用于减少燃烧流中的CO2排放物的方法以及利用该方法的工业设备技术

本文公开了用于减少排气流中的CO2排放物的方法，以及利用该方法的工业设备。在一个实施例中，一种用于减少燃烧流中的排放物的方法包括产生排气流以及压缩该流。使被压缩的排气流中的第一流再循环到产生步骤，并且将第二流提供给CO2分离系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及减少燃烧流中的CO2排放物。
技术介绍
在全世界范围内对空气污染的关注导致了更严格的排放标准。这些标准控制由动カエ业(power industry)产生的氮氧化物(NOx)、未燃烧的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、以及ニ氧化碳(CO2)的排放。特别地，ニ氧化碳已经被确定为温室气体，从而导致实施各种技术以减少被排放到大气的ニ氧化碳的浓度。 存在三种大体上公认的目前用来减少来自这样的发电站的CO2排放物的方式。第ー种方法为在和空气燃烧之后从排气气体中捕获CO2，其中，通过吸收过程、吸附过程、膜、隔膜、低温过程或者其组合从排气气体中去除在燃烧期间产生的co2。这种方法(一般称作为燃烧后捕获)通常集中在減少来自发电站的大气排气气体的CO2排放物。第二种方法包括降低燃料中的碳含量。在这种方法中，燃料在燃烧之前被首先转换成H2和CO2。因此，在(燃料)进入燃气涡轮之前捕获燃料中的碳含量成为可能，并且因此避免了 CO2的形成。第三种方法包括氧化燃料(oxy-fuel)过程。在这种方法中，与空气相对，纯净的氧气被用作氧化剂，从而产生了由ニ氧化碳和水组成的烟道气。燃烧后CO2捕获过程的主要缺点为在烟道气中CO2部分压カ非常低(对于燃烧天然气的动カ设备来说按体积典型地为3-4%)。尽管在烟道处的CO2浓度以及因此部分压力可通过使烟道气部分地再循环到燃气涡轮的压缩机来増加(在这方面參见例如美国专利No. 5832712以及WO 2009/098128)，但它仍然保持相当低(按体积大约6-10%)。并且，由干与纯净的空气相比的烟道气的稍微较低的等熵指数(也称为比热比率)，当采用了排气气体再循环时，对于燃烧天然气的动カ设备来说，预期有功率和效率的损失。因为同样的原因，在燃气涡轮压缩机中压缩烟道气和空气的混合物是决不理想的。这些因素显著地増加了发电的成本。事实上，CO2捕获的成本大体估算为代表碳捕获、存储、运输、以及封存(sequestration)的总成本的四分之三。因此，存在对于成本有效的CO2去除技术的持续需要。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于减少排气流中的CO2排放物的方法。该方法包括产生排气流以及压缩该流。使被压缩的排气流的第一流路再循环回到产生步骤。将该被压缩的流的第二流路提供至分离器，其中，然后从被压缩的排气流中分离CO2以提供基本上无CO2的排气流和液体CO2流。还提供了エ业设备。该设备包括用于生产产品和包括CO2的排气流的制造组件，并且还包括压缩机、再循环管线以及ニ氧化碳分离系统。压缩机接收包括CO2的排气流，并且产生被压缩的排气气体。压缩机包括构造成以便使被压缩的排气气体的第一流路再循环到制造组件中的上游点的第一管道。压缩机还包括构造成以便将被压缩的排气气体的第二流路提供至CO2分离系统的第二管道。CO2分离系统构造成以便接收被压缩的排气气体，并且产生基本上无CO2的排气流和液体CO2流。还提供了天然气联合循环动力设备。该设备包括半开式燃烧循环以及闭式蒸汽循环，并且在运转中产生包括CO2的排气流。该设备还包括在燃烧循环和蒸汽循环下游的至少ー个压缩机，以及CO2分离器。压缩机联接到流体地连接压缩机与开式燃烧循环的再循环管线。压缩机也流体地连接到CO2分离器。