[发明专利]用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统和方法

说明书

提供一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统。系统包括碳酸化器和煅烧炉。碳酸化器接收烟道气和贫吸附剂颗粒，使得贫吸附剂颗粒从烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒。煅烧炉包括滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口流体地连接于碳酸化器，使得负载的吸附剂颗粒从碳酸化器流到腔中。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由第二开口离开滚筒。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及发电站技术，且更具体而言，涉及用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统和方法。

背景技术

许多发电站燃烧化石燃料，以便生成热量，其继而用于经由蒸汽涡轮向发电机供能。然而，化石燃料的燃烧生成大量的二氧化碳(CO₂)。因此，由于CO₂可对全球变暖起作用的担忧增加，许多基于化石燃料的发电站现在试图通过经由碳捕集技术重新捕集和储存CO₂来减少CO₂排放。

一种此类技术为全集成再生钙循环(FIRCC)，其为利用两个反应器(例如，碳酸化器和煅烧炉)的后燃烧系统。在碳酸化器中，来自烟道气的CO₂与石灰或其他碳吸收化合物反应，以形成石灰石。石灰石然后送至煅烧炉，在那里使该石灰石加热且经由吸热煅烧反应转换回石灰和CO₂。然后捕集和储存CO₂，且石灰返回到碳酸化器。

目前，实施FIRCC系统的许多基于化石燃料的站利用依赖于输送气体(例如，烟道气)的煅烧炉，以将石灰石与热传递颗粒(其在煅烧炉内加热石灰石)混合。然而，许多此类煅烧炉典型地不实现热传递颗粒与石灰石的最佳混合，这继而可降低煅烧炉关于将石灰石转换回石灰和CO₂的效率。此外，许多此类煅烧炉未气密地密封，且因此泄漏石灰石、热传递颗粒和/或CO₂，这继而也可降低煅烧炉关于将石灰石转换回石灰和CO₂的效率，且/或整体上降低FIRCC系统的效率。此外，此类非气密密封的煅烧炉也可具有高的空气进入，如本文中使用的那样，这是指从包绕煅烧炉的环境进入到煅烧炉中的空气量。

鉴于以上情况，需要一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的改进的系统和方法。

发明内容

在实施例中，提供一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统。系统包括碳酸化器和煅烧炉。碳酸化器接收烟道气和贫吸附剂颗粒，使得贫吸附剂颗粒从烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒。煅烧炉包括滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口流体地连接于碳酸化器，使得负载的吸附剂颗粒从碳酸化器流到腔中。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。

在另一实施例中，提供一种煅烧炉。煅烧炉包括滚筒和外壳。滚筒限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口构造成允许负载的吸附剂颗粒流到腔中。外壳围绕滚筒设置且气密地密封滚筒，以便限定外壳与滚筒之间的通道。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。释放的二氧化碳中的至少一些作为气体通过通道循环，以便冷却滚筒。

在又一实施例中，提供一种用于煅烧炉的旋转滚筒的齿轮环。齿轮环包括本体和第一通道。本体构造成设置在旋转滚筒的外部上。第一通道由本体限定。当齿轮环设置在旋转滚筒的外部上时，第一通道与由煅烧炉的外壳与旋转滚筒限定的第二通道对准，使得允许冷却介质流过第一通道和第二通道，以冷却旋转滚筒和齿轮环中的至少一个。