專利名稱：二氧化碳液化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及用于使含碳?xì)怏w液化的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
各種各樣的系統(tǒng)可產(chǎn)生和/或使用含碳?xì)怏w，例如二氧化碳(CO2)。典型地，CO2在例如通過管道輸送到下游系統(tǒng)之前進(jìn)行高度加壓。例如，可將CO2加壓到介于大約15，000 千帕(kPa)或2200每平方英寸絕對磅數(shù)(psia)與17, 250kPa(2500psia)之間的壓力。這種加壓可能使用大量能量。加壓系統(tǒng)可能未在考慮使設(shè)備中的能效最大化的情況下設(shè)計(jì)。 因此，加壓系統(tǒng)會降低設(shè)備的總體效率。

發(fā)明內(nèi)容
以下歸納范圍與原始要求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)奶囟▽?shí)施例。這些實(shí)施例并非意圖限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而是相反，這些實(shí)施例僅意圖提供對本發(fā)明的可能形式的簡要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可涵蓋與以下陳述的實(shí)施例可能相似或不同的各種形式。在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括二氧化碳(CO2)液化系統(tǒng)。該CO2液化系統(tǒng)包括能夠冷卻CO2氣體以使大于大約50%的CO2氣體液化的第一冷卻系統(tǒng)。該第一冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生第一 CO2液體。CO2氣體壓力小于大約3450千帕(500每平方英寸絕對磅數(shù))。在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括具有空氣分離單兀的低溫冷卻系統(tǒng)。該空氣分離單元能夠?qū)⒖諝夥蛛x成氧氣和氮?dú)?。該系統(tǒng)還包括能夠使用空氣分離單元的低溫冷卻系統(tǒng)來冷卻含碳?xì)怏w的液化系統(tǒng)。該低溫冷卻系統(tǒng)能夠至少使含碳?xì)怏w的第一部分液化以產(chǎn)生第一含碳液體。在第三實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括能夠從合成氣體捕集含碳?xì)怏w的碳捕集系統(tǒng)，以及液化系統(tǒng)。該液化系統(tǒng)包括第一冷卻系統(tǒng)，該第一冷卻系統(tǒng)能夠冷卻含碳?xì)怏w以至少使含碳?xì)怏w的第一部分液化而產(chǎn)生第一含碳液體和第一殘余含碳?xì)怏w。該液化系統(tǒng)還包括構(gòu)造成用以壓縮第一殘余含碳?xì)怏w的壓縮系統(tǒng)。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，全部附圖中同樣的標(biāo)記表示同樣的零件，其中圖I描繪了與上游系統(tǒng)和下游系統(tǒng)的實(shí)施例交互操作的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖2描繪了使用制冷系統(tǒng)的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖3描繪了使用多個低溫冷卻系統(tǒng)的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖4描繪了使用低溫冷卻系統(tǒng)的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖5描繪了使用包括低溫冷卻系統(tǒng)的空氣分離單元(ASU)的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖6描繪了使用CO2壓縮機(jī)和包括低溫冷卻系統(tǒng)的ASU的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖7描繪了使用制冷系統(tǒng)、分離單元、壓縮機(jī)和冷卻器的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；圖8描繪了使用熱交換器、閃蒸罐、壓縮機(jī)、調(diào)溫冷卻器(trim cooler)、泵和溶劑激冷器的液化系統(tǒng)的實(shí)施例的方框圖；以及圖9描繪了具有液化系統(tǒng)的實(shí)施例的整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動力設(shè)備的實(shí)施例的方框圖。零件清單8交互操作系統(tǒng)10液化系統(tǒng)12CO2泵送系統(tǒng)14碳捕集系統(tǒng)16動力設(shè)備18化工生產(chǎn)設(shè)備(chemical production plant)20化工精煉設(shè)備22管道系統(tǒng)24碳封存設(shè)備26EOR 活動(activity)28第一 CO2液化系統(tǒng)30液態(tài) CO232殘余CO2氣體34CO2壓縮系統(tǒng)36第二 CO2液化系統(tǒng)38殘余液態(tài)CO240第一泵42第二泵74CO2 氣體76箭頭78第一再生系統(tǒng)80箭頭82箭頭84箭頭86箭頭88箭頭90第二制冷系統(tǒng)92箭頭94箭頭96箭頭
126第一低溫冷卻
128第二低溫冷卻
160低溫冷卻系統(tǒng)
162液態(tài)CO2泵
164箭頭
166箭頭
168箭頭
180空氣分離單元
182箭頭
184箭頭
186箭頭
200CO2壓縮機(jī)
202箭頭
204箭頭
230分離單元
232壓縮機(jī)
234冷卻器
236壓縮機(jī)
238冷卻器
240分離單元
242箭頭
244蒸發(fā)器
246通路
248壓縮機(jī)
250通路
252冷凝器
254通路
256膨脹閥
258通路
260箭頭
262箭頭
264箭頭
266箭頭
268箭頭
270箭頭
272箭頭
274箭頭
276蒸發(fā)器
278通路
280壓縮機(jī)
282通路
284冷凝器
286通路
288膨脹閥
290通路
292箭頭
294箭頭
296箭頭
298殘余氣體
330再生熱交換器
332制冷熱交換器
334閃蒸罐
336溶劑激冷器
338溶劑激冷器
340調(diào)溫冷卻器
342調(diào)溫冷卻器
344再生熱交換器
346制冷熱交換器
348閃蒸罐
350箭頭
352箭頭
354冷制冷劑
356箭頭
358箭頭
360溫?zé)嶂评鋭?br> 362箭頭
364箭頭
366箭頭
368箭頭
370箭頭
372箭頭
374溫?zé)崛軇?br> 376箭頭
378箭頭
380冷溶劑
382箭頭
384箭頭
386溫?zé)崛軇?br> 388箭頭
390箭頭
392冷溶劑
394箭頭
396箭頭
398箭頭
400箭頭
402箭頭
404箭頭
406冷制冷劑
408箭頭
410箭頭
412溫?zé)嶂评鋭?br> 414箭頭
416箭頭
418箭頭
420箭頭
422箭頭
424箭頭
426泵
500IGCC動力設(shè)備
502燃料源
504給料制備單兀I
506氣化器
508渣料
510氣體處理單元
512硫
514硫處理裝置
516鹽
518水處理單元
520氣體處理裝置
522殘余氣體成分
524冷卻塔
526燃燒器
528燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)
530空氣分離單元
532補(bǔ)充空氣壓縮機(jī)
534DGAN壓縮機(jī)
536渦輪
538驅(qū)動軸
540壓縮機(jī)
542負(fù)載
544蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)
546熱回收蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)
548第二負(fù)載
550冷凝器具體實(shí)施方式
在下文將描述本發(fā)明的一個或多個特定實(shí)施例。為了盡量提供對這些實(shí)施例的簡
