二氧化碳捕獲系統(tǒng)和方法技術方案

本發(fā)明專利技術提供了處理酸性二氧化碳(CO2)流的方法和系統(tǒng)。一方面，掩蔽濃排放物氣體的方法包括在酸性氣汽提器中從富溶劑中脫除至少一部分酸性氣以形成濃排放物氣體且將所述濃排放物氣體引導到儲存系統(tǒng)中。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
本專利技術通常涉及氣化系統(tǒng)，且更詳細地講涉及用于捕獲由氣化系統(tǒng)生成的富二氧化碳(CO2)流的系統(tǒng)和方法。至少一些已知的氣化系統(tǒng)(例如發(fā)電廠中使用的氣化系統(tǒng))與至少一種動力產(chǎn)生渦輪系統(tǒng)集成，由此形成整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)。例如，至少一些已知的氣化系統(tǒng)使燃料、空氣或氧氣(O2)、水蒸汽和/或二氧化碳(CO2)的混合物轉化為合成氣體或“合成氣(syngas)”。將該合成氣引導到燃氣輪機的燃燒室中，該燃氣輪機為發(fā)電機供應動力，該發(fā)電機又為電網(wǎng)供應電力。將來自至少一些已知燃氣輪機發(fā)動機的排出氣體供應到產(chǎn)生蒸汽以驅動蒸汽輪機的熱回收蒸汽發(fā)生器中。由蒸汽輪機產(chǎn)生的動力還驅動為電網(wǎng)提 供電力的發(fā)電機。與IGCC系統(tǒng)相關的至少一些已知氣化系統(tǒng)最初生成包含一氧化碳(CO)、氫氣(H2)、硫化氫(H2S)和/或二氧化碳(CO2)的“粗”合成氣燃料。一般將硫化氫稱為酸性氣。通常將酸性氣從粗合成氣燃料中脫除以生成用以在燃氣輪機發(fā)動機內(nèi)燃燒的“潔凈”合成氣燃料。至少一些已知酸性氣脫除用包括至少一個脫除大部分H2S的主吸收器的脫酸性氣子系統(tǒng)進行。至少一些已知氣化系統(tǒng)還包括至少一個從酸性氣中回收硫的硫回收單元(SRU)。由SRU生成的尾氣使用尾氣單元(TGU)壓縮和/或再循環(huán)到氣化反應器中。然而，這種包括SRU和TGU的硫回收系統(tǒng)代表IGCC系統(tǒng)的投資成本的顯著部分。此外，當IGCC發(fā)電廠結合有預燃燒CO2分離和凈化系統(tǒng)時，導致投資成本顯著增加。專利技術概述—方面,掩蔽(sequestering)濃排放物氣體的方法包括在酸性氣汽提器中從富溶劑中脫除至少一部分酸性氣以形成濃排放物氣體且將所述濃排放物氣體引導到儲存系統(tǒng)中。另一方面，提供一種從由電力系統(tǒng)生成的氣體中脫除二氧化碳(CO2)的方法。所述方法包括在酸性氣汽提器中從富溶劑中脫除至少一部分酸性氣以形成CO2流，對所述CO2流的至少一部分加壓和將加壓的CO2流引導到鹽水層和強化采油田之一中。另一方面，提供一種供電力系統(tǒng)使用的氣體處理系統(tǒng)。所述氣體處理系統(tǒng)包括酸性氣汽提器，所述酸性氣汽提器經(jīng)構造以從富溶劑中脫除至少一部分酸性氣以形成CO2流。所述氣體處理系統(tǒng)還包括在所述酸性氣汽提器下游流體連通連接的壓縮機，其中所述壓縮機經(jīng)構造以對CO2流加壓。所述氣體處理系統(tǒng)還包括在所述壓縮機下游流體連通式連接的二氧化碳(CO2)掩蔽系統(tǒng)，其中所述壓縮機經(jīng)進一步構造以引導加壓CO2流的至少一部分到所述CO2掩蔽系統(tǒng)。附圖簡述圖I為示例性整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)電力系統(tǒng)的示意圖；圖2為可供圖I中所示的IGCC發(fā)電系統(tǒng)使用的示例性脫酸性氣子系統(tǒng)的示意圖；和圖3為可供圖I中所示的IGCC發(fā)電系統(tǒng)使用的供選的脫酸性氣子系統(tǒng)的示意圖。專利技術詳述如本文中所用，術語“貧”用以描述基本不含排放物的溶劑，且術語“富”用以描述含有排放物的溶劑。類似地，術語“濃排放物”用以描述含有排放物的氣體。圖I為示例性整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)100 (例如發(fā)電廠中使用的那些發(fā)電系統(tǒng))的示意圖。在示例性實施方案中，IGCC系統(tǒng)包括燃氣輪機發(fā)動機110。渦輪機114可經(jīng)由第一旋轉器(rotor) 120與第一發(fā)電機118可旋轉式連接。渦輪機114與至少一個燃料源和至少一個空氣源(二者在下文更加詳細地描述)流體連通式連接且經(jīng)構造以從所述燃料源和所述空氣源分別接收燃料和空氣。渦輪機114生成旋轉能，所述旋轉能經(jīng)由旋轉器120傳輸?shù)桨l(fā)電機118,其中發(fā)電機118使所述旋轉能轉化為電能以傳輸?shù)街辽僖粋€載荷，所述載荷包括但不限于電力網(wǎng)(圖中未示出)。