到第一路径、第二路径、压缩路径和膨胀路径中的一个上的分离单元，其中，分离单元(138，168，170，172)从第一量的气体和第二量的气体中的一个中移除一定量的二氧化碳。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在空气压缩和膨胀系统中进行ニ氧化碳捕捉的系统和方法
技术介绍
本专利技术的实施例大体涉及空气压缩和膨胀系统，并且更具体而言，涉及用于在空气压缩和膨胀系统中进行ニ氧化碳捕捉的系统和方法。在许多行业中空气压缩和膨胀系统被用于多种应用。例如，在产生和存储能量方面，ー个这种应用是将空气压缩和膨胀系统用作涡轮机。压缩空气能量存储(CAES)系统典型地包括具有一个或多个压缩机的压缩系，该ー个或多个压缩机压缩进ロ空气，并且将压缩的进ロ空气提供给洞、地下存储器或其它压缩空气存储构件。然后在以后使用压缩空气来驱动ー个或多个涡轮，以产生能量，诸如例如电能。在CAES系统的压缩级的运行期间，压缩的进ロ空气在存储之前典型地被冷却到洞的温度。在膨胀级的运行期间，空气从地下存储器中排出通过涡轮，并且膨胀，使得空气在环境压カ下离开涡轮。作为在高峰功率时间期间将能量注入电网中的源，CAES系统有效地帮助公用发电厂的功率发生的混合，同时在非高峰时间期间存储多余的能量。CAES系统还可使用从风カ 发动机中产生的能量来对压缩系提供动力，而压缩空气被输送到能量存储洞等。虽然CAES系统可改进能量发生的效率，以及/或者在高峰时间期间对电网提供辅助能量，但是公用发电厂(例如煤发电厂和天然气发电厂)会产生大量ニ氧化碳(C02)，ニ 氧化碳会増加大气温室气体。因此，设计ー种减少在公用发电厂中实现的CAES系统所产生的CO2的系统和方法将是合乎需要的。专利技术简述本专利技术的实施例涉及用于在空气压缩和膨胀系统中进行ニ氧化碳捕捉的系统和方法。因此，根据本专利技术的一方面，ー种气体压缩和膨胀系统包括压缩系统，该压缩系统流体地联接到存储隔室上，并且构造成压缩用于存储在存储隔室中的第一量的气体，压缩系统包括构造成使第一量的气体传输通过其中的压缩路径。该气体压缩和膨胀系统还包括膨胀系统，该膨胀系统流体地联接到存储隔室上，并且构造成使来自存储隔室的第二量的气体膨胀，膨胀系统包括构造成使第二量的气体传输通过其中的膨胀路径。另外，该气体压缩和膨胀系统包括第一路径，其流体地联接到压缩路径上，并且构造成将第一量的气体传输到存储隔室；第二路径，其流体地联接到膨胀路径上，并且构造成将第二量的气体从存储隔室传输到膨胀系统；以及流体地联接到第一路径、第二路径、压缩路径和膨胀路径中的一个上的ニ氧化碳分离单元，其中，ニ氧化碳分离单元构造成从第一量的气体和第二量的气体中的一个中移除一定量的ニ氧化碳。根据本专利技术的另一方面，一种制造空气压缩和膨胀系统的方法包括将压缩机构造成压缩用于存储在存储容积中的空气流；将第一空气流路径联接到压缩机上，并且将第一空气流路径构造成把压缩空气流输送到存储容积；以及将涡轮构造成接收一定量的压缩空气流，并且使该量的压缩空气流膨胀。该方法还包括将第二空气流路径联接到涡轮上，并且将第二空气流路径构造成把该量的压缩空气流从存储容积输送到涡轮；以及沿着第一空气流路径和第二空气流路径中的至少ー个联接ニ氧化碳过滤器，并且将ニ氧化碳过滤器构造成从压缩空气流中过滤出一定量的ニ氧化碳。根据本专利技术的另一方面，一种压缩空气能量存储(CAEQ系统包括具有入口和出 ロ的压缩机组件，压缩机构造成在压缩机组件的出ロ处排出压缩工作流体。CAES系统还包括存储容积，其定位在压缩机的出ロ的下游，并且构造成接收和存储压缩工作流体；涡轮组件，其定位在存储容积的下游，并且构造成在涡轮组件的入口处接收来自存储洞的压缩工作流体，以及在涡轮组件的出口处排出膨胀工作流体；以及定位在压缩机组件的出口的下游和涡轮组件的入口的上游的ニ氧化碳分离单元，其中，ニ氧化碳分离单元构造成从压縮工作流体中移除一定量的ニ氧化碳。根据以下详细描述和附图，将使得各种其它特征和优点是显而易见的。