[发明专利]碳捕获系统和方法

权利要求书

1.用于从化石燃料发电厂的经脱硫的、含水蒸气的烟道气中除去二氧化碳的系统，该系统包括：

(a)第一烟道气冷却阶段，包括水冷却装置和第一烟道气冷却器，所述第一烟道气冷却器经连接以接收来自该水冷却装置的冷却的循环水以冷却该烟道气并由此冷凝来自其的水；

(b)第二烟道气冷却阶段，包括在闭合回路中与第二烟道气冷却器连接的冷却剂冷却装置，由此该第二烟道气冷却器接收来自该冷却剂冷却装置的循环冷却剂以进一步冷却该烟道气并由此冷凝来自其的另外的水；

(c)排放装置，通过其从该系统中分开除去至少等于由第一烟道气冷却阶段和第二烟道气冷却阶段中冷凝的量的各自水物流用于进一步的应用；

(d)二氧化碳吸收阶段，其使用循环的富氨溶液以从该冷却的脱水的烟道气中吸收二氧化碳并输出包括夹带的氨的、贫二氧化碳的烟道气物流；

(e)二氧化碳再生阶段，其接收来自该二氧化碳吸收阶段的包含二氧化碳的富氨溶液，通过加热该富氨溶液以从中释放吸收的二氧化碳而输出包括夹带的氨的二氧化碳物流，并将该贫二氧化碳的富氨溶液循环到该二氧化碳吸收阶段；

(f)从该系统中除去该二氧化碳物流用于长期储存的装置；

(g)硫酸洗涤阶段，其接收来自该二氧化碳吸收阶段的该贫二氧化碳的烟道气物流，通过将氨与硫酸反应从其中除去氨以制备浓缩的硫酸铵溶液，并输出贫二氧化碳的清洁烟道气物流；

(h)排放装置，通过其从该系统中除去该浓缩的硫酸铵溶液的物流用于进一步的应用；和

(i)接收来自该硫酸洗涤阶段的该清洁烟道气并将其排放到大气中的装置。

2.权利要求1的系统，进一步包括位于该二氧化碳吸收阶段和该硫酸洗涤阶段之间的水洗涤阶段，由此从该贫二氧化碳的烟道气物流中回收初始比例的夹带的氨，以及将该回收的氨循环到该二氧化碳吸收阶段中的装置。

3.权利要求1或2的系统，进一步包括位于该二氧化碳再生阶段之后以在将二氧化碳从该系统中除去之前从该二氧化碳物流中回收夹带的氨的水洗涤阶段，和将该回收的氨循环到该二氧化碳再生阶段的装置。

4.任一前述权利要求的系统，其中该第一烟道气冷却器是直接接触式气体冷却器。

5.任一前述权利要求的系统，进一步包括在该二氧化碳再生阶段中连接在该第一烟道气冷却器和该水冷却装置之间的热交换器，由此将已经在第一烟道气冷却器中被该烟道气加热的循环水通过所述热交换器以加热该包含二氧化碳的富氨溶液并从中释放吸收的二氧化碳。

6.任一前述权利要求的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是使得该循环水与以下中的任一处于非接触式热交换关系的热交换器：

(a)在将该清洁烟道气物流排放到大气中之前由该硫酸洗涤阶段输出的该清洁烟道气物流，或

(b)环境冷却剂。

7.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是干冷却塔，其使用该清洁烟道气物流或大气来冷却该循环水。

8.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是热交换器，其使得该循环水与海水处于非接触式热交换关系。

9.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量并经操作以冷却该循环水并将其热量释放到环境冷却剂中。

10.任一前述权利要求的系统，其中该第二烟道气冷却器包括该循环冷却剂通过其的热交换盘管阵列。

11.任一前述权利要求的系统，其中该第二烟道气冷却阶段中的冷却剂冷却装置是机械急冷器，其中该冷却剂是致冷剂，其通过与烟道气的热交换而蒸发并通过与环境冷却剂的热交换而冷凝。

12.权利要求1～10任一项的系统，其中该第二烟道气冷却阶段中的该冷却剂冷却装置是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量并经操作以冷却已经被该烟道气加热的该循环冷却剂并将其热量释放到环境冷却剂中。

13.权利要求11或12的系统，其中该环境冷却剂是海水或大气。