[发明专利]整合储能和低温碳捕获的系统和方法

权利要求书

1.储存电和机械能量并从轻的气体或液体中分离可冷凝的蒸汽的方法，包括：

(i)在非高峰需求时段使用电力或机械能液化至少一种气态的制冷剂；

(ii)在液化制冷剂储存槽中储存液化的制冷剂为后面用作制冷剂；

(iii)在能量的高峰需求时段，在传统的热交换器(THE)或去升华热交换器(DHE)中使用液化的制冷剂作为制冷剂，以冷却包含至少一种可冷凝的蒸汽和至少一种轻的气体的混合的工艺物料流，从而使可冷凝的蒸汽冷凝或去升华并形成液体或固体流；和

(iv)从轻的气体中分离液体或固体流。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述气态的制冷剂包含天然气和液化的制冷剂包含液化天然气(LNG)。

3.如权利要求2所述的方法，还包含，液化NG后，加压LNG以使其沸点温度范围为低于可冷凝的蒸汽的最低设计去升华温度0-20℃。

4.如权利要求2所述的方法，还包含，液化天然气后，加压LNG至2-6bars。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种可冷凝的蒸汽包含CO₂，和至少一种轻的气体或液体包含N₂。

6.如权利要求1所述的方法，还包含在高峰需求时段燃烧制冷剂作为耗费的制冷剂以发电。

7.如权利要求6所述的方法，其中在高峰需求时段所述制冷剂在燃气轮机中燃烧发电。

8.如权利要求7所述的方法，其中燃气轮机的排放物进入燃料基锅炉。

9.如权利要求7所述的方法，其中汽轮机进口流的一部分包含CO₂-负载的锅炉烟气，相比于当单独使用空气时，汽轮机出口的CO₂含量增加。

10.如权利要求1所述的方法，其中在高峰和非高峰需求时段发生通过将热转移到液化的制冷剂而冷却混合的工艺物料流的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，还包含在非高峰需求时段通过液化并返回天然气至LNG储存槽中而回收耗费但未燃烧的制冷剂/天然气。

12.如权利要求1所述的方法，其中在高峰需求时段发生通过将热转移到液化的制冷剂而冷却混合的工艺物料流的步骤，所述方法还包含在非高峰需求时段使用除LNG外的制冷剂冷却混合的工艺物料流。

13.如权利要求1所述的方法，还包含，液化制冷剂前，在再生式热交换器(RHE)中冷却制冷剂。

14.如权利要求1所述的方法，还包含，液化制冷剂前，通过将热从制冷剂转移到分离的轻的气体而在再生式热交换器(RHE)中冷却制冷剂。

15.如权利要求1所述的方法，还包含，在DHE中冷却混合的工艺物料流前，通过加温分离的可冷凝的蒸汽而将其在自-再生式热交换器(SRHE)中冷却。

16.如权利要求1所述的方法，还包含，在DHE中冷却混合的工艺物料流前，通过加温分离的轻的气体而将其在自-再生式热交换器(SRHE)中冷却。

17.储能和从轻的气体或液体中分离可冷凝的蒸汽的系统，包含：

(i)气态的制冷剂液化装置，配置为在非高峰需求时段使用电力或轴功产生液化天然气(LNG)；

(ii)液化的制冷剂储存槽，配置为储存液化的制冷剂以供后用；

(iii)至少一种传统的热交换器(THE)或去升华热交换器(DHE)，包含：(a)用于包含至少一种可冷凝的蒸汽和至少一种轻的气体或液体的混合的工艺物料流的进口，(b)制冷剂，包含来自液化的制冷剂储存槽的液化的制冷剂，在高峰需求时段供应，和(c)热交换区，配置为使热从混合的工艺物料流转移到制冷剂，从而导致工艺物料流中的可冷凝的蒸汽去升华；和

(iv)固体分离器，配置为从轻的气体或液体的固体流分离去升华的可冷凝的蒸汽。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述系统还包含天然气发电机，配置为燃烧来自THE或DHE下游的耗费的制冷剂发电。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述天然气发电机为燃气轮机。

20.如权利要求17所述的系统，其中所述系统包含至少两个DHE。