[发明专利]捕集和封存二氧化碳的系统和方法

权利要求书

1.一种从载有二氧化碳的空气中除去并浓缩二氧化碳的方法，所述方法包括：

导引载有二氧化碳的空气流穿过包含能够吸附或可释放地结合二氧化碳的吸收剂的二氧化碳捕集结构以从所述空气中除去二氧化碳，所述吸收剂保持在多孔固体物质的表面上，从而将所述二氧化碳吸附或结合到在所述固体物质表面上的所述吸收剂上；

将工艺热导引至含二氧化碳的捕集结构处以将二氧化碳作为更浓形式的CO₂与所述吸收剂分离，并对所述吸收剂进行再生；以及

导引另一个载有二氧化碳的空气流穿过所述再生的二氧化碳捕集结构，使得所述再生的吸收剂能够吸附或结合另外的二氧化碳，以从所述另外的载有二氧化碳的空气流中除去另外的二氧化碳。

2.权利要求1的方法，其中将载有二氧化碳的空气流导引穿过去除室并将所述工艺热导引至在再生室中的含二氧化碳的捕集结构处；且所述方法还包括在所述去除室与所述再生室之间交替移动所述含二氧化碳的捕集结构。

3.权利要求2的方法，其中在所述去除室与所述再生室之间竖直移动所述含二氧化碳的捕集结构，当所述含二氧化碳的捕集结构在所述再生室中时，所述再生室是可密封的。

4.权利要求2的方法，其中流入所述去除室中的空气基本处于环境温度下。

5.权利要求2的方法，其中在进入所述去除室之前，将所述空气与小比例的含有二氧化碳的废气混合。

6.权利要求5的方法，其中将所述空气与不超过25体积%的废气混合。

7.权利要求6的方法，其中将所述空气与不超过5体积%的废气混合，其中所述废气为源自烃的燃烧的烟道气。

8.权利要求2的方法，其中在将所述工艺热导引至所述含二氧化碳的捕集结构处之前，首先对所述再生室中的所述含二氧化碳的捕集结构进行空气吹扫。

9.权利要求8的方法，其中在所述含二氧化碳的捕集结构再生之后，对所述捕集结构进行冷却，然后返回至所述去除室。

10.权利要求2的方法，其中以在至多130℃的范围内的温度下的饱和蒸汽的形式将所述工艺热导引至所述含二氧化碳的捕集结构处。

11.权利要求10的方法，其中所述饱和蒸汽在约105℃~120℃范围内的温度下。

12.权利要求2的方法，其中对在穿过所述捕集结构之后排出所述去除室的所述空气中的CO₂浓度进行测量，以确定将所述捕集结构移出所述去除室并移入所述再生室的时机。

13.权利要求12的方法，其中在利用CO₂使得所述吸收剂完全饱和之前，将所述捕集结构移入所述再生室中。

14.权利要求12的方法，其中对在穿过所述捕集结构之后排出所述再生室的所述蒸汽中的CO₂浓度进行测量，以确定将所述捕集结构移出所述再生室的时机。

15.权利要求14的方法，其中将所述捕集结构从所述再生室中移出，然后从所述吸收剂中汽提所有的CO₂。

16.权利要求2的方法，其中对在穿过所述捕集结构之后排出所述去除室之后的CO₂和蒸汽进行冷却并冷凝以将水与所述CO₂分离，从而得到高纯CO₂。

17.权利要求16的方法，还包括如下步骤：

通过含碳燃料的燃烧，向初级生产工艺提供热能，以产生可使用的工艺热，

所述初级工艺排放一种或多种将所述工艺热带走的废气，

所述废气处于明显比环境空气更高的温度下且含有的二氧化碳浓度明显比环境空气更高，

利用源自所述废气的所述工艺热的一部分以联合产生饱和蒸汽，

从所述废气中除去不期望的组分以产生经处理的废气，

将所述经处理的废气的一部分与所述环境空气混合以产生具有含有小比例的所述经处理废气的与空气的混合物，使得在所述混合物中二氧化碳的浓度小于5%。

18.权利要求1的方法，其中所述多孔捕集结构包含多个高度多孔的颗粒，其中各个颗粒在其孔中承载所述吸收剂。