[发明专利]从二氧化碳捕获和压缩过程回收热量来用于燃料处理

说明书

背景

本申请总体上涉及热量回收。更具体地说，本申请涉及用于从二氧化碳捕获过程中回收废热以及使用该废热来干燥化石燃料的系统和方法。

二氧化碳(CO₂)气体从诸如化石燃料发电厂以及垃圾焚化厂的各种工业设施释放到大气中。虽然通过提高能量转换和利用效率可实现大幅度减少CO₂的排放，但是这样的减少可能不足以实现大气的CO₂稳定。因此，已经致力于捕获和封存(sequestration)化石燃料发电厂排出的CO₂。

一种类型的化石燃料发电厂使用粉煤作为燃烧源。粉煤具有的含水量可从约3％(重量)到约5％(重量)而变化。在有些情况下，可能需要在高效地燃烧粉煤来产生热量以前需要干燥粉煤。在这些情况下，可使用装置蒸汽、燃烧炉烟道气或再生式空气加热器来干燥粉煤。通常，在减小煤的颗粒大小的粉碎机中，通过与用来燃烧粉煤的同一空气来干燥烟煤或次烟煤。例如，烟道气可流过管状或再生式空气加热器以加热初级空气。对于较低级的、较潮湿的煤，燃烧炉烟道气也可与环境空气混合并供应给煤干燥单元。在煤干燥单元中使用蒸汽热的情况下，蒸汽将热量供应给流化床，并且用作流化介质和干燥介质。另一种类型的用于发电厂的化石燃料是褐煤，其有高的含水量，并且在燃烧之前通常需要干燥。

已经开发了各种系统和方法来捕获和再利用CO₂气体。例如，已经开发了用氨水处理经冷却的烟道气的基于氨的工艺，氨水与烟道气中的CO₂反应而形成碳酸铵或碳酸氢铵。可提高与捕获的CO₂结合的材料的温度来逆转该捕获反应，以在压力下释放CO₂。在另一个实例中，已经开发了各种胺法工艺，它们在吸收/汽提型的再生工艺中用胺的水溶液处理烟道气，以吸收CO₂用于后续的解吸和捕获。

在这些示例性的CO₂捕获方法中以及在其它类似方法中，为了运输和存储，捕获的CO₂在再生后被压缩。CO₂的再生和压缩导致有大量的废热。

所需要的是一种用于回收在CO₂捕获过程中产生的废热的系统和方法，并且特别是，一种用于通过回收废热用于其它装置或设备操作(例如煤干燥)来改善装置的总效率的系统和方法。

公开的系统和方法的所意图的优点满足了这些需要中的一个或多个或者提供了其它有利的特征。根据本说明书，将使其它特征和优点显而易见。所公开的教导延伸到落入权利要求的范围内的那些实施例，而不管它们是否满足前面提到的需求中的一个或多个。

概述

根据本文示出的各方面，提供了一种用于回收热量的方法。该方法包括：通过捕获过程来从气流中分离出大量的CO₂；将分离出的CO₂提供给压缩过程；捕获在压缩过程期间释放的热量；以及将在压缩过程期间释放的热量提供给燃料处理过程。

根据本文示出的其它方面，提供了一种用于回收热量的系统，其包括用于从气流中分离出CO₂的捕获系统和用于压缩从气流中分离出的CO₂的压缩系统，以及燃料处理系统。压缩系统包括由压缩系统加热的至少一个经加热空气流。燃料处理系统接收该至少一个经加热空气流。

根据本文示出的其它方面，提供了一种CO₂捕获系统，其包括用于产生包含CO₂的烟道气流的燃烧系统、用于从烟道气流中分离出大量的CO₂的捕获系统、用于压缩从烟道气流中分离出的CO₂的压缩系统，以及燃料处理系统。压缩系统包括由压缩系统加热的经加热空气流。燃料处理系统接收该经加热空气流。

上面描述的特征以及其它特征通过以下附图和详细描述来例示。

附图简述

图1是根据本发明的第一实施例的用以从CO₂捕获过程回收废热的工艺的一个实施例的示意图。

图2是示例性CO₂捕获过程的示意图。

图3是根据本发明的褐煤干燥过程的一个实施例的示意图。

图4是根据本发明的褐煤干燥过程的另一个实施例的示意图。

示例性实施例的详细描述