附图简述图示出了在目前为了执行本专利技术而构想的优选实施例。在图中附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的示例性CAES系统的框图。图2是根据本专利技术的另ー个实施例的示例性CAES系统的框图。详细描述关于标准压缩空气能量存储(CAES)系统和具有排气再循环的CAES系统来描述本专利技术的实施例。但是，本领域技术人员将理解，本专利技术的实施例同样能够应用来与其它空气压缩和膨胀系统一起使用。參照图1，显示了根据本专利技术的一个实施例的示例性空气压缩和膨胀系统100(诸如例如CAES系统)的框图。CAES系统100包括马达/发电机単元102、联接到压缩系统 106上的第一传动轴104，以及联接到膨胀系统110上的第二传动轴108。离合器112、114 选择性地分別使马达/发电机単元102与压缩系统106和膨胀系统110脱开。根据ー个实施例，压缩系统106包括单个压缩机单元，该压缩机单元构造成在压缩系统106的入口侧118处接收工作流体116，将工作流体116压缩到存储压力(例如大约 50巴-150巴)，以及在压缩机系统106的出ロ侧122处排出压缩工作流体120。备选地，压缩系统106可包括许多串联地联接在一起的压缩机単元。照这样，该许多压缩机单元构造成以许多压カ级将工作流体116从第一压カ压缩到第二压力，各个压缩机单元构造成将エ 作流体116压縮小于第一压カ和第二压カ之间的差的压力。例如，该许多压缩机単元可构造成将工作流体116从环境压カ压缩到存储压力。同样，根据ー个实施例，膨胀系统110包括构造成使一定量的存储工作流体1 从第三压カ膨胀到第四压カ的一个膨胀器単元或涡轮。备选地，膨胀系统110可包括串联地联接在一起且构造成以许多压カ级运行的许多膨胀器単元，各个膨胀器单元构造成使存储工作流体1 膨胀小于第三压カ和第四压カ之间的差的压力。膨胀系统110构造成在膨胀系统110的入口 1 处接收该量的存储工作流体124，使存储工作流体124膨胀到排出压カ(例如大约1巴)，以及在膨胀系统110的出 ロ 1 处排出膨胀工作流体168。工作流体116在压缩系统106的入口侧118处进入CAES系统100，并且在工作流体116行进通过压缩机路径130吋，工作流体116被压缩系统106压縮。压缩工作流体 120离开压缩机系统106的出ロ侧122，并且在压缩系统106和压缩空气存储容积134 (诸如例如天然洞或盐洞)之间沿着第一路径132行迸。在它沿着第一路径132行进时，压缩工作流体120传送通过用以在存储之前冷却压缩工作流体120的可选的热交換器或后冷却器136(以虚线显示)，并且进入ニ氧化碳(CO2)分离系统138，在CO2分离系统138中，从压縮工作流体120中过滤或分离出C02。如图1中显示的那样，CO2分离系统138在压缩系统 106的下游和膨胀系统110的上游定位在CAES系统100内。(X)2分离系统138包括CO2分离单元140，诸如例如基于溶剂的CO2捕捉単元或基于隔膜的CO2捕捉単元。(X)2分离系统 138还包括可选的处理系统142，其可包含调温冷却器144(以虚线显示)，以将压缩工作流体120冷却到CO2分离温度；以及/或者可选的预处理装置146 (以虚线显示)，其可定位在CO2分离单元140的上游，以从工作流体116中移除微粒。CO2稀薄或不含CO2的工作流体148离开(X)2分离系统138，并且存储在压缩空气存储容积134中。根据ー个实施例，分离出的C021 5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：M·芬肯拉特，G·阿斯特，M·勒哈，T·弗雷，S·D·德雷珀，R·奥曼，S·M·霍夫曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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