IGCC系統(tǒng)100還包括蒸汽輪機發(fā)動機130。在示例性實施方案中，發(fā)動機130包 括蒸汽輪機132，所述蒸汽輪機132經(jīng)由第二旋轉器136與第二發(fā)電機134可旋轉式連接。IGCC系統(tǒng)100還包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)140。在示例性實施方案中，系統(tǒng)140包括至少一個熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 142，所述熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 142經(jīng)由至少一個加熱的鍋爐給水管路146與至少一個傳熱裝置144流體連通式連接。HRSG 142經(jīng)由管路146接收來自裝置144的鍋爐給水(圖中未示出)以便將所述鍋爐給水加熱成蒸汽。HRSG 142還經(jīng)由排出氣體管路(圖中未示出)接收來自渦輪機114的排出氣體(圖中未示出)，所述排出氣體還將所述鍋爐給水加熱成蒸汽。HRSG 142經(jīng)由蒸汽管路150與渦輪機132流體連通式連接。過量氣體和蒸汽經(jīng)由煙道氣管路152從HRSG 142排到大氣中。蒸汽管路150將蒸汽從HRSG 142引導到渦輪機132中。渦輪機132接收來自HRSG142的蒸汽且將蒸汽中的熱能轉化為旋轉能。所述旋轉能經(jīng)由旋轉器136傳輸?shù)桨l(fā)電機134中，其中發(fā)電機134使所述旋轉能轉化為電能以傳輸?shù)街辽僖粋€載荷，所述載荷包括但不限于電力網(wǎng)。IGCC系統(tǒng)100還包括氣化系統(tǒng)200。在示例性實施方案中，系統(tǒng)200包括至少一個空氣分離單元202，所述空氣分離單元202經(jīng)由空氣管路204與空氣源流體連通式連接。在示例性實施方案中，這類空氣源包括但不限于僅包括專用空氣壓縮機和/或壓縮空氣儲存單元(二者在圖中都未示出)。空氣分離單元202使空氣分成氧氣(O2)、氮氣(N2)和經(jīng)由出口釋放的其它組分(圖中未示出)。將所述氮氣引導到燃氣輪機114中以促進燃燒。系統(tǒng)200包括氣化反應器208，所述氣化反應器208經(jīng)由管路210與空氣分離單元202流體連通式連接以接收從單元202中引導的O2。系統(tǒng)200還包括煤研磨和制備單元211。單元211經(jīng)由供煤管路212和供水管路213分別與煤源和水源(二者在圖中都未示出)流體連通式連接。在一個供選的實施方案中，不存在水供應和供水管路213。單元211可經(jīng)構造以處理干或濕進料系統(tǒng)和/或將煤和水混合在一起以形成煤漿流(圖中未示出)，所述煤漿流經(jīng)由管路214引導到氣化反應器208中。氣化反應器208經(jīng)由管路214和210分別接收煤漿流和氧氣流。氣化反應器208促進生成熱的粗合成氣(合成氣)流。此外，氣化反應器208還生成作為合成氣生產(chǎn)的副產(chǎn)物的熱渣流。所述渣流經(jīng)由熱渣管路216引導到渣處理單元215中。渣處理單元215使渣急冷且破碎成小塊，所述小塊形成可經(jīng)渣管路217脫除并引導的流。在一個供選的實施方案中，單元215從固體中回收煙灰以促進改善氣化器效率。回收的煙灰經(jīng)管路(圖中未示出)回到氣化器208中且基本不含煙灰的渣經(jīng)管路217處置。氣化反應器208經(jīng)由熱合成氣管路218與傳熱裝置144流體連通式連接。傳熱裝置144接收熱的粗合成氣流且將其熱量的至少一部分經(jīng)由管路146傳遞到HRSG 142。隨后，傳熱裝置144生成冷卻的粗合成氣流，所述冷卻的粗合成氣流經(jīng)由合成氣管路219引導到滌氣器和低溫氣體冷卻(LTGC)單元221中。LTGC 221脫除所述粗合成氣流內(nèi)夾帶的微粒物質且促進經(jīng)由飛灰管路222脫除微粒物質。LTGC 221還提供對所述粗合成氣流的冷卻。氣化系統(tǒng)200還包括脫酸性氣子系統(tǒng)300，所述脫酸性氣子系統(tǒng)300與LTGC 221流體連通式連接。子系統(tǒng)300經(jīng)由粗合成氣管路220接收冷卻的粗合成氣流。此外，脫酸性氣子系統(tǒng)300促進自所述粗合成氣流中脫本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：A·弗里德曼，P·薩克，S·納法德，A·J·阿瓦格利諾，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：
國別省市：