[发明专利]二氧化碳捕获系统和方法

说明书

发明背景

本发明通常涉及气化系统，且更详细地讲涉及用于捕获由气化系统生成的富二氧化碳(CO₂)流的系统和方法。

至少一些已知的气化系统(例如发电厂中使用的气化系统)与至少一种动力产生涡轮系统集成，由此形成整体气化联合循环(IGCC)发电系统。例如，至少一些已知的气化系统使燃料、空气或氧气(O₂)、水蒸汽和/或二氧化碳(CO₂)的混合物转化为合成气体或“合成气(syngas)”。将该合成气引导到燃气轮机的燃烧室中，该燃气轮机为发电机供应动力，该发电机又为电网供应电力。将来自至少一些已知燃气轮机发动机的排出气体供应到产生蒸汽以驱动蒸汽轮机的热回收蒸汽发生器中。由蒸汽轮机产生的动力还驱动为电网提供电力的发电机。

与IGCC系统相关的至少一些已知气化系统最初生成包含一氧化碳(CO)、氢气(H₂)、硫化氢(H₂S)和/或二氧化碳(CO₂)的“粗”合成气燃料。一般将硫化氢称为酸性气。通常将酸性气从粗合成气燃料中脱除以生成用以在燃气轮机发动机内燃烧的“洁净”合成气燃料。至少一些已知酸性气脱除用包括至少一个脱除大部分H₂S的主吸收器的脱酸性气子系统进行。

至少一些已知气化系统还包括至少一个从酸性气中回收硫的硫回收单元(SRU)。由SRU生成的尾气使用尾气单元(TGU)压缩和/或再循环到气化反应器中。然而，这种包括SRU和TGU的硫回收系统代表IGCC系统的投资成本的显著部分。此外，当IGCC发电厂结合有预燃烧CO₂分离和净化系统时，导致投资成本显著增加。

发明概述

一方面，掩蔽(sequestering)浓排放物气体的方法包括在酸性气汽提器中从富溶剂中脱除至少一部分酸性气以形成浓排放物气体且将所述浓排放物气体引导到储存系统中。

另一方面，提供一种从由电力系统生成的气体中脱除二氧化碳(CO₂)的方法。所述方法包括在酸性气汽提器中从富溶剂中脱除至少一部分酸性气以形成CO₂流，对所述CO₂流的至少一部分加压和将加压的CO₂流引导到盐水层和强化采油田之一中。

另一方面，提供一种供电力系统使用的气体处理系统。所述气体处理系统包括酸性气汽提器，所述酸性气汽提器经构造以从富溶剂中脱除至少一部分酸性气以形成CO₂流。所述气体处理系统还包括在所述酸性气汽提器下游流体连通连接的压缩机，其中所述压缩机经构造以对CO₂流加压。所述气体处理系统还包括在所述压缩机下游流体连通式连接的二氧化碳(CO₂)掩蔽系统，其中所述压缩机经进一步构造以引导加压CO₂流的至少一部分到所述CO₂掩蔽系统。

附图简述

图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)电力系统的示意图；

图2为可供图1中所示的IGCC发电系统使用的示例性脱酸性气子系统的示意图；和

图3为可供图1中所示的IGCC发电系统使用的供选的脱酸性气子系统的示意图。

发明详述

如本文中所用，术语“贫”用以描述基本不含排放物的溶剂，且术语“富”用以描述含有排放物的溶剂。类似地，术语“浓排放物”用以描述含有排放物的气体。

图1为示例性整体气化联合循环(IGCC)发电系统100(例如发电厂中使用的那些发电系统)的示意图。在示例性实施方案中，IGCC系统包括燃气轮机发动机110。涡轮机114可经由第一旋转器(rotor)120与第一发电机118可旋转式连接。涡轮机114与至少一个燃料源和至少一个空气源(二者在下文更加详细地描述)流体连通式连接且经构造以从所述燃料源和所述空气源分别接收燃料和空气。涡轮机114生成旋转能，所述旋转能经由旋转器120传输到发电机118，其中发电机118使所述旋转能转化为电能以传输到至少一个载荷，所述载荷包括但不限于电力网(图中未示出)。

IGCC系统100还包括蒸汽轮机发动机130。在示例性实施方案中，发动机130包括蒸汽轮机132，所述蒸汽轮机132经由第二旋转器136与第二发电机134可旋转式连接。