附图说明当參考附图(在其中，贯穿附图，相同的符号代表相同的零件)阅读随后的详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，其中 图I为根据一个实施例的天然气联合循环动力设备的示意图； 图2为根据另ー个实施例的天然气联合循环动力设备的示意 图3为根据另ー个实施例的天然气联合循环动力设备的示意 图4为根据另ー个实施例的天然气联合循环动力设备的示意图；且 图5为根据又一个实施例的级联式设备的示意图。具体实施例方式本文公开的任何组成范围为包括性的并且为可组合的(例如“高达大约25%重量”，或者更具体地说，“大约5%重量到大约20%重量”的范围包括范围的端点和所有的中间值)。以全部成分的重量为基础提供重量水平一除非以别的方式指出；并且也以重量为基础提供了比率。此外，术语“组合物”包括掺合物、混合物、反应产物等等。另外，术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用来区分一个元件与另ー个元件。术语“一”和“一个”在本文中不表示数量的限制，而是表示存在所引用的项目中的至少ー个。连同数量使用的修饰语“大约”包括所说明的值，并且具有由上下文规定的意思(例如包括与特定数量的測量相关的误差度)。本文使用的后綴“(ー个或多个)”意图包括它修饰的术语的単数和复数两者，因此包括一个或多个那样的术语(例如“流(ー个或多个)”可包括ー个或多个流)。在整个说明书中參考“ 一个实施例”、“另一个实施例”、“ー实施例”等等意指结合实施例描述的特定的元件(例如特征、结构和/或特点)包括在本文描述的至少ー个实施例中，并且在其它的实施例中可出现或可不出现。另外，要理解，所描述的创造性的特征可以任何合适的方式结合在不同的实施例中。本文提供了用于减少例如动カ设备的排放物流中的CO2的方法和系统。本方法不仅利用排气气体再循环，而且还利用排气气体的压缩。重要的是，压缩排气气体在将排气气体引入到燃气涡轮压缩机中和/或其与纯净的空气混合之前进行。且因此，对于采用排气气体再循环的燃烧天然气的动力设备来说否则可期望有的功率和效率损失(由干与纯净的空气相比排气气体的比热的较小的比率)可被最小化或者甚至消除。压缩排气气体还用来增加排气气体的压力，并且因此减少排气气体的体积。再循环被压缩的排气气体増加了排气气体中的CO2的浓度。結果，因此简化了从排气气体中去除CO2,并且相比于与从没有被压缩的排气气体中去除CO2相关联的资金和能量花费，这样做所要求的资金和能量花费会減少，因为与没有被压缩的排气流相比，可能会需要更少的能量来冷冻来自被压缩的排气气体流中的co2。最終，以大于或者等于环境压カ但低于CO2的三态点处的压カ的压カ来低温分离co2。且因此，回收的CO2可被泵浦至其最终压力，而不是被压缩。因此，本文所公开的方法和设备可使用比提供从排气流去除CO2的常规的方法和设备少至少10%的能量、或者少至少20% (的能量)、或者甚至少至少30% (的能量)。在方法和/或设备的那些实施例(其中，从热的排气气体中回收热)中，可进ー步最大化这些能量节省。本方法包括产生包括CO2的排气流。压缩以及再循环排气流以増加其中的CO2浓度。一般而言，可使用将提供排气流中的压カ的甚至最小限度的増加的任何压缩量，并且准 确的量可由CO2的初始浓度、排气流中的其它成分、合乎需要地使用的CO2分离机构等規定。另ー方面，在其中CO2分离机构合乎需要地包括低温分离器的那些实施例中，排气气体将合乎需要地不会被压缩到大于CO2的三态点(即大约5大气压)的压力。使被压缩的排气流的第一流路再循环回到产生步骤。在第一流路中再循环的被压缩的排气流的特定的量可基于期望的排气气体中的CO2浓度的増加来选择。一般而言，当被压缩的排气流中的至少大约10 %、或者大约20 %、或者大约30 %、或者大约40 %、或者甚至高达大约50%被再循环到产生步骤时，可期望看到排气流中的CO2浓度的増本文档来自技高网...

【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：C博特罗，M芬肯拉特，MA冈萨雷斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：