明描述，說明書中可能未描述實(shí)際實(shí)施方案的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解的是，在任何這種實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)過程中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須作出許多特定實(shí)施方案的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如服從與系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，這可能在一種實(shí)施方案與另一實(shí)施方案而有所不同。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，這種開發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時的，但對于受益于本公開內(nèi)容的普通技術(shù)人員來說不過是一項(xiàng)常規(guī)的設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)事項(xiàng)。當(dāng)介紹本發(fā)明各種實(shí)施例的元件時，用詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在一個或多個這樣的元件。用語“包含”、“包括”和“具有”旨在成為包含性的且意味著可能存在所列元件以外的附加元件。所公開的實(shí)施例包括用于在后續(xù)的壓縮系統(tǒng)之前或在無后續(xù)壓縮系統(tǒng)的情況下使用冷卻系統(tǒng)來使諸如含碳?xì)怏w之類的氣體液化的系統(tǒng)。例如，所公開的實(shí)施例可包括采用制冷系統(tǒng)或低溫冷卻系統(tǒng)作為用以使氣體液化的主要機(jī)構(gòu)的一個或多個液化系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，液化系統(tǒng)可采用設(shè)備中的另一構(gòu)件的制冷系統(tǒng)或低溫冷卻系統(tǒng)。例如，液化系統(tǒng)可采用包括低溫冷卻系統(tǒng)的空氣分離單元(ASU)來使含碳?xì)怏w例如二氧化碳(CO2)液化。在使用ASU的實(shí)施例中，液化系統(tǒng)可完全依賴于ASU的低溫冷卻系統(tǒng)來使含碳?xì)怏w液化，或者液化系統(tǒng)可包括上游或下游冷卻系統(tǒng)或壓縮系統(tǒng)以對ASU進(jìn)行補(bǔ)充。鑒于前述，在論述液化系統(tǒng)的細(xì)節(jié)之前論述可并入如文中所述技術(shù)的系統(tǒng)的實(shí)施例可能是有益的。圖I描繪了交互操作系統(tǒng)8的實(shí)施例的方框圖。更具體而言，該圖描繪了尤其與碳捕集系統(tǒng)14、動力設(shè)備16、化工生產(chǎn)設(shè)備18和化工精煉設(shè)備20的實(shí)施例交互操作的液化系統(tǒng)10。在所描繪的實(shí)施例中，動力設(shè)備16、化工生產(chǎn)設(shè)備18和化工精煉設(shè)備20 中的每一者都能夠產(chǎn)生具有含碳物質(zhì)(例如CO2)的產(chǎn)品。碳捕集系統(tǒng)14可用于從各類工業(yè)設(shè)備如設(shè)備16、18和20提取C02。這種碳捕集系統(tǒng)14的一個實(shí)例由通用電氣公司(General Electric Company, Schenectady, New York)制造，其名稱作 GE Carbon IslandTM。實(shí)際上，可采用碳捕集系統(tǒng)14的多個實(shí)施例，以便最佳地與各設(shè)備16、18和20相結(jié)合地操作。 亦即，各設(shè)備16、18和20均可與可能已進(jìn)行匹配以最佳地結(jié)合該特定的設(shè)備實(shí)施例工作的單獨(dú)的碳捕集系統(tǒng)14 一起操作。CO2的液化可例如有益于減少形成高度加壓的CO2所需的能量。因此，液化系統(tǒng)10 可用于使采用碳捕集系統(tǒng)14捕集的CO2液化。液化系統(tǒng)10使用第一 CO2液化系統(tǒng)28來從所提取的CO2中產(chǎn)生液態(tài)C0230和殘余CO2氣體32。在圖示的實(shí)施例中，第一 CO2液化系統(tǒng)28不包括壓縮機(jī)，且依賴于諸如冷卻之類的液化技術(shù)。液態(tài)CO2 30可呈相對較純的形式， 例如，液態(tài)CO2 30可為大于90%、95%或98%的純0)2。相反，殘余CO2氣體32可為其中包含CO2、一氧化碳、氫氣和氮?dú)獾木哂胁煌壤臍怏w的混合物。使用CO2壓縮系統(tǒng)34對殘余CO2氣體32作進(jìn)一步處理，以在通過產(chǎn)生殘余液態(tài)C0238的第二 CO2液化系統(tǒng)36液化之前壓縮該氣體。CO2壓縮系統(tǒng)34可提供足夠的壓縮以使殘余CO2氣體32由第二液化系統(tǒng)36液化，但仍保持由CO2泵送系統(tǒng)12執(zhí)行的一定加壓，以便減少系統(tǒng)8中的能量消耗。 與第一 CO2液化系統(tǒng)28相似，第二 CO2液化系統(tǒng)36不包括壓縮機(jī)，且依賴于諸如冷卻之類的液化技術(shù)。在某些實(shí)施例中，液化系統(tǒng)10可不包括壓縮殘余CO2氣體32且使其液化，而是相反，系統(tǒng)10可主要包括第一 CO2液化系統(tǒng)28而不進(jìn)行任何壓縮。在任一情況下，系統(tǒng) 10都可充分降低溫度，以使CO2在一定壓力下液化。例如，系統(tǒng)10可在低于2050、2750或 3450kPa(或低于300、400或500psia)的壓力下從碳捕集系統(tǒng)14接收CO2氣體。然后，第一 CO2液化系統(tǒng)28使CO2氣體液化而不進(jìn)行壓縮。液化系統(tǒng)10還能夠與CO2泵送系統(tǒng)12交互操作，以便將液態(tài)C0230和殘余液態(tài)C0238加壓到高壓力。例如，0)2泵送系統(tǒng)12可將液態(tài)C0230和殘余液態(tài)C0238泵送到介于大約10，500與21，OOOkPa(或1500與3000psia)之間的壓力，例如，大約 15，OOOkPa (2200psia)。在CO2泵送系統(tǒng)12內(nèi)，第一泵40用于泵送液態(tài)C0230,而第二泵42 用于泵送殘余液態(tài)C0238。在一些實(shí)施例中，CO2泵送系統(tǒng)12可僅包括用于液態(tài)C0230和殘余C0238兩者的一個泵，而在其它實(shí)施例中，多個泵可串聯(lián)地用來對液態(tài)C0230加壓。此外，液化系統(tǒng)10能夠與管道系統(tǒng)22交互操作以便從CO2泵送系統(tǒng)12輸送高壓液態(tài)CO2,以例如由碳封存設(shè)備24和/或EOR活動26在下游使用。在某些實(shí)施例中，碳封存設(shè)備24可包括諸如咸水層之類的地質(zhì)層組。在其它實(shí)施例中，其它類型的地質(zhì)層組可使用C02。EOR活動26可包括諸如氣體噴射之類的油井采收活動。氣體噴射活動能在高壓力下噴射所提取的CO2,以便使地下油移位。實(shí)際上，通過二氧化碳液化系統(tǒng)10液化的CO2可具有許多有益用途且可售賣。圖2描繪了使用制冷系統(tǒng)78和90的液化系統(tǒng)10的實(shí)施例的方框圖。液化系統(tǒng) 10包括第一 CO2液化系統(tǒng)28、CO2壓縮系統(tǒng)34和第二 CO2液化系統(tǒng)36。CO2氣體74如借助于箭頭76所示那樣流到第一 CO2液化系統(tǒng)28。在一些實(shí)施例中，CO2氣體74可來自碳捕集系統(tǒng)。另外,CO2氣體74可為包含其它物質(zhì)尤其是諸如一氧化碳、氫氣和氮?dú)獾暮細(xì)怏w的一部分。在某些實(shí)施例中，CO2氣體74可在小于大約700、1400、2050、2750、3450、4150或 4850kPa(或 100、200、300、400、500、600 或 700psia)的壓力下進(jìn)入液化系統(tǒng) 10。例如，CO2 氣體74的壓力可為大約700至3450、1400至2750，或1700至2400kPa (或者100至500、 200 至 400，或 250 至 350psia)。第一 CO2液化系統(tǒng)28包括第一制冷系統(tǒng)78。第一制冷系統(tǒng)78可利用諸如蒸氣壓縮循環(huán)或蒸氣吸收循環(huán)之類的制冷循環(huán)。例如，第一制冷系統(tǒng)78可包括具有蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥的蒸氣壓縮循環(huán)。當(dāng)CO2氣體74經(jīng)過第一制冷系統(tǒng)78時，CO2氣體 74冷卻成液態(tài)C0230。通過此種液化系統(tǒng)10，CO2氣體74可冷卻到大約-40至-29攝氏度 (或-40至-20華氏度)。雖然保留了一些殘余CO2氣體32，但大部分CO2氣體74液化，例如，大于大約 50%、60%、70%、80%或 90%。例如，可使 50%至 100%、75%至 100%、85% 至100%或95%至100%的CO2氣體74液化。液態(tài)C0230在箭頭80處離開第一 CO2液化系統(tǒng)28，然后如借助于箭頭82所示那樣流到CO2泵送系統(tǒng)12。CO2泵送系統(tǒng)12將液態(tài)C0230 泵送至高壓力，例如大約10，500至17，250、13，800至16，550，或15，000至22，050kPa (或者 1500 至 2500,2000 至 2400，或 2200 至 3200psia)，例如 15，OOOkPa(2200psia)。使 CO2 液化然后泵送CO2的過程可使用比用于對CO2進(jìn)行加壓的基于壓縮的方法更少的能量。 殘余CO2氣體32如通過箭頭84所示那樣離開第一 CO2液化系統(tǒng)28，然后如借助于箭頭86所示那樣流到CO2壓縮系統(tǒng)34。于是，CO2壓縮系統(tǒng)34使用一個或多個壓縮機(jī)來升高殘余CO2氣體32的壓力。例如，殘余CO2氣體32的壓力可從大約700至3450、1400至2750， 或 1700 至 2400kPa (或者 100 至 500,200 至 400，或 250 至 350psia)例如 2100kPa (300psia) 的壓縮前壓力上升到大約6900至10，500、7600至9650，或8600至10，OOOkPa(或者1000 至 1500、1100 至 1400，或 1250 至 1450psia)例如 8300kPa (1200psia)的壓縮后壓力。CO2 壓縮系統(tǒng)34可使用任何類型的壓縮機(jī)，例如離心壓縮機(jī)、混流式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)螺桿式壓縮機(jī)。經(jīng)壓縮的殘余CO2氣體32如借助于箭頭88所示那樣從CO2壓縮系統(tǒng)34流到第二 CO2液化系統(tǒng)36。在系統(tǒng)36內(nèi)，第二制冷系統(tǒng)90將一部分殘余CO2氣體32冷卻成殘余液態(tài)C0238。