[发明专利]二氧化碳液化系统

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及用于使含碳气体液化的系统。

背景技术

各种各样的系统可产生和/或使用含碳气体，例如二氧化碳(CO₂)。典型地，CO₂在例如通过管道输送到下游系统之前进行高度加压。例如，可将CO₂加压到介于大约15,000千帕(kPa)或2200每平方英寸绝对磅数(psia)与17,250kPa(2500psia)之间的压力。这种加压可能使用大量能量。加压系统可能未在考虑使设备中的能效最大化的情况下设计。因此，加压系统会降低设备的总体效率。

发明内容

以下归纳范围与原始要求保护的发明相当的特定实施例。这些实施例并非意图限制要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供对本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖与以下陈述的实施例可能相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括二氧化碳(CO₂)液化系统。该CO₂液化系统包括能够冷却CO₂气体以使大于大约50％的CO₂气体液化的第一冷却系统。该第一冷却系统产生第一CO₂液体。CO₂气体压力小于大约3450千帕(500每平方英寸绝对磅数)。

在第二实施例中，一种系统包括具有空气分离单元的低温冷却系统。该空气分离单元能够将空气分离成氧气和氮气。该系统还包括能够使用空气分离单元的低温冷却系统来冷却含碳气体的液化系统。该低温冷却系统能够至少使含碳气体的第一部分液化以产生第一含碳液体。

在第三实施例中，一种系统包括能够从合成气体捕集含碳气体的碳捕集系统，以及液化系统。该液化系统包括第一冷却系统，该第一冷却系统能够冷却含碳气体以至少使含碳气体的第一部分液化而产生第一含碳液体和第一残余含碳气体。该液化系统还包括构造成用以压缩第一残余含碳气体的压缩系统。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，全部附图中同样的标记表示同样的零件，其中：

图1描绘了与上游系统和下游系统的实施例交互操作的液化系统的实施例的方框图；

图2描绘了使用制冷系统的液化系统的实施例的方框图；

图3描绘了使用多个低温冷却系统的液化系统的实施例的方框图；

图4描绘了使用低温冷却系统的液化系统的实施例的方框图；

图5描绘了使用包括低温冷却系统的空气分离单元(ASU)的液化系统的实施例的方框图；

图6描绘了使用CO₂压缩机和包括低温冷却系统的ASU的液化系统的实施例的方框图；

图7描绘了使用制冷系统、分离单元、压缩机和冷却器的液化系统的实施例的方框图；

图8描绘了使用热交换器、闪蒸罐、压缩机、调温冷却器(trim cooler)、泵和溶剂激冷器的液化系统的实施例的方框图；以及

图9描绘了具有液化系统的实施例的整体气化联合循环(IGCC)动力设备的实施例的方框图。

零件清单

8     交互操作系统

10    液化系统

12    CO₂泵送系统

14    碳捕集系统

16    动力设备

18    化工生产设备(chemical production plant)

20    化工精炼设备

22    管道系统

24    碳封存设备

26    EOR活动(activity)

28    第一CO₂液化系统

30    液态CO₂

32    残余CO₂气体

34    CO₂压缩系统

36    第二CO₂液化系统

38    残余液态CO₂

40    第一泵

42    第二泵

74    CO₂气体

76    箭头

78    第一再生系统

80    箭头

82    箭头