[发明专利]用于燃烧气体的集成式吸附气体分离的系统和方法

权利要求书

1.一种集成式吸附气体分离方法，用于从源自燃料燃烧器的燃烧气体混合物中分离至少一部分，所述燃烧气体混合物至少包括二氧化碳和氮气组分，所述方法包括以下步骤：

允许所述燃烧气体混合物进入一吸附气体分离系统；

允许所述燃烧气体混合物进入至少一吸附剂接触器的一入口端，所述吸附剂接触器包括至少一吸附材料；

在至少一所述吸附材料上吸附所述二氧化碳燃烧气体组分的至少一部分；

在所述吸附剂接触器的一出口端回收一第一产品气体，所述第一产品气体相对所述燃烧气体混合物消耗了所述二氧化碳组分；

解吸吸附在至少一所述吸附材料上的所述二氧化碳组分的第一部分；

从所述吸附剂接触器的所述入口端和出口端中至少一个回收一解吸的第二产品气体，所述第二产品富集所述二氧化碳组分；

允许一调节流体进入所述吸附剂接触器并解吸吸附在所述吸附材料上的所述二氧化碳组分的第二部分，以回收富集二氧化碳的调节流；和

将从所述吸附剂接触器回收的所述富集二氧化碳的调节流的至少一部分再循环到所述燃料燃烧器的一进气口并通过所述燃料燃烧器用于燃烧。

2.根据权利要求1的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述解吸所述二氧化碳组分的第一部分的步骤包括通过以下方法中的至少一个解吸吸附在至少一所述吸附材料上的所述二氧化碳组分的第一部分：通过加热至少一所述吸附材料来变温解吸；变压解吸；分压变压解吸。

3.根据权利要求1或2的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述燃料燃烧器包括气体燃料燃烧器、液体燃料燃烧器和固体燃料燃烧器中的至少一个。

4.根据权利要求1-3之一的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述燃料燃烧器可以包括下列中的至少一个：

组合式循环气体涡轮燃烧器；

燃气涡轮燃烧器；

燃煤热力燃烧器；

蒸汽发生器或锅炉燃烧器；和

余热燃烧器。

5.根据权利要求1-4之一的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述二氧化碳组分的所述第一部分包括吸附在所述至少一吸附材料上的总的二氧化碳的约三分之一，所述二氧化碳组分的所述第二部分包括吸附在所述至少一吸附材料上的总的二氧化碳的约三分之二。

6.根据权利要求1-5之一的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述燃烧气体混合物包括约12%的二氧化碳，所述二氧化碳组分的所述第一部分约为所述燃烧气体混合物的4%，循环到所述燃烧器的、所述二氧化碳组分的所述第二部分约为所述燃烧气体混合物的8%。

7.根据权利要求1-6之一的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述第一产品气体基本上不含二氧化碳，所述第二产品气体基本上由二氧化碳组成。

8.根据权利要求1-7之一的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述至少一吸附剂接触器包括一平行通道式吸附剂接触器，所述平行通道式吸附剂接触器包括：

多个基本上平行的流体流动通道，这些通道在所述接触器的入口端和出口端之间以第一轴向方向朝向；和

多个室壁，所述室壁位于所述流体流动通道之间并包括至少一吸附材料。

9.根据权利要求8的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述至少一吸附剂接触器还包括多个轴向连续的导热丝，所述导热丝朝向所述轴向方向并与所述至少一吸附材料直接接触，所述方法还包括沿所述导热丝的至少一部分以所述第一或第二轴向方向传热，以在解吸步骤提供所述二氧化碳组分的解吸热的至少一部分。

10.根据权利要求1的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述方法包括一变温吸附气体分离方法，所述吸附还包括在第一吸附材料温度吸附所述二氧化碳组分的至少一部分，所述解附还包括在一第二吸附材料温度通过加热所述吸附材料来解吸吸附在所述至少一吸附材料上的所述二氧化碳组分的至少一部分。

11.根据权利要求1的集成式吸附气体分离方法，其特征在于，所述方法包括一变温吸附气体分离方法，所述解附还包括利用加热的处理流体进入所述至少一吸附剂接触器来加热所述至少一吸附材料，所述加热的处理流体包括蒸汽、燃烧废气和二氧化碳中至少一个。