通過此種制冷系統(tǒng)90，可將殘余CO2氣體32冷卻到大約-51至_18、_40至-29， 或-34至-23攝氏度(或者-60至O、-40至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40攝氏度 (-40華氏度)。第二液化系統(tǒng)90可使全部或基本上全部殘余CO2氣體32液化。例如，系統(tǒng)90可使大于大約60%、70%、80%或90%的殘余CO2氣體32液化。第二制冷系統(tǒng)90可使用由第一制冷系統(tǒng)78利用的一些或全部構(gòu)件，或者它可以使用其自身的與第一制冷系統(tǒng)78相同或不同的構(gòu)造中的構(gòu)件。同樣,液化系統(tǒng)10可僅包含一個CO2液化系統(tǒng),該CO2 液化系統(tǒng)對第一液化系統(tǒng)28和第二液化系統(tǒng)36執(zhí)行文中所述的功能。殘余液態(tài)C0238如通過箭頭92所示那樣離開第二 CO2液化系統(tǒng)36，然后如通過箭頭94所描繪那樣流到CO2泵送系統(tǒng)12。同樣，CO2泵送系統(tǒng)12將殘余液態(tài)C0238泵送到高壓力，例如大約 10，500 至 17，250、13，800 至 16，550，或 15，000 至 22，050kPa (或者 1500 至 2500,2000 至 2400，或 2200 至 3200psia)，例如 15，OOOkPa (2200psia)。經(jīng)加壓的液態(tài) CO2 現(xiàn)在包括液態(tài)C0230和殘余液態(tài)C0238。經(jīng)加壓的液態(tài)CO2如通過箭頭96所示那樣離開CO2 泵送系統(tǒng)12并用于各種下游應(yīng)用，例如用在碳封存設(shè)備中。圖3描繪了使用多個低溫冷卻系統(tǒng)126和128的液化系統(tǒng)10的實(shí)施例的方框圖。 使CO2氣體74液化以產(chǎn)生液態(tài)C0230和殘余液態(tài)C0238接著使用CO2泵送系統(tǒng)12進(jìn)行加壓的過程類似于圖2的實(shí)施例。然而，第一 CO2液化系統(tǒng)28使用第一低溫冷卻系統(tǒng)126來將 CO2氣體74冷卻成液態(tài)C0230。此外，第二 CO2液化系統(tǒng)36使用第二低溫冷卻系統(tǒng)128來將殘余CO2氣體32冷卻成殘余液態(tài)C0238。第一低溫冷卻系統(tǒng)126利用第一低溫冷卻系統(tǒng)126內(nèi)存在的極冷溫度來將CO2氣體74冷卻成液態(tài)C0230。例如，第一低溫冷卻系統(tǒng)126可使用諸如大約-196至_150、_185 至-170，或-190至-157攝氏度(或者-320至-240、-300至-275，或-310至-250華氏度)例如-185攝氏度(-300華氏度)的溫度。盡管可單獨(dú)建立低溫冷卻系統(tǒng)126以便在第一 CO2液化系統(tǒng)28內(nèi)使用，但低溫冷卻系統(tǒng)126的某些實(shí)施例可具有與第一 CO2液化系統(tǒng)28不相關(guān)的其它一般用途，同時允許在第一 CO2液化系統(tǒng)28中利用其未使用的冷卻能力。由此，第一低溫冷卻系統(tǒng)126在不利用任何附加能量的情況下將CO2氣體74冷卻成液態(tài)C0230。例如,第一低溫冷卻系統(tǒng)126可為空氣分離單兀(ASU)的一部分。通過此種液化系統(tǒng)10，可將CO2氣體74冷卻到大約-51至-18、-40至-29，或-34至_23攝氏度(或者-60至0、-40至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40攝氏度(_40華氏度)。第二低溫冷卻系統(tǒng)128以與第一低溫冷卻系統(tǒng)126大致相同的方式工作，并且在一些實(shí)施例中可為同一總體系統(tǒng)的一部分。如能理解的那樣，能量可由此種系統(tǒng)保存，該系統(tǒng)使用低溫冷卻系統(tǒng)來使CO2氣體液化，接著將液態(tài)CO2泵送到所需壓力。同樣，第二低溫冷卻系統(tǒng)128可專用于第二 CO2液化系統(tǒng)36，或者系統(tǒng)128可用于冷卻多種類型的設(shè)備。例如，第二低溫冷卻系統(tǒng)128可為ASU的一部分。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)126和128可為單個的低溫冷卻系統(tǒng)或獨(dú)立的低溫冷卻系統(tǒng)。圖4描繪了使用低溫冷卻系統(tǒng)160的液化系統(tǒng)10的實(shí)施例的方框圖。CO2氣體74 如通過箭頭164所描繪那樣流到低溫冷卻系統(tǒng)160。例如，CO2氣體74可處在小于大約700、 1400、2050、2750、3450、4150 或 4850kPa (或者 100、200、300、400、500、600 或 700psia)的壓力。然后，低溫冷卻系統(tǒng)160如通過箭頭166所示那樣冷卻CO2氣體74以產(chǎn)生液態(tài)C0230。 例如，低溫冷卻系統(tǒng)160可使用極冷溫度，例如大約-196至-150、-185至-170，或-190 至-157攝氏度(或者-320至-240、-300至-275，或-310至-250華氏度)，例如-185攝氏度(-300華氏度)。通過此種液化系統(tǒng)10，可將CO2氣體74冷卻到大約-51至-18、-40 至-29，或-34至-23攝氏度(或者-60至O、-40至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40 攝氏度(-40華氏度)。然后，液態(tài)C0230如通過箭頭168所示那樣流到CO2泵送系統(tǒng)12的液態(tài)CO2泵162。液態(tài)CO2泵162將液態(tài)C0230加壓到所需壓力，例如大約13，800至21，000、 15，000 至 17，250，或 16，550 至 22，050kPa(或者 2000 至 3000、2200 至 2500，或 2400 至 3200psia)，例如17，250kPa (2500psia)。如前文所述，可通過此種系統(tǒng)保存能量，該系統(tǒng)使用低溫冷卻系統(tǒng)來使CO2氣體液化，然后將液態(tài)CO2泵送到所需壓力。在圖示的實(shí)施例中，系統(tǒng)10不包括壓縮機(jī)。因此，系統(tǒng)10可描述為主要包括(或僅包括)低溫冷卻系統(tǒng)160 (或者系統(tǒng)160和泵162)，例如作為單個的套件(package)或組件。圖5描繪了使用包括低溫冷卻系統(tǒng)160的空氣分離單元(ASU) 180的液化系統(tǒng)10 的實(shí)施例的方框圖。ASU 180使用低溫冷卻系統(tǒng)160來將大氣空氣分離成其成分，例如氮?dú)夂脱鯕?。在圖示的實(shí)施例中，ASU 180構(gòu)造成用以允許運(yùn)送CO2的路徑經(jīng)過其低溫冷卻系統(tǒng) 160。在一些實(shí)施例中，ASU 180可向液化系統(tǒng)10的單獨(dú)的熱交換器輸出冷卻劑流，由此允許離開ASU 180的CO2氣體74的冷卻和液化。在任一實(shí)施例中，低溫冷卻系統(tǒng)160從CO2 傳遞充分的熱量以使CO2氣體74液化。ASU 180的其它未使用的冷卻能力由液化系統(tǒng)10 捕集，從而消除對于單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)(例如單獨(dú)的制冷系統(tǒng)、低溫冷卻系統(tǒng)等)的需要。具體而言，CO2氣體74如箭頭182所描繪那樣流到ASU 180內(nèi)的低溫冷卻系統(tǒng) 160。例如，CO2 氣體 74 可處在小于大約 700、1400、2050、2750、3450、4150 或 4850kPa(或者 100、200、300、400、500、600或700psia)的壓力。然后，低溫冷卻系統(tǒng)160如通過箭頭184所示那樣冷卻CO2氣體74以產(chǎn)生液態(tài)C0230。例如，低溫冷卻系統(tǒng)160可使用極冷溫度，例如大約-196 至-150、-185 至-170，或-190 至-157 攝氏度(或者-320 至 _240、-300 至-275， 或-310至-250華氏度)，例如-185攝氏度(-300華氏度)。通過此種液化系統(tǒng)10，可將 CO2氣體74冷卻到大約-51至-18、-40至-29，或-34至-23攝氏度(或者-60至O、-40 至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40攝氏度(-40華氏度)。然后，液態(tài)C0230如通過箭頭186所示那樣流到CO2泵送系統(tǒng)12的液態(tài)CO2泵162。液態(tài)CO2泵162將液態(tài)C0230泵送到所需壓力，例如大約13，800至21，000、15，000至17，250，或16，550至22，050kPa (或者 2000 至 3000,2200 至 2500，或 2400 至 3200psia)，例如 17，250kPa (2500psia)。通過此種系統(tǒng)，可通過使用低溫冷卻系統(tǒng)使CO2氣體液化接著將液態(tài)CO2泵送到所需壓力來保存能量。在圖示的實(shí)施例中，液化系統(tǒng)10可描述為主要包括(或僅包括)針對CO2氣體74流進(jìn)行修改的ASU 180 (或者ASU 180和外部熱交換器)，例如作為單個套件或組件。圖6描繪了使用CO2壓縮機(jī)200和包括低溫冷卻系統(tǒng)160的ASU180的液化系統(tǒng) 10的實(shí)施例的方框圖。類似于圖5的實(shí)施例，ASU 180包括低溫冷卻系統(tǒng)160并且可主要用于將空氣分離成其諸如氮?dú)夂涂諝庵惖某煞帧Ｈ欢?