本發(fā)明涉及用于從大氣中除去溫室氣體的系統(tǒng)和方法，和具體地涉及從氣流中除去二氧化碳的系統(tǒng)和方法，包括環(huán)境空氣。

作為2011年4月29日提交的共同待決的美國申請序列號13/098,370中所述系統(tǒng)的進一步改進，提出了合適的系統(tǒng)和方法，其現(xiàn)在公認可以用于比在先申請中公開的更寬的使用范圍，特別是當經(jīng)過了進一步改進。該共同待決申請的公開內(nèi)容在此如同完全重復(fù)一樣引入作為參考，經(jīng)過這里提出的新公開內(nèi)容的改進。

目前許多的關(guān)注集中于嘗試實現(xiàn)三個稍微矛盾的能量有關(guān)的目標：1)提供用于經(jīng)濟發(fā)展的可負擔(dān)的能量；2)實現(xiàn)能量安全；和3)避免全球變暖導(dǎo)致的破壞性氣候變化。但是，如果我們想具有經(jīng)濟發(fā)展所需的能量和避免能量短缺(其會導(dǎo)致矛盾)，則在這個世紀的其余時間內(nèi)沒有可行方式來避免使用化石燃料。

科學(xué)家最無爭議的是所謂溫室氣體如二氧化碳(甲烷和水蒸氣是其他的主要溫室氣體)的量的增加將導(dǎo)致行星的平均溫度增加。

還清楚的是，不存在這樣的解決方案，其僅降低正在進行的人類導(dǎo)致的能夠成功消除氣候變化風(fēng)險的二氧化碳排放。從大氣中除去另外的CO₂也是必需的。使用空氣抽取和增加或降低大氣中的二氧化碳的量的能力，原則上可以補償其他溫室氣體如甲烷(天然存在的和來自于人類活動的二者)，其會增加它們的濃度和引起氣候變化。

在本申請人最近的發(fā)明之前，通常本領(lǐng)域技術(shù)人員公認的概念是直接從大氣中捕集二氧化碳來至少減慢大氣中所謂“溫室氣體”增加在經(jīng)濟上不可行，這歸因于那種化合物的低濃度。隨后由共同待決、共有的在先申請表明，在特定條件下進行這樣的CO₂降低實際上是現(xiàn)實的和有效的。

已經(jīng)顯示了在環(huán)境條件下，CO₂可以在環(huán)境條件，使用合適的可再生吸著劑系統(tǒng)和低溫汽提或再生方法來從空氣中有效地提取，并且這樣的方法可以擴展來從與大量環(huán)境空氣混合的流出氣體的混合物中除去CO₂，從而不僅從煙氣中除去CO₂，而且從大氣中除去另外的CO₂，以實現(xiàn)以較低的成本和較高的效率凈降低大氣中的CO₂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供進一步地新的和有用的系統(tǒng)和方法，用于以較高的效率和較低的整體成本(包括較低的資金支出(“CAPEX”)和較低的運行支出(“OPEX”))從帶有二氧化碳的大量空氣中除去二氧化碳。

根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)開發(fā)了新的方法和系統(tǒng)，其使用多個整料的組件，或床，其與單個再生盒組合，比率取決于吸附速度相對于吸著劑再生速度的比率。在優(yōu)選的實施方案中，整料負載于閉合回路軌道上，優(yōu)選形成閉合曲線；在其上整料沿著軌道連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時暴露于環(huán)境空氣或包含大比例的環(huán)境空氣的氣體混合物的移動流。在沿著軌道的一個位置處，中斷旋轉(zhuǎn)，并且將整料之一移入密封盒中，用于處理以從吸著劑中汽提CO₂以再生該吸著劑。當吸著劑再生時，整料圍繞軌道旋轉(zhuǎn)，直到當全部整料的旋轉(zhuǎn)接著中斷時，下一個整料處于進入再生盒的位置。

每個整料由多孔基底形成，該多孔基底在它的表面上具有二氧化碳吸附胺位置，優(yōu)選具有高比例的伯胺。當整料沿著軌道移動時，它們從移動的氣流中吸附CO₂，直到每個整料到達密封盒。一旦在盒內(nèi)密封，吸著劑經(jīng)處理以使CO₂從該吸著劑中汽提，再生該吸著劑。將汽提的CO₂從盒中除去和捕集。帶有再生的吸著劑的整料然后移出密封盒和沿著軌道與其他整料一起移動，以吸附更多的CO₂，直到下一個整料旋轉(zhuǎn)到移入再生盒的位置。在汽提/再生位置，整料可以移入低于或高于軌道的階段的盒中，或者盒可以經(jīng)布置，以使整料在與軌道相同的階段水平移入盒中，形成用該整料的密封。這幾個選項在下面進一步定義，并且在附圖中圖示。

