[发明专利]一种含二氧化碳的流体的压缩

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩含二氧化碳的流体的方法和一种压缩含二氧化碳的流体的设备，一种用于从工艺气体(process gas)中除去二氧化碳且包含所述设备的系统，和一种包含所述系统的富氧燃烧发电厂。

背景技术

现今世界上所用的大多数能量都源于含碳和氢的燃料的燃烧，包括诸如煤、石油和天然气以及其它有机燃料。这些燃料的燃烧产生含有高浓度二氧化碳的烟气。随着大家对全球变暖问题的日益关注，对于减少二氧化碳向大气中的排放的需求日益加大，所以开发了很多方法用于在烟气排入大气之前除去烟气中的二氧化碳。

在二氧化碳分离之前，可以从烟气中清除其它成分和大气污染物，如微粒、SO_X、NO_X、汞和水。

在二氧化碳净化和分离之后，得到二氧化碳富含气，其需要加以操作，例如在罐(固定的或在卡车或船上)中储存和运输，通过管道运输和/或注入地下进行长时间的(定形的(definitive))储存和矿化。

为了减少烟气量、和由此的发电厂和气体净化设施的规模，同时为了使二氧化碳的净化和除去更容易，可以在燃烧炉中使用氧气代替空气，产生具有高二氧化碳浓度和低氮气浓度的烟气。氧气可通过借助于空气分离单元(ASU)将空气分离成氧气流和氮气流来获得。

US5931021公开了将气体加压到超临界压力来液化，和用外部制冷剂冷却到低于该液化气饱和温度的最后预定温度，尔后将该冷却的超临界压力的气体节流到(throttle to)规定的液体的亚临界压力。从而，气体据说被液化而不产生任何闪蒸气体。

GB2416389公开了运输和储存液体二氧化碳的温度和压力的最佳值：温度低于环境温度，压力高于环境压力但仍为亚临界。GB2416389专注于如何在适宜的温度和压力下最好地获得液态二氧化碳，得出结论：液体二氧化碳的大批量和在散装运输期望的温度和压力下的生产可以以环境友好和高效的方式实现，即通过在该期望的温度和压力之上的温度和压力生产液体或致密流体二氧化碳，然后在期望的值膨胀它以产生液体二氧化碳

EP2092973公开了将来自发电厂的二氧化碳多级压缩至80-90bar，并间歇冷却以得到120-140℃的流体，然后冷却至10-30℃，尔后该流体可被泵加压至400bar。

发明概述

根据本公开的一个方面，本发明提供了一种压缩含二氧化碳的流体的方法，该方法包括：从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体；将所述流体压缩至高于二氧化碳临界压力的压力；然后将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体。

该方法可进一步包括：泵送所述超临界流体。

该方法可进一步包括：从工艺气体中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流体，其为根据本方法得到的含二氧化碳的流体。

根据本公开的另一个方面，提供了一种为含二氧化碳的流体加压的设备，该设备包括：用于从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体的装置；用于将所述流体压缩至高于二氧化碳临界压力的压力的装置；用于将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体的装置。

该设备可进一步包括：用于泵送所述超临界流体的装置。

根据本公开的另一个方面，提供了一种为含二氧化碳的流体加压的设备，该设备包括：从用于除去工艺气体中的二氧化碳的装置获得所述流体的管道；将所述流体加压至高于二氧化碳临界压力的压力的压缩机；和将所述压缩的流体冷却至高于二氧化碳临界温度的温度以产生超临界流体的冷却器。

该设备可进一步包括：泵送所述超临界流体的泵。

根据本公开的另一个方面，提供了一个用于从工艺气体中除去二氧化碳的系统，该系统包括上述设备中的任何一种的设备。

该系统可进一步包括用于从工艺气体中除去二氧化碳以形成二氧化碳富含流体的装置，该流体为可使用上述设备中的任何一种的设备压缩的含二氧化碳的流体。

根据本公开的另一个方面，提供了一种富氧燃烧发电厂，其中该富氧燃烧发电厂包括上述的系统，且该系统被用于从上述发电厂的烟气中除去二氧化碳。

涉及本公开的各个方面中的任何一个的上述和下述讨论，在可适用的部分，也与任何一个其它方面有关。