，ASU 180還進(jìn)行了修改以使CO2氣體74冷卻并液化成液態(tài)C0230，如由箭頭184所示。此外，液態(tài)CO2泵162將液態(tài)C0230泵送到所需壓力，如通過箭頭186所示。相比于圖I至圖5的實(shí)施例，液化系統(tǒng)10包括CO2壓縮機(jī)200，而非不包括CO2壓縮機(jī)。CO2氣體74如通過箭頭202和204所示那樣在它流到ASU 180之前流到CO2壓縮機(jī)200。由此，CO2壓縮機(jī)200在液化之前壓縮CO2氣體74，以便減小隨后冷卻和加壓以使 CO2氣體74液化的量。例如，在一個實(shí)施例中，CO2壓縮機(jī)200可將CO2氣體74壓縮到大約 700 至 3450、1400 至 2750，或 1700 至 2400kPa(或者 100 至 500、200 至 400，或 250 至 350psia)，例如2100kPa(300psia)，而在另一實(shí)施例中，將CO2氣體74壓縮到大約6900至 10，500,7600 至 9650，或 8600 至 10，OOOkPa(或者 1000 至 1500,1100 至 1400，或 1250 至 1450psia)，例如8300kPa(1200psia)。然而，液化系統(tǒng)10在CO2壓縮機(jī)200 一定程度上延遲通向液態(tài)CO2泵162的CO2氣體74的加壓的情形中仍可減少所使用的能量。此外，ASU 180的低溫冷卻系統(tǒng)160用于避免采用單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)，由此降低成本并提高設(shè)備的總體效率。圖7描繪了使用制冷系統(tǒng)78、90、分離單元230、240、壓縮機(jī)232、236和冷卻器 234、238的液化系統(tǒng)10的實(shí)施例的方框圖。CO2氣體74首先如通過箭頭242所示那樣進(jìn)入第一制冷系統(tǒng)78。例如，CO2氣體74可處在小于大約700、1400、2050、2750、3450、4150或 4850kPa (或者 100、200、300、400、500、600 或 700psia)的壓力。在第一制冷系統(tǒng) 78 內(nèi)，制冷循環(huán)冷卻CO2氣體74以使CO2氣體74的至少一部分液化。如能理解的那樣，系統(tǒng)78的制冷循環(huán)可包括冷卻劑(例如制冷劑或溶劑)，該冷卻劑流經(jīng)蒸發(fā)器244、通向壓縮機(jī)248的通路246、通向冷凝器252的通路250、通向膨脹閥256的通路254和回到蒸發(fā)器244的通路258。在蒸發(fā)器244處，冷卻劑從CO2氣體74吸熱，這使得CO2氣體74冷卻成液態(tài)C0230， 同時保留殘余CO2氣體32。CO2氣體74可冷卻到大約-51至_18、_40至-29，或-34至-23 攝氏度(或者-60至0、-40至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40攝氏度(_40華氏度)， 以產(chǎn)生液態(tài)C0230。然后，液態(tài)C0230和殘余CO2氣體32如通過箭頭260所示那樣流到分離單元230。 分離單元230使液態(tài)C0230與殘余CO2氣體32分離，其中液態(tài)C0230如通過箭頭262所示那樣在一個位置離開，而殘余CO2氣體32如通過箭頭264所示那樣在另一個位置離開。分離單元230可為閃蒸罐，或用于使液體與氣體分離的其它類型的裝置。在某些實(shí)施例中，可使用CO2泵送系統(tǒng)來將液態(tài)C0230泵送到高壓力。例如，可將液態(tài)C0230泵送到管道和/或下游應(yīng)用，例如碳封存。在某些條件下，大部分離開第一制冷系統(tǒng)78的流體可為液態(tài)C0230。例如，至少90%或95%的離開第一制冷系統(tǒng)78的流體可為液態(tài)C0230，而5%或10%的流體可為殘余CO2氣體32。其它實(shí)施例可具有大于大約50 %、60 %、70 %、80 %、90 %、92. 5 %、 95%,97. 5%或99%的離開流體為液態(tài)C0230。然后，殘余CO2氣體32經(jīng)歷通過第一級壓縮機(jī)232和第二級壓縮機(jī)236以及冷卻器234和238進(jìn)行壓縮、冷卻、壓縮和冷卻的步驟，以逐漸地冷卻殘余CO2氣體32并對其進(jìn)行加壓。例如，殘余CO2氣體32如通過箭頭266所示那樣流到第一級壓縮機(jī)232。第一級壓縮機(jī)232提供對殘余CO2氣體32的第一壓縮量，從而使壓力和溫度上升。然后，冷卻器 234如通過箭頭268、270所示那樣在第二級壓縮機(jī)236之前冷卻CO2氣體32，由此減少壓縮機(jī)236所需的功。同樣，第二級壓縮機(jī)236使CO2氣體32的壓力和溫度上升。因此，冷卻器238在隨后通過第二制冷系統(tǒng)90液化之前冷卻CO2氣體32。盡管圖示的實(shí)施例包括在第二級制冷系統(tǒng)90之前的壓縮和冷卻兩級，但任何合適數(shù)量的壓縮機(jī)和冷卻器都可用于系統(tǒng)10中(例如I至5個)。第一級壓縮機(jī)232使殘余CO2氣體32的溫度和壓力兩者都上升。例如，該壓力可以大約O. I至5或I. 5至2. 5的倍數(shù)上升，且該溫度可以10至200或50至150攝氏度的量上升。當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第一級壓縮機(jī)232時，該壓力可為大約700至3450、 1400 至 2750，或 1700 至 2400kPa(或者 100 至 500,200 至 400，或 250 至 350psia)，例如 2100kPa(300psia)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第一級壓縮機(jī)232時，該壓力可為大約2750至 4850,3450 至 4150，或 4150 至 4850kPa (或者 400 至 700,500 至 600，或 600 至 700psia)， 例如4200kPa(600psia)。此外，當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第一級壓縮機(jī)232時，該溫度可為大約-40至-7、-34至-12，或-29至O攝氏度(或者-40至20、-30至10，或-20至32華氏度)，例如-20攝氏度(O華氏度)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第一級壓縮機(jī)232時，該溫度可為大約O至66、27至50，或32至93攝氏度(或者32至150、80至120，或90至200華氏度)，例如50攝氏度(120華氏度)。然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭268所描繪那樣從第一級壓縮機(jī)232流到冷卻器234。在冷卻器234處，可將殘余CO2氣體32冷卻到大約環(huán)境溫度，例如大約10至32、18 至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度 (85華氏度)。冷卻器234使用冷卻劑(例如水或空氣)來降低殘余CO2氣體32的溫度。 然后，殘余CO2氣體32如箭頭270所示那樣流到第二級壓縮機(jī)236。第二級壓縮機(jī)236使殘余CO2氣體32的溫度和壓力兩者都上升。例如，該壓力可以大約O. I至5或I. 5至2. 5的倍數(shù)上升，且該溫度可以10至200或50至150攝氏度的量上升。當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第二級壓縮機(jī)236時，該壓力可為大約2750至4850、 3450 至 4150，或 4150 至 4850kPa(或者 400 至 700、500 至 600，或 600 至 700psia)，例如 4200kPa(600psia)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第二級壓縮機(jī)236時，該壓力可為大約6900 至 10，500,7600 至 9650，或 8600 至 10，OOOkPa(或者 1000 至 1500,1100 至 1400，或 1250 至1450psia)，例如8300kPa(1200psia)。此外，當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第二級壓縮機(jī)236 時，該溫度可為大約10至32、18至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80 至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第二級壓縮機(jī)236 時，該溫度可為大約38至93、66至82，或70至93攝氏度(或者100至200、150至180，或 160至200華氏度)，例如70攝氏度(160華氏度)。