在再生盒低于或高于階段的情況中，系統(tǒng)必須包括子系統(tǒng)，用于升高或降低整料。在再生盒在軌道的階段上的系統(tǒng)中，將需要更復(fù)雜的密封布置，以提供沿著側(cè)面以及沿著上表面和/或下表面的密封。

CO₂吸附和除去方法

這種方法的基本前提是通過將空氣或者空氣和流出氣體的混合物送過吸著劑床，優(yōu)選在或接近于環(huán)境條件，以從大氣中吸附CO₂。一旦CO₂已經(jīng)被吸著劑吸附，則必須收集CO₂，并且再生該吸著劑。后者的步驟通過在密封容納盒中用蒸汽加熱吸著劑，以釋放CO₂和再生該吸著劑來進行。從盒中收集CO₂，然后吸著劑可用于從大氣中再吸附CO₂。對該方法唯一的主要限制是如果暴露于空氣，如果它處于“過高”溫度，則吸著劑會失活。因此，在整料離開盒和返回空氣流之前，吸著劑可能必須冷卻。

通常，與再生步驟中釋放CO₂相比，需要更長的時間來從環(huán)境空氣中吸附CO₂。對于目前水平的吸著劑來說，當處理環(huán)境空氣時，這種差異將需要吸附步驟的吸附時間是CO₂釋放和吸著劑再生所需時間的約10倍。因此，已經(jīng)采用了具有10個整料和單個再生單元的系統(tǒng)作為目前用于單個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。如果吸著劑的性能經(jīng)時改進，則應(yīng)當降低吸附時間與解吸時間的這種比率，因而降低系統(tǒng)中所需的整料的數(shù)目。具體地，如果使用吸著劑的較高負載量的實施方案，則1小時的吸附時間將是可行的，因此需要一個再生盒來用于僅五個整料。另外，相對處理時間將隨著所處理的氣體混合物中CO₂的濃度而變化，以使CO₂含量越高，則吸附時間相對于再生時間越短，例如通過氣體混合器將燃燒流出物(“煙氣”)與環(huán)境空氣相混合。

整料內(nèi)的化學(xué)和物理活性(在密封盒中的吸附周期和再生周期二者中)與在先共同待決申請13/886,207和13/925,679基本上相同。那些共同待決申請的內(nèi)容在此如同完全重復(fù)一樣引入作為參考，經(jīng)過這里提出的新公開內(nèi)容的改進。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，每個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)提供一個可密封的再生盒，用于每組旋轉(zhuǎn)整料，整料的數(shù)目依賴于實現(xiàn)期望的吸附和期望的再生的相對時間。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過以合適的關(guān)系在空間上關(guān)聯(lián)和暫時運行旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的兩個以使用于該兩個旋轉(zhuǎn)整料系統(tǒng)的再生盒相互作用，從而使每個通過另一個中的剩余熱(作為另一個中再生的結(jié)果)來預(yù)熱，實現(xiàn)了更大的效率和更低的成本；這還在它返回它在旋轉(zhuǎn)軌道上的吸附周期之前有效地冷卻了經(jīng)再生的整料。

再生盒之間的這種相互作用根據(jù)本發(fā)明，通過降低第一盒系統(tǒng)的壓力，以使在釋放CO₂之后，保留在第一盒中的蒸汽和水蒸發(fā)來實現(xiàn)，并且該系統(tǒng)冷卻到蒸汽處于它降低的分壓時的飽和溫度。此外，如下所述，在這種方法中所釋放的熱被用于預(yù)熱第二吸著劑床，因而供了約50％的顯熱回收率，并且對于能量和水的使用產(chǎn)生了有益的影響。即使使用耐氧吸著劑，也可以使用這種概念。吸著劑對于高溫的氧失活的敏感性在開發(fā)方法過程中得到解決，并且可以預(yù)期它的性能將經(jīng)時改進。

如上所述，吸著劑床優(yōu)選在它暴露于空氣之前冷卻，以避免被空氣中的氧失活。這種冷卻通過降低系統(tǒng)壓力和因而降低蒸汽飽和溫度來實現(xiàn)。這已經(jīng)表現(xiàn)出在消除吸著劑失活問題方面是有效的，因為它降低了系統(tǒng)的溫度。因此，存在著從在降壓步驟過程中冷卻的床中除去的大量能量。已經(jīng)完成了CO₂吸附步驟新的床必須經(jīng)加熱來釋放CO₂和再生吸著劑。這種熱可以僅通過大氣壓蒸汽來提供，但是這是另外的運行成本。為了使得這種運行成本最小化，已經(jīng)開發(fā)了雙床設(shè)計概念。在這個概念中，從通過降低系統(tǒng)壓力和因而降低蒸汽飽和溫度來冷卻的盒中除去的熱被用于部分地預(yù)熱第二盒，第二盒含有床，該床已經(jīng)完成從空氣中吸附CO₂和被加熱來開始CO₂除去和吸著劑再生步驟。因此，通過使用來自于第一盒冷卻的熱量來增加第二盒的溫度，而降低蒸汽的用量。第二盒的其余熱負荷通過加入蒸汽(優(yōu)選處于大氣壓)來實現(xiàn)。重復(fù)這種方法用于兩個盒中的每個中的其他旋轉(zhuǎn)整料，并且改進系統(tǒng)的熱效率。

