[发明专利]允许俘获产生的所有二氧化碳的氧化燃烧法

说明书

发明领域

本发明涉及一种从化石燃料产生能量的方法，该方法通过隔绝来俘获二氧化碳。

石油、天然气或煤炭资源的燃烧产生二氧化碳，这些二氧化碳则会在大气中累积。目前，二氧化碳是主要的“温室效应”气体。二氧化碳会阻止太阳红外辐射返回宇宙空间，因此促进地球表面温度升高，该温度升高的比例比迄今整个地质年代已观察到的显著得多。

既然在可以预见的未来，人类似乎不太可能不使用化石燃料还能满足经济的需求，人们考虑了许多行动，或者开始努力减少排放到大气中的CO₂的量，或者降低其影响。

本发明的目标是提供一种燃烧方法，该方法允许俘获CO₂以便将其注入合适的地质层中(远古石油或天然气沉积层，密封的盐水层，煤矿，...)。

发明背景

文献FR-2,872,566揭示了一种燃烧法，该方法特别允许在环境温度下对俘获的CO₂进行全部液化。全部CO₂液化需要限制制得的CO₂中包含的惰性化合物的比例。在此方法中，最大CO₂俘获比主要取决于燃烧烟气中包含的惰性气体的比例。为了最好地限制烟气中惰性气体的量以免降低CO₂俘获效率，该方法必须优选在恒定地保持压力略超过外界的燃烧室内操作。还优选使用能够提供纯度大于98％的氧气的氧气生产单元操作。

本发明提供了一种包括CO₂俘获的氧化燃烧法(oxycombustionmethod)，其中对CO₂中惰性化合物的比例没有限制。根据本发明，在输送CO₂之前，不需要使其全部液化：在多相压缩之后进行CO₂输送，该多相压缩允许对包含大量惰性化合物的CO₂流进行处理。

发明内容

一般来说，本发明涉及一种包括俘获二氧化碳的燃烧法，该方法中至少进行以下阶段：

a)将富氧物流与富含二氧化碳的物流混合，形成混合物，

b)用所述混合物燃烧燃料，

c)处理燃烧烟气，使水冷凝，并与硫化合物一起带走，

d)通过压缩至40-70巴的绝对压力、并冷却至高于0℃的温度，对阶段c)得到的处理过的烟气的至少一部分进行部分液化，得到包含至少8体积％液体的部分液化的烟气，

e)用至少一个多相泵，对阶段d)得到的部分液化的烟气进行压缩，以获得压缩物流。

根据本发明，阶段c)获得的处理过的烟气的一部分可用来与阶段a)的富氧物流混合。在阶段d)中，可通过以下方式完成对处理过的烟气的部分液化：至少一个压缩操作，压缩至50-70巴的压力、并将压缩的烟气冷却至0-40℃的温度。

根据本发明，还可进行以下操作：

-使得在阶段e)得到的压缩物流的一部分膨胀，然后

-在使用多相泵压缩之前，通过将所述膨胀的物流部分加入阶段c)中得到的部分液化的烟气，循环所述物流部分。

另外，可以在膨胀之前，通过热交换冷却所述压缩物流部分。

根据本发明，可以将所述压缩烟气注入地下储层。阶段e)得到的压缩烟气可以被输送到地下储层，然后注入其中，隔绝在其中。或者可以将阶段e)得到的压缩烟气输送到地下烃类储层中，然后注入其中，以提高烃类采收率。

所述多相泵可以是螺旋-轴向转子动力泵，其包括安装在单个轴上的至少一个压缩单元，其几何结构适于泵送气相和至少一种液相的混合物。更准确地说，所述多相泵可包括适于泵送气相和至少一种液相的混合物的至少一个压缩单元，该压缩单元还与常规用来泵送或压缩单相组成的流体的至少一个压缩单元相连。

根据本发明的方法的主要优点是允许俘获燃烧产生的全部CO₂，即CO₂俘获效率为100％。

根据本发明的方法允许将氧化燃烧装置产生的CO₂输送到其储藏位置，不管任何CO₂的纯度，具体是惰性物质含量，所述惰性物质包括氮气、氩气和氧气。

然而，本发明可提供关于文献FR-2,872,566中所述方法的其它优点：

-提高CO₂处理装置的总能量效率，

-降低总投资成本，

-降低操作成本，

-减小工业风险和环境危害。

附图简述

通过参照附图，阅读以下说明，可以清楚地了解本发明的其它特征和优点，附图中：

-图1显示了包括烟气俘获的燃烧装置的示意图，