然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭272所描繪那樣流到冷卻器238。在冷卻器238 處，可將殘余CO2氣體32冷卻到大約環(huán)境溫度，例如大約10至32、18至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)。冷卻器 238使用冷卻劑(例如空氣或水)來降低殘余CO2氣體32的溫度。然后，殘余CO2氣體32 如通過箭頭274所示那樣流到第二制冷系統(tǒng)90。在某些實(shí)施例中，冷卻器234、238可使用同一冷卻器系統(tǒng),例如使用具有多個冷卻通道的同一熱交換器。此外,冷卻器234、238可為第一制冷系統(tǒng)78和/或第二制冷系統(tǒng)90的一部分。第二制冷系統(tǒng)90類似于第一制冷系統(tǒng)78。如前文所述，系統(tǒng)90的制冷循環(huán)可包括冷卻劑(例如制冷劑或溶劑)，該冷卻劑流經(jīng)蒸發(fā)器276、通向壓縮機(jī)280的通路278、通向冷凝器284的通路282、通向膨脹閥288的通路286和回到蒸發(fā)器276的通路290。在蒸發(fā)器276處，冷卻劑從CO2氣體74吸熱，這使得殘余CO2氣體32冷卻成液態(tài)C0238，同時保留殘余氣體298。殘余CO2氣體32可冷卻到大約-51至-18、-40至-29，或-34至-23攝氏度(或者-60至O、-40至-20，或-30至-10華氏度)，例如-40攝氏度(_40華氏度)， 以產(chǎn)生液態(tài)C0238。然后，液態(tài)C0238和殘余氣體298如通過箭頭292所示那樣流到分離單元240。分離單元240使液態(tài)C0238與殘余氣體298分離，其中液態(tài)C0238如通過箭頭294所示那樣在一個位置離開，而殘余氣體298如通過箭頭296所示那樣在另一個位置離開。在某些實(shí)施例中，可使用CO2泵送系統(tǒng)來將液態(tài)C0238泵送到高壓力。例如，可將液態(tài)C0238泵送到管道和/或下游應(yīng)用，例如碳封存。在某些條件下，大部分離開第二制冷系統(tǒng)90的流體可為液態(tài)C0238。例如，大約60%、65%或70%的離開第二制冷系統(tǒng)90的流體可為液態(tài)C0230，而 30 %、35 %或40 %的流體可為殘余氣體298。其它實(shí)施例可具有大于大約50 %、60 %、70 %、 80%,90%,92. 5%,95%,97. 5%或99%的離開流體為液態(tài)C0230。如能理解的那樣，使用液化系統(tǒng)10來產(chǎn)生加壓液態(tài)CO2可減少加壓所需的能耗。圖8描繪了使用熱交換器330、332、344、346、閃蒸罐334、348、壓縮機(jī)232、236、調(diào)溫冷卻器340、342、泵162、426和溶劑激冷器336、338的液化系統(tǒng)10的實(shí)施例的方框圖。 CO2氣體74首先如通過箭頭350所示那樣通過再生熱交換器330。CO2氣體74可在諸如大約 700 至 3450、1400 至 2750，或 1700 至 2400kPa(或者 100 至 500、200 至 400，或 250 至 350psia)例如2100kPa(300psia)的壓力進(jìn)入液化系統(tǒng)10。在再生熱交換器330內(nèi)，已冷卻的液態(tài)C0230從CO2氣體74吸熱，這可使CO2氣體74的溫度降低。經(jīng)冷卻的液態(tài)C0230 可具有大約-51至-18、-34至-12，或-40至-23攝氏度(或者-60至0、_30至10，或-40 至-10華氏度)例如-32攝氏度(-26華氏度)的溫度。CO2氣體74的溫度開始可為大約-18至18、-7至7，或O至27攝氏度(或者O至65、20至45，或32至80華氏度)，例如 O攝氏度(32華氏度)，然后降低到大約-29至-12、-23至-18，或-18至-12攝氏度(或者-20至10、-10至10，或O至10華氏度)，例如-22攝氏度(_7華氏度)。然后，CO2氣體74如通過箭頭352所示那樣流到制冷熱交換器332。制冷熱交換器332使用在箭頭356處進(jìn)入的冷制冷劑354以將熱量從CO2氣體74傳遞到制冷劑354。 這種熱交換使得冷制冷劑354作為溫?zé)嶂评鋭?60離開制冷熱交換器332，如通過箭頭358 所示。制冷劑354、360可為溶劑或其它用于傳熱的溶液。此外，制冷熱交換器332和再生熱交換器330可為單個制冷系統(tǒng)的一部分，該單個制冷系統(tǒng)還可包括其它熱交換器、激冷器和冷卻器。在熱量從CO2氣體74傳遞到制冷劑354之后，至少一部分CO2氣體74液化為液態(tài)C0230，而另一部分CO2氣體74作為殘余CO2氣體32保留。液態(tài)C0230可具有大約-51 至-18、-40至-29，或-34至-23攝氏度(或者-60至0、_40至-20，或-30至-10華氏度) 的溫度，例如-40攝氏度(-40華氏度)。然后，液態(tài)C0230和殘余CO2氣體32如通過箭頭362所示那樣流到閃蒸罐334。閃蒸罐334使液態(tài)C0230與殘余CO2氣體32分離，其中液態(tài)C0230如通過箭頭364所示那樣在一個位置離開，而殘余CO2氣體32如通過箭頭382所示那樣在另一個位置離開。在其它實(shí)施例中，閃蒸罐334可由用于從氣體分離液體的任何類型的分離單元替代。在特定條件下，大部分離開閃蒸罐334的流體可為液態(tài)C0230。例如，大約90%至95%的離開閃蒸罐 334的流體可為液態(tài)C0230，而5%至10%的流體可為殘余CO2氣體32。其它實(shí)施例可具有大于大約 50%、60%、70%、75%、80%、90%、92· 5%,95%,97. 5%或 99% 的離開流體為液態(tài) C0230。然后，液態(tài)C0230如通過箭頭366所示那樣流到泵162，該泵構(gòu)造成用以將液態(tài)C0230泵送到高壓力，諸如大約10，500至17，250、13，800至16，550，或
15,000至 22, 050kPa(或者 1500 至 2500,2000 至 2400，或 2200 至 3200psia)，例如 15，000迚&(2200 8丨&)。液態(tài)0)230的溫度可在通過閃蒸罐334和泵162之后上升到大約-51 至-18、-34至-12，或-40至-23攝氏度(或者-60至0、_30至10，或-40至-10華氏度)， 例如-32攝氏度(-26華氏度)。此時，液態(tài)C0230如通過箭頭368所示那樣流到再生熱交換器330。激冷的液態(tài)C0230具有顯著的冷卻能力，而液態(tài)C0230的下游應(yīng)用可能不需要液態(tài)C0230的低溫。例如，下游應(yīng)用可能需要液態(tài)C0230的環(huán)境溫度和高壓力。因此，再生熱交換器330利用液態(tài)CO2的冷卻能力來預(yù)冷卻制冷熱交換器332上游的CO2氣體74，由此在對液態(tài)C0230加溫時減少熱交換器332的冷卻需求。在熱交換期間，液態(tài)C0230溫度可上升到大約-18至7、-7至0，或-23至-12攝氏度(或者O至45、20至32，或-10至10華氏度)，例如-14攝氏度(7華氏度)。在液態(tài)C0230離開再生熱交換器330之后，如通過箭頭370所示，液態(tài)C0230進(jìn)入溶劑激冷器336。液態(tài)C0230起到冷卻劑的作用，以從如通過箭頭376所示那樣進(jìn)入溶劑激冷器336的溫?zé)崛軇?74傳熱。液態(tài)C0230使溫?zé)崛軇?74激冷而導(dǎo)致產(chǎn)生冷溶劑380，冷溶劑380在箭頭378處離開溶劑激冷器336。溫?zé)崛軇?74可在大約O至32、10至27，或18 至38攝氏度(或者32至90、50至80，或65至100華氏度)例如10攝氏度(50華氏度) 的溫度下進(jìn)入溶劑激冷器336，并且在大約-18至7、-7至0，或-23至-12攝氏度(或者O 至45、20至32，或-10至10華氏度)例如-12攝氏度(10華氏度)的溫度下作為冷溶劑 380離開。溶劑374、384可為任何溶劑，例如甲醇、SelexolTM、Purisol 或Rectisol 。例如，溶劑374、384可如下文所述那樣用于氣體處理單元中。其它實(shí)施例可以不使用溶劑激冷器，或者可使用由制冷劑或其它冷卻劑替代溶劑的激冷器。液態(tài)C0230在溫度可為環(huán)境溫度，例如大約10至32、18至30，或27至37攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100 華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)，如通過箭頭372所示那樣離開溶劑激冷器336。液態(tài)C0230可用于各種各樣的下游應(yīng)用中。例如，液態(tài)C0230可以用于碳封存或提高油采收率 (EOR)。返回至閃蒸罐334，殘余CO2氣體32如通過箭頭382、384所示那樣從閃蒸罐334流到溶劑激冷器338。殘余CO2氣體32用作冷卻劑以從如通過箭頭388所示那樣進(jìn)入溶劑激冷器338的溫?zé)崛軇?86傳熱。殘余CO2氣體32使溫?zé)崛軇?86激冷而導(dǎo)致產(chǎn)生在箭頭 390處離開溶劑激冷器338的冷溶劑392。溫?zé)崛軇?86可在大約O至32、10至27，或18 至38攝氏度(或者32至90、50至80，或65至100華氏度)例如10攝氏度(50華氏度) 的溫度進(jìn)入溶劑激冷器338，并且在大約-51至-18、-34至-12，或-40至_23攝氏度(或者-60至O、-30至10，或-40至-10華氏度)例如-30攝氏度(_20華氏度)的溫度作為冷溶劑392離開。殘余CO2氣體32如通過箭頭394所示那樣離開溶劑激冷器338，并流到第一級壓縮機(jī)232。離開的殘余CO2氣體32可具有大約-40至-7、-34至-12，或-29至O 攝氏度(或者-40至20、-30至10，或-20至32華氏度)的溫度，例如-20攝氏度(O華氏度)。第一級壓縮機(jī)232提供對殘余CO2氣體32的第一壓縮量，導(dǎo)致使壓力和溫度上升。 然后，殘余CO2氣體如通過箭頭396所示那樣流經(jīng)調(diào)溫冷卻器340，如通過箭頭398所示那樣流經(jīng)第二級壓縮機(jī)236，且如通過箭頭400所示那樣流經(jīng)調(diào)溫冷卻器342。調(diào)溫冷卻器340 在第二級壓縮機(jī)236之前冷卻CO2殘余氣體32，由此減少壓縮機(jī)236所需的功。同樣，第二級壓縮機(jī)236使殘余CO2氣體32的溫度和壓力上升。因此，調(diào)溫冷卻器342在隨后的液化之前冷卻CO2氣體32。