本發(fā)明的這些和其他特征在以下具體實施方式和附圖中描述，或者從其中是清楚的。

附圖說明和展示

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，用于從大氣中除去二氧化碳的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的相互作用對的頂視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，用于從大氣中除去二氧化碳的圖1的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的正視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方案，用于從大氣中除去二氧化碳的可選的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的相互作用對的頂視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的那個示例性實施方案，用于從大氣中除去二氧化碳的圖3的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的正視圖；

圖5和5A-H是豎直旁支(off-set)形式的一對再生室的示意圖，用于從圖1-4的整料介質(zhì)中除去二氧化碳，使用了豎直運動系統(tǒng)或升降機來將整料在旋轉(zhuǎn)軌道水平、上部空氣接觸位置(這里空氣移動通過機械鼓風(fēng)機來輔助)和豎直旁支再生室位置之間移動；

圖6是相鄰整料系統(tǒng)上的再生室和整料的頂平面圖[示意性正視圖]，顯示了用于每個室和所述室之間的管道系統(tǒng)布置；

圖7A和B是示意性正視圖，顯示了風(fēng)扇，該風(fēng)扇是固定的并且分別與每個整料一起旋轉(zhuǎn)；

圖8A是用于圖7A、B的雙感應(yīng)軸向風(fēng)扇和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計的側(cè)面正視圖；

圖8B是用于圖7A、B的雙感應(yīng)軸向風(fēng)扇和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計的前面正視圖；

圖9是用于圖8B的沿著線9-9的雙感應(yīng)軸向風(fēng)扇和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計的剖視正視圖；

圖10是整料上的密封系統(tǒng)的設(shè)計，這里角度和尺寸出于解釋的目的而進行了夸大；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方案，用于從大氣中除去二氧化碳的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的相互作用對的頂視圖；和

圖12是用于從大氣中除去二氧化碳的圖11的旋轉(zhuǎn)多整料系統(tǒng)的相互作用對沿著線11-11所取的正視圖。

具體實施方式

用于進行這些操作的系統(tǒng)的概念設(shè)計顯示在圖1和2中。圖3和4顯示了對該概念的輕微變化。整體概念設(shè)計如上所述，操作的詳細討論和所需的輔助設(shè)備如下所述。

在這個實施方案中，存在著以十邊形排列布置的10個“整料”，并且其位于圓形軌道上。存在著與每個處理單元相連的兩個圓形/十邊形組件，并且它們彼此相互作用(參見圖1-4)?？諝馔ㄟ^位于整料內(nèi)側(cè)的誘導(dǎo)通風(fēng)風(fēng)扇來送過該整料。在一個位置，整料處于與每個整料插入其中的單個可密封的室盒相鄰的位置，如通過豎直移動該床離開軌道所示，用于處理(即這里將它們加熱到不大于130℃，更優(yōu)選不高于120℃的溫度，優(yōu)選用精確加熱的蒸汽來從吸著劑中釋放CO₂和再生該吸著劑)?？蛇x地，盒可以處于階段上。在這個實施方案中，整料吸附CO₂的吸附時間是吸著劑再生時間的10倍。

應(yīng)當理解，雖然優(yōu)選使用多孔整料，但是使用承載于框架內(nèi)的多孔微?；蝾w粒材料的固定床代替該整料也是可行的。在兩種情況中，當床具有與用于承載吸附劑的整料相同的表面積時，多孔基底承載用于CO₂的胺吸著劑。

機械要求

圖1-4、11和12顯示了系統(tǒng)的基本操作概念。存在著10個“整料”21、22，每個以十邊形組件排列來布置，并且其可移動地承載于圓形軌道31、33上。存在著與每個處理單元相連的兩個圓形/十邊形組件A、B，并且它們彼此相互作用?？諝馔ㄟ^徑向向內(nèi)位于每個十邊形組件中的誘導(dǎo)通風(fēng)風(fēng)扇23、26來送過整料21、22中的每個，并且誘導(dǎo)空氣流出每個整料的內(nèi)圓周表面，向上離開系統(tǒng)。在沿著軌道31、33的一個位置，整料21、22與可密封的再生盒25、27相鄰，整料22、22插入其中以用于在軌道周圍完成一個旋轉(zhuǎn)之后的再生處理。

