[发明专利]碳捕获系统

权利要求书

1.一种碳捕获系统，包括：

多个CO₂变温吸附(TSA)床，其包括至少：

第一TSA床，其经配置在捕获温度范围内捕获CO₂并且在高于所述捕获温度范围的再生温度范围再生所述捕获的CO₂；

第二TSA床，其经配置在捕获温度范围内捕获CO₂并且在高于所述捕获温度范围的再生温度范围再生所述捕获的CO₂；

第三TSA床，其经配置在捕获温度范围内捕获CO₂并且在高于所述捕获温度范围的再生温度范围再生所述捕获的CO₂；

多个阀和相关联的流动路径，其经配置允许切换所述第一TSA床、所述第二TSA床和所述第三TSA床中的每一个的操作模式；以及

控制模块，其经配置控制所述多个阀以提供连续操作，使得同时地，所述多个TSA床中的至少一个在捕获模式下操作以从排气流中除去CO₂并且输出氮气流，所述多个TSA床中的至少一个在加热再生模式下使用以将CO₂释放到生产流中，并且所述多个TSA床中的所述一个中的至少一个在冷却模式下操作以由冷却流冷却。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳捕获系统经配置连接到半封闭循环发动机系统以从其接收发动机排气。

3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括生产流循环器子系统，其选择性地连接到每个TSA床并且经配置使所述生产流在再生模式下循环通过相应的TSA床，以从所述TSA床再生附加的CO₂，从而增加所述生产流中的CO₂浓度。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述生产流循环器子系统包括热源，其经配置向所述生产流添加足以将在再生模式下操作的所述相应的TSA床加热到再生温度范围内的热量。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述生产流循环器子系统包括动力源，其经配置在所述循环器内移动所述生产流。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述生产流循环器子系统与CO₂输出子系统流体连通。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述热源是废热交换器，其经配置与所述发动机的下游的所述排气流热连通，并且其中所述动力源是连接到涡轮机的压缩机，其中所述废热交换器在所述压缩机与所述涡轮机之间处于流体连通，使得废热驱动所述涡轮机为所述压缩机提供动力。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括流动推进器，其经配置向所述排气流提供动力流以流过所述碳捕获系统到达在所述捕获模式下操作的相应的TSA床。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括脱水子系统，其在所述流动推进器的下游和在所述第一TSA床、所述第二TSA床和所述第三TSA床中的至少一个的上游，以在所述捕获模式下操作的所述第一TSA床、所述第二TSA床和所述第三TSA床中的至少一个的上游除去水。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述脱水子系统包括至少两个脱水TSA和相关联的阀，其中所述控制模块经配置用于操作所述至少两个脱水TSA，使得第一脱水TSA在水捕获模式下操作以便将干燥排气输出至所述多个CO₂ TSA中的至少一个，并且使得第二脱水TSA在水再生模式下操作，所述水再生模式使用来自所述多个已加热的CO₂ TSA的所述氮气流，或者在冷却模式下操作，所述冷却模式使用来自所述多个已冷却的CO₂ TSA的所述氮气流。

11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括脱水子系统，其与所述第一TSA床、所述第二TSA床和所述第三TSA床中的每一个集成以在相同的位置除去水和CO₂。