[发明专利]用于二氧化碳分离的膨胀机和方法

权利要求书

1. 一种用于从气流中分离二氧化碳的膨胀机，其包含：

(a) 外壳；

(b) 至少一个设置在外壳内的旋转部件；

(c) 至少一个设置在外壳中的入口，其中所述入口构造成接收气流；

(d) 至少一个设置在外壳中的第一出口，其中所述第一出口构造成排出富CO₂流；和

(e) 至少一个设置在外壳中的第二出口，其中所述第二出口构造成排出贫CO₂流；

其中所述膨胀机构造成冷却气流以便气流中的部分CO₂形成固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种；且

其中所述膨胀机进一步构造成从气流中分离至少部分固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种以形成富CO₂流和贫CO₂流。

2. 权利要求1的膨胀机，其中所述膨胀机构造成冷却气流以便气流中的部分CO₂主要形成固体CO₂，和

其中所述膨胀机进一步构造成从气流中分离固体CO₂以形成固体富CO₂流。

3. 权利要求1的膨胀机，其中所述外壳包含一个或多个与第一出口流体连通并且构造成从气流中分离富CO₂流的分离通道。

4. 权利要求1的膨胀机，其中所述贫CO₂流基本不含CO₂。

5. 权利要求2的膨胀机，其中所述膨胀机的至少一个部件进一步包括构造成防止固体CO₂粘附于膨胀机部件表面的涂层。

6. 权利要求2的膨胀机，其中所述膨胀机进一步包括至少一个构造成防止固体CO₂粘附于膨胀机部件表面的加热部件。

7. 用于从气流中分离二氧化碳的系统，其包括：

(i) 构造成压缩和冷却气流的至少一个压缩阶段和至少一个冷却阶段；

(ii) 与冷却阶段或压缩阶段流体连通的包括至少一个膨胀机的至少一个膨胀阶段，所述膨胀机包括：

(a) 外壳；

(b) 至少一个设置在外壳内的旋转部件；

(c) 至少一个设置在外壳中的入口，其中所述入口构造成接收气流；

(d) 至少一个设置在外壳中的第一出口，其中所述第一出口构造成排出富CO₂流；和

(e) 至少一个设置在外壳中的第二出口，其中所述第二出口构造成排出贫CO₂流；

其中所述膨胀机构造成冷却气流以便气流中部分CO₂形成固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种；和

其中所述膨胀机进一步构造成从气流中分离至少部分固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种以形成富CO₂流和贫CO₂流。

8. 一种从气流中分离二氧化碳的方法，其包含：

(i) 提供膨胀机，其包含：

(a) 外壳；

(b) 至少一个设置在外壳内的旋转部件；

(c) 至少一个设置在外壳中的入口，其中所述入口构造成接收气流；

(d) 至少一个设置在外壳中的第一出口，其中所述第一出口构造成排出富CO₂流；和

(e) 至少一个设置在外壳中的第二出口，其中所述第二出口构造成排出贫CO₂流；

(ii) 冷却膨胀机中的气流以便气流中的部分CO₂形成固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种；和

(iii) 从膨胀机中的气流中分离至少部分固体CO₂和液体CO₂中的一种或两种以形成富CO₂流和贫CO₂流。