雖然圖示的實(shí)施例包括壓縮和冷卻兩級，但任何合適數(shù)量的壓縮機(jī)和冷卻器都可用于系統(tǒng)10中(例如I至5個)。第一級壓縮機(jī)232使殘余CO2氣體32的溫度和壓力上升。當(dāng)殘余CO2氣體32 進(jìn)入第一級壓縮機(jī)232時，該壓力例如可為大約700至3450、1400至2750，或1700至 2400kPa (或者 100 至 500,200 至 400，或 250 至 350psia)，例如 2100kPa (300psia)。當(dāng)殘余 CO2氣體32離開第一級壓縮機(jī)232時，該壓力可為大約2750至4850、3450至4150，或4150 至 4850kPa (或者 400 至 700,500 至 600，或 600 至 700psia)，例如 4200kPa (600psia)。此外，當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第一級壓縮機(jī)232時，該溫度可為大約-40至-7、-34至-12， 或-29至O攝氏度(或者-40至20、-30至10，或-20至32華氏度)，例如-20攝氏度(O 華氏度)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第一級壓縮機(jī)232時，該溫度可為大約O至66、27至50， 或32至93攝氏度(或者32至150、80至120，或90至200華氏度)，例如50攝氏度(120 華氏度)。殘余CO2氣體32接下來如通過箭頭396所描繪那樣從第一級壓縮機(jī)232流到調(diào)溫冷卻器340。在調(diào)溫冷卻器340處，可將殘余CO2氣體32冷卻到大約環(huán)境溫度，例如10至 32、18至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)。調(diào)溫冷卻器340使用冷卻劑(例如水或空氣)來降低殘余CO2氣體32 的溫度。然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭398所示那樣流到第二級壓縮機(jī)236。第二級壓縮機(jī)236使殘余CO2氣體32的溫度和壓力上升。當(dāng)殘余CO2氣體 32進(jìn)入第二級壓縮機(jī)236時，該壓力可為大約2750至4850、3450至4150，或4150至 4850kPa(或者 400 至 700,500 至 600，或 600 至 700psia)，例如 4200kPa(600psia)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第二級壓縮機(jī)236時，該壓力可為大約6900至10，500、7600至 9650，或 8600 至 10，OOOkPa(或者 1000 至 1500,1100 M 1400，或 1250 至 1450psia)，例如 8300kPa(1200psia)。此外，當(dāng)殘余CO2氣體32進(jìn)入第二級壓縮機(jī)236時，該溫度可為大約 10至32、18至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)。當(dāng)殘余CO2氣體32離開第二級壓縮機(jī)236時，該溫度可為大約38 至93、66至82，或70至93攝氏度(或者100至200、150至180，或160至200華氏度)，例如70攝氏度(160華氏度)。然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭400所示那樣流到另一調(diào)溫冷卻器342。在調(diào)溫冷卻器342處，可將殘余CO2氣體32冷卻到環(huán)境溫度，諸如大約10至32、18至30，或27 至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)。 調(diào)溫冷卻器342使用冷卻劑(例如水或空氣)來降低殘余CO2氣體32的溫度。在某些實(shí)施例中，調(diào)溫冷卻器340、342可為同一調(diào)溫冷卻器系統(tǒng)例如帶有多個冷卻劑通道的單個熱交換器的一部分。此外，調(diào)溫冷卻器340、342可與其它熱交換器330、332、344、346 —體形成。然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭402所示那樣流到另一再生熱交換器344。在第二再生熱交換器344內(nèi)，已冷卻的液態(tài)C0238從殘余CO2氣體32吸熱，這可使殘余CO2氣體32的溫度降低。經(jīng)冷卻的液態(tài)C0238可具有大約-51至-18、-34至-12，或-40至-23 攝氏度(或者-60至0、-30至10，或-40至-10華氏度)例如_36攝氏度(_32華氏度)的溫度。殘余CO2氣體32的溫度開始可處在大約10至32、18至30，或27至38攝氏度(或者50至90、65至85，或80至100華氏度)，例如30攝氏度(85華氏度)，然后降低到大約 18至18、-7至7，或O至27攝氏度(或者O至65、20至45，或32至80華氏度)，例如7攝氏度(44華氏度)。然后，殘余CO2氣體32如通過箭頭404所示那樣流到制冷熱交換器346。制冷熱交換器346使用在箭頭408處進(jìn)入的冷制冷劑406來將熱量從殘余CO2氣體32傳遞到制冷劑406。這種熱交換使得冷制冷劑406作為溫?zé)嶂评鋭?12離開制冷熱交換器346，如通過箭頭410所示。制冷劑406、412可為溶劑或其它用于傳熱的溶液。此外，制冷熱交換器 346和再生熱交換器344可為單個制冷系統(tǒng)的一部分，該單個制冷系統(tǒng)還可包括其它熱交換器、激冷器和冷卻器。在熱量從殘余CO2氣體32傳遞到制冷劑406之后，至少一部分殘余CO2氣體32液化為液態(tài)C0238，而一部分殘余CO2氣體32作為殘余氣體298保留。液態(tài) C0238可具有大約-51至-18、-40至-29，或-34至-23攝氏度(或者-60至0、_40至-20， 或-30至-10華氏度)的溫度，例如-40攝氏度(-40華氏度)。液態(tài)C0238和殘余氣體298如通過箭頭414所示那樣流到閃蒸罐348。閃蒸罐348 使液態(tài)C0230與殘余氣體298分離，其中液態(tài)C0238如通過箭頭416所示那樣在一個位置離開，而殘余氣體298如通過箭頭424所示那樣在另一個位置離開。在其它實(shí)施例中，閃蒸罐 348可由用于從氣體分離液體的任何類型的分離單元替代。在特定條件下，大部分離開閃蒸罐348的流體可為液態(tài)C0238。例如，大約60^^65%或70%離開閃蒸罐348的液體可為液態(tài)C0238，而30%、35%或40%的流體可為殘余氣體298。其它實(shí)施例可具有大于50%、 60%,70%,75%,80%,90%,92. 5%,95%,97. 5%或 99%的離開流體為液態(tài) C0238。然后，液態(tài)C0238如通過箭頭418所示那樣流到泵426，該泵構(gòu)造成用以將液態(tài)C0238泵送到高壓力，諸如大約10，500至17，250、13，800至16，550，或
15,000至 22, 050kPa(或者 1500 至 2500,2000 至 2400，或 2200 至 3200psia)，例如 15，OOOkPa (2200psia)。液態(tài)C0238在通過泵426之后其溫度可上升到大約_51至_18、_34 至-12，或-40至-23攝氏度(或者-60至O、-30至10，或-40至-10華氏度)，例如-36 攝氏度(-32華氏度)。此時，液態(tài)C0238如通過箭頭420所示那樣流到再生熱交換器344。激冷的液態(tài)C0238具有顯著的冷卻能力，而液態(tài)C0238的下游應(yīng)用可能不需要液態(tài)C0238的低溫。例如，下游應(yīng)用可能需要液態(tài)C0238的環(huán)境溫度和高壓力。因此，再生熱交換器344 利用液態(tài)C0238的冷卻能力來預(yù)冷卻制冷熱交換器346上游的CO2氣體32，由此在對液態(tài) C0238加溫時減少對熱交換器346的冷卻需求。在熱交換期間，液態(tài)C0238溫度可上升到大約-18至7、-7至0，或-23至-12攝氏度(或者O至45、20至32，或_10至10華氏度)，例如-14攝氏度(7華氏度)。在液態(tài)C0238在箭頭422處所示離開再生熱交換器344之后， 液態(tài)C0238可用于各種各樣的下游應(yīng)用中，例如碳封存或提高油采收率。在圖示的實(shí)施例中，液化系統(tǒng)10通過在不同構(gòu)件之間換熱且主要依賴于冷卻來使CO2氣體74液化而不采用在先的壓縮，顯著減少了能耗并提高了設(shè)備的效率。圖9描繪了作為在圖I中圖示的動力設(shè)備16的實(shí)施例的IGCC動力設(shè)備500。在所描繪的實(shí)施例中，IGCC動力設(shè)備500可產(chǎn)生并燃燒合成氣體，即合成氣。IGCC動力設(shè)備500的元件可包括燃料源502，例如含碳給料，其可用作用于IGCC動力設(shè)備500的能量源。燃料源502可包括煤、石油焦、生物質(zhì)、木質(zhì)材料、農(nóng)業(yè)廢料、焦油、焦?fàn)t煤氣、奧里油 (orimulsion)、褐煤以及浙青,或者其它含碳物。燃料源502的燃料可傳送至給料制備單元504。給料制備單元504可例如通過切斬、碾磨、切碎、磨碎、壓制或碼垛燃料源502以產(chǎn)生給料而重新形成燃料源502的尺寸或形狀。另外，可對給料制備單元504中的燃料源502添加水或其它適當(dāng)?shù)囊后w以形成漿狀給料。在某些實(shí)施例中，不對燃料源添加液體，從而產(chǎn)生干給料。該給料可傳送到氣化器506 中以用于氣化操作。氣化器506可將給料轉(zhuǎn)化成合成氣，例如一氧化碳和氫氣的混合物。