[发明专利]二氧化碳的纯化

摘要

在高压和低于环境温度操作的二氧化碳纯化装置(CPU)中的制冷负荷可至少第一部分通过针对至少一种液体第一制冷剂(优选在CPU中产生的二氧化碳液体)的至少潜热的间接热交换从而一般使液体蒸发来提供，而第二部分通过与第二制冷剂的单独显热能的间接热交换来提供。第二制冷剂可以为从集成低温空气分离装置(ASU)输入的氮气，或者从CPU输出、冷却并返回到CPU的二氧化碳液体。一个优势是CPU和集成的ASU的总功率消耗减少。

主权项

一种在二氧化碳纯化装置(“CPU”)中在高压下纯化含有二氧化碳和至少一种不可冷凝气体污染物的来自含氧燃料燃烧过程的烟道气的方法，所述方法包含：将烟道气进料到CPU；将来自所述烟道气的二氧化碳气体冷却并冷凝；和将经冷凝二氧化碳气体与所述不可冷凝气体污染物分离，以产生至少一种二氧化碳液体和包含所述不可冷凝气体污染物的尾气，其中所述方法需要用于使二氧化碳气体冷却和冷凝的制冷负荷，所述制冷负荷至少第一部分通过针对至少一种液体第一制冷剂的间接热交换从而使所述第一制冷剂蒸发来提供，而第二部分通过针对至少一种第二制冷剂的单独显热能的间接热交换来提供；其中所述液体第一制冷剂或各液体第一制冷剂通过针对冷却和冷凝烟道气的所述间接热交换而蒸发，并且其中所述制冷负荷具有使所述烟道气冷却和冷凝两者的较冷部分和使烟道气冷却而不冷凝的较温部分，并且其中所述第二制冷剂或各第二制冷剂提供所述制冷负荷的较冷部分的至少一部分；其中所述CPU包含两个相分离器，所述方法包含：冷却并冷凝烟道气中的二氧化碳气体；在第一相分离器中将经冷凝二氧化碳气体与所述不可冷凝气体污染物分离，以产生第一二氧化碳液体和包含所述不可冷凝气体污染物的第一塔顶蒸气；将所述第一二氧化碳液体分成三个部分；泵抽所述第一二氧化碳液体的第一部分，以产生经泵抽第一部分；减小所述第一二氧化碳液体的第二部分的压力，以产生经减压第二部分；泵抽所述第一二氧化碳液体的第三部分，以产生经泵抽第三部分，并使经泵抽第三部分冷却，以产生经冷却第三部分；使所述第一塔顶蒸气中的二氧化碳气体冷却和冷凝；在第二相分离器中使经冷凝二氧化碳气体与所述不可冷凝气体污染物分离，以产生第二二氧化碳液体和所述包含所述不可冷凝气体污染物的尾气；通过间接热交换温热所述尾气，以产生经温热尾气；和在任选温热所述液体后减小所述第二二氧化碳液体的压力，以产生经减压第二二氧化碳液体；其中提供制冷负荷的第一部分的液体第一制冷剂为第一二氧化碳液体的经泵抽第一部分、第一二氧化碳液体的经减压第二部分和经减压第二二氧化碳液体，并且其中第二制冷剂为第一二氧化碳液体的经冷却第三部分。