[发明专利]捕集和封存二氧化碳的系统和方法

说明书

发明背景

本发明涉及用于从大气中除去温室气体的系统和方法，具体地涉及用于从大气中除去二氧化碳的系统和方法。

美国申请序号12/124,864

如同在美国申请序号12/124,864中所述的，

a.当前大量注意力集中在设法实现三个能量相关的且稍微冲突的能量相关的目标：1)为经济发展提供承受得起的能量；2)实现能源安全性；和3)避免由全球变暖所引起的破坏性气候变化。然而，如果我们要拥有经济繁荣所需的能量且避免可导致冲突的能量不足，则在本世纪的其余时间期间没有避免使用化石燃料的可行途径。

b.几乎毫无疑问的是，所谓温室气体例如二氧化碳(甲烷和水蒸气为其它主要的温室气体)的量的增加将提高本行星的温度。

c.很明显，除了降低人类对于二氧化碳排放的贡献以外没有可除去气候变化风险的解决方案。利用空气提取和增加或降低大气中二氧化碳的量的能力，在原理上能够补偿其它温室气体例如甲烷，这可改变其浓度且引起气候变化。

发明概述

本发明提供更新的且更有用的系统和方法概念，以通过引导载有CO₂的空气通过用于结合(捕集)CO₂的吸收剂结构，并通过使用工艺热、优选蒸汽形式的工艺热来加热所述吸收剂结构以从所述吸收剂结构中除去CO₂(由此有效地再生所述吸收剂结构)，从而从载有二氧化碳的空气物质中除去二氧化碳。在该申请中，吸收剂结构优选包含结合CO₂的胺，该胺通过基材承载，其能够为固体颗粒的形式或整体料型吸收剂结构。无论所述基材是否是微粒材料形式的床或整体料型，优选将所述吸收剂吸附在所述基材的表面上。此外，在该申请中，所提及的“载有CO₂的空气(或载有二氧化碳的空气)”的“物质”(“流”或“流股”)是指在特定位置处的具有一定CO₂浓度的空气，所述一定的CO₂浓度类似于在该特定位置处且在所述位置处的温度下大气中的CO₂浓度。

先前认为，引导载有二氧化碳的空气通过涂布有(或其中嵌有)吸收剂的基材，以将二氧化碳从空气中除去，所述吸收剂用于吸收或结合二氧化碳。将转化成蒸汽或其他介质(例如气体)形式的工艺热导向吸收剂，以将二氧化碳与所述吸收剂分离(由此能够排出二氧化碳并封存)并对所述吸收剂进行再生(从而能够连续使用所述吸收剂以从空气中除去二氧化碳)。

在其基本方面之一中，本申请提供一种附加结构和技术以从载有二氧化碳的空气中分离二氧化碳，并使用工艺热将二氧化碳与吸收剂分离并对吸收剂进行再生。

此外，在其方面的另一个方面中，本申请提供一些附加的结构和技术，从载有二氧化碳的空气中捕集二氧化碳，并使用工艺热将二氧化碳与吸收剂分离并对所述吸收剂进行再生，所述结构和技术进一步能够用烟道气源直接在线进行二氧化碳的分离和再生，否则烟道气将直接从所述源排放并将载有二氧化碳的空气导入大气中。

另外，本发明提供一种相对低成本且相对纯的CO₂源，以将其有利地用作生产生物燃料的海藻农场的进料，其中捕集成本代表供应CO₂的全部成本。

本发明的这些及其它特征在以下详细说明以及附图和显示中进行了描述或使其显而易见。

附图和展示简述

图1~9显示了在该同一发明人早期的美国申请即美国申请序号12/124,864中所描述的系统和方法概念；具体地，

a.图1为根据美国申请序号12/124,864的发明的示例性实施方案用于从大气中除去二氧化碳的系统的概括性框图；

b.图2为根据序号12/124,864的发明的示例性实施方案用于从大气中除去二氧化碳的系统的框图；

c.图3为根据序号12/124,864的发明的示例性实施方案的空气提取系统的框图；

d.图4为显示根据序号12/124,864的发明的示例性实施方案的全球恒温器的地图；

e.图5为根据序号12/124,864的发明的示例性实施方案用于从大气中除去二氧化碳的系统的框图；

f.图6为根据序号12/124,864的发明用于从大气中除去二氧化碳的介质和用于从所述介质中除去二氧化碳的一种变型的示意图；

g.图7为根据序号12/124,864的发明用于从大气中除去二氧化碳的介质和用于从所述介质中除去二氧化碳的另一变型的示意图；