根據(jù)所用給料的類型，此轉(zhuǎn)化可通過使給料在升高的壓力(例如從大約4200至8300kPa (或者600至 1200psia))和升高的溫度(例如大約1200至1500攝氏度(或者2200至2700華氏度)) 經(jīng)歷受控量的任何緩和劑和有限的氧氣來完成。給料在熱解工藝期間的加熱可產(chǎn)生固體 (例如炭)和殘余氣體(例如一氧化碳、氫氣，以及氮?dú)?。然后，在氣化器506中可發(fā)生部分燃燒過程。部分燃燒可包括向炭和殘余氣體引入氧氣。炭和殘余氣體可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，以形成給后續(xù)的氣化反應(yīng)提供熱量的CO2和一氧化碳(CO)。在部分燃燒過程期間的溫度范圍可為從大約1200至1500攝氏度(或者2200 至2700華氏度)。另外，可將蒸汽引入氣化器506內(nèi)。氣化器506利用蒸汽和有限的氧氣來允許一些給料燃燒以產(chǎn)生一氧化碳和能量，這可驅(qū)動將更多給料轉(zhuǎn)化為氫氣和另外的二氧化碳的第二反應(yīng)。以此方式，由氣化器506制造合成氣體。該合成氣體可包括成相等比例的大約 85 %的一氧化碳和氫氣，以及氬氣、CH4、HCl、HF、COS, NH3> HCN和H2S (基于給料的硫含量)。 這種合成氣體可稱作未經(jīng)處理的合成氣，因?yàn)樗鏗2S。氣化器506也可產(chǎn)生廢料， 例如渣料508，其可為濕灰材料。這種渣料508可從氣化器506去除并將其例如作為路基或作為其它建筑材料進(jìn)行處置。為了處理未經(jīng)處理的合成氣，可利用氣體處理單元510。在一個實(shí)施例中，氣體處理單元510可包括一個或多個水氣變換反應(yīng)器。水氣變換反應(yīng)器可有助于通過將合成氣中的CO和H2O轉(zhuǎn)化成CO2和H2 (例如酸變換)而提高燃料中氫氣(H2) 和CO2的水平。氣體處理單元510還可洗滌未經(jīng)處理的合成氣以從未經(jīng)處理的合成氣去除 HC1、HF、COS、HCN和H2S,該洗滌可包括在氣體處理單元510的硫處理裝置514構(gòu)件中分離硫512。此外，氣體處理單元510可經(jīng)由水處理單元518使鹽516與未經(jīng)處理的合成氣分離，該水處理單元518可利用水凈化技術(shù)來從未經(jīng)處理的合成氣產(chǎn)生可用的鹽516。隨后， 來自氣體處理單元510的氣體可包括帶有痕量的其它化學(xué)品例如NH3(氨)和CH4(甲烷) 的經(jīng)處理的合成氣(例如，已從合成氣去除硫512)。氣體處理裝置520可用于從經(jīng)處理的合成氣去除另外的殘余氣體成分522，例如氨和甲烷，以及甲醇或任何殘余化學(xué)品。還可回收氬氣。氬氣是可使用例如低溫技術(shù)回收的有價值的產(chǎn)品。然而，從經(jīng)處理的合成氣去除殘余氣體成分是任選的，因?yàn)榻?jīng)處理的合成氣即使含有殘余氣體成分例如尾氣時也可用作燃料。碳捕集系統(tǒng)14可提取和處理含碳?xì)怏w，例如C02。碳捕集系統(tǒng)14可與包括硫處理裝置514的氣體處理單元510交互操作，以在燃燒之前從合成氣去除CO2 (即燃燒前提取)。 另外，可使用碳捕集技術(shù)在合成氣燃燒之后提取CO2 (即燃燒后提取)。此外，可使用燃燒技術(shù)來協(xié)助在燃燒期間去除CO2 (即經(jīng)改良的燃燒)。包括前、后和經(jīng)改良的燃燒方式的一些示例性的用于CO2提取的技術(shù)如下?？墒褂梦锢砦占夹g(shù)，其在硫處理裝置514中的酸性氣體還原(AGR)期間采用其中諸如甲醇、Selexol 、Purisol 或Rectisol 之類的物理溶劑來溶解酸性氣體，例如來自合成氣的H2S和C02。然后，可對富含H2S和CO2的液體作進(jìn)一步處理，以例如通過使用再生容器(例如汽提器)去除并分離H2S和C02?？墒褂貌捎冒贰?腐蝕劑和其它化學(xué)溶劑來洗滌例如與溶劑相接觸的冷卻煙道氣的化學(xué)吸收技術(shù)。然后，CO2 可變成結(jié)合到化學(xué)溶劑中。之后，可通過諸如前述再生容器之類的技術(shù)使增濃的溶劑釋放 CO2。也可使用物理吸附技術(shù)，其中諸如基于沸石、二氧化硅等的吸附劑之類的固態(tài)吸附劑結(jié)合CO2例如煙道氣中的CO2以便從煙道氣去除co2。也可以類似方式使用采用例如金屬氧化物的化學(xué)吸附技術(shù)。也可使用基于隔膜的技術(shù)，其中使用塑料、陶瓷、金屬等作為可滲透的阻隔物來從含有CO2的流分離C02。也可使用諸如氧燃料和化學(xué)循環(huán)(looping)之類的經(jīng)改良的燃燒技術(shù)來提取C02。在氧燃料中，使用大致純氧替代空氣作為主氧化劑。燃料在氧氣中燃燒以便產(chǎn)生富含CO2和水蒸氣的煙道氣。然后，可更容易地從煙道氣和水蒸氣提取C02。氧氣的使用還減少了當(dāng)使用空氣時可產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)。在化學(xué)循環(huán)中，使用采用例如金屬氧化物的雙流化床系統(tǒng)來提取C02。金屬氧化物作為提供用于燃燒的氧的床材料工作。氧氣作為氧化劑取代空氣且用于燃燒燃料。CO2提取技術(shù)可更容易地提取富含CO2的煙道氣。隨后還原的金屬轉(zhuǎn)移到第二床，以重新氧化。然后，將經(jīng)重新氧化的金屬重新引入第一床內(nèi)且再次用于燃燒，從而使環(huán)路閉合。可使用能夠?qū)煹罋饫鋮s到去升華 (desublimation)溫度(例如大約-100至-135攝氏度(-148至-211華氏度))的低溫技術(shù)。固態(tài)CO2可由于冷卻而形成，且隨后從煙道流去除。實(shí)際上，在碳捕集系統(tǒng)14中可包括諸如前述技術(shù)的任何數(shù)量和組合的碳捕集技術(shù)。然后，CO2可由液化系統(tǒng)10液化并由泵送系統(tǒng)12泵送到高壓力。液化系統(tǒng)10利用IGCC設(shè)備500的空氣分離單元(ASU) 530。ASU 530的低溫冷卻系統(tǒng)內(nèi)的低溫冷卻CO2氣體，以使其液化。CO2氣體從液化系統(tǒng)10流到ASU 530，然后作為液態(tài)CO2返回液化系統(tǒng)10。 在其它實(shí)施例中，液化系統(tǒng)10可使用制冷系統(tǒng)或其它冷卻機(jī)構(gòu)來使CO2液化。然后,CO2流到泵送系統(tǒng)12而被泵送到高壓力。例如，可將CO2泵送到大約10，500至17，250、13，800至 16，550，或 15，000 至 22，050kPa (或者 1500 至 2500,2000 至 2400，或 2200 至 3200psia)的高壓力，例如15，OOOkPa(2200psia)。然后，高壓、液化后的CO2可由管道系統(tǒng)22輸送。然后,可將CO2重新引入碳封存系統(tǒng)24和/或EOR 26內(nèi)。因此,通過為其它用途重新引導(dǎo)所提取的CO2,可減少或消除所提取的CO2向大氣的排放。此外，使用ASU 530來使CO2氣體液化可減少用以廣生聞壓、液化的CO2的能耗。在某些實(shí)施例中，可將IGCC設(shè)備500設(shè)計(jì)為結(jié)合到液化系統(tǒng)10和泵送系統(tǒng)12作為原始設(shè)備或改裝套件。實(shí)際上，可以對各種現(xiàn)有的IGCC設(shè)備500改裝液化系統(tǒng)10和泵送系統(tǒng)12。改裝后的液化系統(tǒng)10可包括與ASU 530 一體形成的系統(tǒng)、碳捕集系統(tǒng)14、栗送系統(tǒng)12，以及管道22。在已從合成氣捕集CO2之后，然后可將經(jīng)處理的合成氣作為可燃燃料傳輸?shù)饺細(xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的燃燒器526例如燃燒室。ASU 530可操作以通過例如蒸餾技術(shù)來將空氣分離成成分氣體。ASU 530可使氧氣與從補(bǔ)充空氣壓縮機(jī)532供應(yīng)給它的空氣相分離，并且 ASU 530可將分離后的氧氣轉(zhuǎn)移到氣化器506。另外,ASU 530可將分離后的氮?dú)鈧魉偷较♂尩獨(dú)?DGAN)壓縮機(jī)534。DGAN壓縮機(jī)534可將從ASU 530接收的氮?dú)庵辽賶嚎s到與燃燒器526中相等的壓力水平，以便不會與合成氣的恰當(dāng)燃燒發(fā)生干涉。這樣，一旦DGAN壓縮機(jī)534已將氮?dú)獬浞謮嚎s到恰當(dāng)水平，則DGAN壓縮機(jī)534可將經(jīng)壓縮的氮?dú)鈧鬏數(shù)饺細(xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的燃燒器526。例如，可使用氮?dú)庾鳛橄♂寗┮杂欣谂欧盼锏目刂?。如前文所?經(jīng)壓縮的氮?dú)饪蓮腄GAN壓縮機(jī)534傳輸?shù)饺細(xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的燃燒器526。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528可包括渦輪536、驅(qū)動軸538和壓縮機(jī)540，以及燃燒器526。 燃燒器526可接收可從燃料噴嘴加壓噴射的燃料，例如合成氣。該燃料可與壓縮空氣及來自DGAN壓縮機(jī)534的壓縮氮?dú)饣旌?，并在燃燒?26內(nèi)燃燒。這種燃燒可形成熱加壓排氣。燃燒器526可將排氣引向渦輪536的排氣出口。隨著來自燃燒器526的排氣經(jīng)過渦輪536，排氣迫使渦輪536中的渦輪葉片以使驅(qū)動軸538沿著燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的軸線旋轉(zhuǎn)。如圖所示，驅(qū)動軸538連接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的各種構(gòu)件，包括壓縮機(jī)540。驅(qū)動軸538可將渦輪536連接到壓縮機(jī)540以形成轉(zhuǎn)子。壓縮機(jī)540可包括聯(lián)接到驅(qū)動軸538的葉片。因此，渦輪536中的渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)可使將渦輪538連接到壓縮機(jī) 540的驅(qū)動軸538旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)540內(nèi)的葉片。壓縮機(jī)540中的葉片的這種旋轉(zhuǎn)使壓縮機(jī)540 壓縮經(jīng)由壓縮機(jī)540中的進(jìn)氣口(air intake)所接收的空氣。然后，壓縮空氣可供給到燃燒器526并與燃料和壓縮氮?dú)饣旌?，以允許更高效的燃燒。驅(qū)動軸538也可連接到動力設(shè)備中的負(fù)載542,該負(fù)載可為靜止負(fù)載,例如用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。實(shí)際上,負(fù)載542可為通過燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的旋轉(zhuǎn)輸出驅(qū)動的任何合適裝置。IGCC動力設(shè)備500還可包括蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544和熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng) 546。蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544可驅(qū)動第二負(fù)載548。第二負(fù)載548也可為用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。 然而,第一負(fù)載542和第二負(fù)載548兩者均可為能夠由燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528和蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544驅(qū)動的其它類型的負(fù)載。另外，盡管燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528和蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544 可驅(qū)動單獨(dú)的負(fù)載542和548，如圖示的實(shí)施例中所示，但燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528和蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544也可一前一后地用于經(jīng)由單個軸驅(qū)動單個負(fù)載。蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的特定構(gòu)造可針對實(shí)施方案并且可包括任何區(qū)段組合。系統(tǒng)500還可包括HRSG 546。來自燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的經(jīng)加熱的排出氣體可輸送到HRSG 546內(nèi)并用于加熱水且產(chǎn)生用于驅(qū)動蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544的蒸汽。來自例如蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544的低壓區(qū)段的排氣可引入冷凝器550內(nèi)。冷凝器550可利用冷卻塔524 來以激冷水交換經(jīng)加熱的水。冷卻塔524用于給冷凝器550提供冷卻水，以協(xié)助冷凝從蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544傳輸?shù)嚼淠?50的蒸汽。繼而，來自冷凝器550的冷凝物又可引入HRSG 546內(nèi)。同樣，來自燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528的排氣也可引入HRSG 546內(nèi)，以加熱來自冷凝器 550的水并產(chǎn)生蒸汽。在諸如IGCC動力設(shè)備500之類的聯(lián)合循環(huán)動力設(shè)備中，熱排氣可從燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528流動并傳送到HRSG 546，在其中它可用于產(chǎn)生高壓、高溫蒸汽。然后，由HRSG 546產(chǎn)生的蒸汽可傳送經(jīng)過蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544以用于發(fā)電。另外，所產(chǎn)生的蒸汽也可供應(yīng)給任何其它可使用蒸汽的工藝，例如供應(yīng)給氣化器506。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)528發(fā)電循環(huán)通常稱作 “至頂循環(huán)”，而蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)544發(fā)電循環(huán)通常稱作“及底循環(huán)”。通過如圖9中所示組合這兩個循環(huán)，IGCC動力設(shè)備500可在兩個循環(huán)中達(dá)到更大的效率。特別地，可捕集來自至頂循環(huán)的排氣熱并將其用于產(chǎn)生用于至頂循環(huán)中的蒸汽。本書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例沒有不同于權(quán)利要求的文字語言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)性區(qū)別的同等結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括二氧化碳(CO2)液化系統(tǒng)(10)，包括第一冷卻系統(tǒng)(28)，所述第一冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成用以冷卻CO2氣體(74)以使大于大約 50%的所述CO2氣體(74)液化而產(chǎn)生第一 CO2液體(30)，其中所述CO2氣體(74)的壓力小于大約3450千帕(500每平方英寸絕對磅數(shù))。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2氣體(74)的壓力小于大約2400 千帕(350每平方英寸絕對磅數(shù))。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻系統(tǒng)(28)構(gòu)造成用以冷卻所述CO2氣體(74)以使大于大約50%的所述CO2氣體(74)液化而產(chǎn)生所述第一 CO2液體 (30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻系統(tǒng)(28)包括第一低溫冷卻系統(tǒng)(160)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述液化系統(tǒng)(10)包括具有所述第一低溫冷卻系統(tǒng)(160)的空氣分離單兀(180)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻系統(tǒng)(28)包括第一制冷系統(tǒng)(78)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成用以壓縮來自所述第一冷卻系統(tǒng)(28)的第一殘余氣體(32)的壓縮系統(tǒng)(34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮系統(tǒng)(34)包括多個壓縮級 (232,236)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮系統(tǒng)(34)包括經(jīng)過第一壓縮機(jī) (232)、第一冷卻器(234)、第二壓縮機(jī)(236)以及第二冷卻器(238)的所述第一殘余氣體 (32)的殘余氣體流路(266)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成用以冷卻所述第一殘余氣體(32)以使至少一部分所述第一殘余氣體(32)液化的第二冷卻系統(tǒng)(36)。
全文摘要
本發(fā)明涉及二氧化碳液化系統(tǒng)。具體而言，文中公開了用于在對含碳?xì)怏w加壓時提高能量利用的系統(tǒng)。此類系統(tǒng)包括二氧化碳(CO2)液化系統(tǒng)(10)。該CO2液化系統(tǒng)(10)包括能夠冷卻CO2氣體(74)以使大于大約50％的CO2氣體(74)液化的第一冷卻系統(tǒng)(28)。第一冷卻系統(tǒng)(28)產(chǎn)生第一CO2液體(30)。CO2氣體(74)壓力小于大約3450千帕(500每平方英寸絕對磅數(shù))。
文檔編號F25J1/02GK102589249SQ20121001406
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者A·K·阿南德, H·拉加, J·A·費(fèi)爾古森, P·R·小斯卡博羅, V·穆泰亞 申請人:通用電氣公司