因此，如圖1和2中所示，第一床21旋入再生盒25下面的位置，然后豎直向上移入盒25中用于處理；或者如果盒27位于階段下面，圖4，床22然后豎直向下移入盒127中用于處理；或者如果在階段上，則組件旋轉(zhuǎn)來將床21、22移出盒27，以使當全部整料沿著軌道的移動中斷時，床21、22就位。當床21已經(jīng)再生時，它移動回到軌道上，并且床組件旋轉(zhuǎn)，以使接下來的床21-2、22-2就位。床2然后移入盒中用于處理，然后返回環(huán)。持續(xù)重復(fù)這種方法。兩個環(huán)組件一起運行，雖然用于每個十邊形的整料在稍微不同的時間移入和移出它們的盒，但是如下面所解釋的，當在一個中的再生完成來提供用于其他盒的預(yù)熱時，允許在例如盒25和盒27之間傳熱。這在再生開始時節(jié)約了熱能，并且降低了再生后冷卻床的成本。

存在三個用于再生盒25、27的位置。在圖1和2中，再生盒25、27位于旋轉(zhuǎn)床組件上面(處于名義階段)，并且整料豎直向上移入盒中用于再生。唯一提升結(jié)構(gòu)是用于盒所需的，其位于懸臂結(jié)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)整料上面。

在圖3和4中，盒125、127位于階段下面，并且處于旋轉(zhuǎn)床組件下。盒將位于具有用于維護和處理管道的足夠入口的單個凹陷中。床豎直向下移入盒中。

在圖11和12中，再生盒321、327位于具有旋轉(zhuǎn)床組件的階段上。盒經(jīng)布置以具有用于維護和處理同樣處于階段上的管道的足夠入口。合適的相互密封表面將位于盒上和每個床上，以使當床旋入盒中的位置時，盒322、327被密封。

在全部情況中，輔助裝置(例如，泵、控制系統(tǒng)等)將優(yōu)選位于承載旋轉(zhuǎn)床組件29、39的軌道的圓周內(nèi)的階段處。再生盒可以位于不同的水平中，特別是不脫離本發(fā)明概念的情形。

這些設(shè)計與現(xiàn)有技術(shù)中在先公開的設(shè)備相比，會：

·使結(jié)構(gòu)鋼最??；

·將全部主要裝置放置在遠離僅充當容納容器的再生盒的階段水平處；

·確保不干擾空氣向整料的流動，這里該盒處于與軌道不同的水平；

·僅需要一個或不需要用于整料的豎直移動裝置，用于插入例如10個整料的每組的單個盒中；

·使床移入和移出盒所需的時間最小化或消除，特別是當盒處于階段時更是如此；

·使全部管道處于固定位置；和

·使兩個再生盒以最小間隙來彼此相鄰，以允許用于增加效率所需的熱交換。

所需的使用必需的機器和功率的機械操作包括：

·兩組床組件在承載結(jié)構(gòu)上的圓形軌道周圍旋轉(zhuǎn)

·將元件精確布置以精確定位位置，整料將在這里停止，以確保整料自由移入和移出再生盒

·從軌道上的床組件中除去床，將該床插入再生盒中，從再生盒中除去該床和將該床重新插入它在軌道組件上的位置。全部的這些移動在豎直方向上進行，或者可選地作為在軌道上水平旋轉(zhuǎn)移動的一部分。整料和再生盒經(jīng)設(shè)計以使對于可豎直移動的整料來說，在每個整料的頂部或底部和盒的承載結(jié)構(gòu)之間存在著氣密密封。用于這樣的密封的一些概念設(shè)計的例子示于圖10中。

在全部情況中，參見圖1-6，床21-1(環(huán)A)旋入位置中，然后向上或向下移入盒25中用于處理。盒25(包含床21-1，環(huán)A)中的壓力使用例如真空泵230降低到小于0.2巴絕壓。盒25用穿過管線235處于大氣壓的蒸汽來加熱，并且CO₂從床21-1中產(chǎn)生，通過用于CO₂和冷凝物的出口管道237來從盒25中除去，該冷凝物在冷凝器240上分離(圖5A)。床22-1(環(huán)B)然后置于盒27中(環(huán)B)，同時處理盒25，如上所述(圖5B)。停止供給到盒25的蒸汽，并且將用于CO₂和冷凝物的出口管道分離。盒25和盒27通過連接管道125中的打開閥126來連接(圖5C)。

盒27中的壓力使用與盒27相連的真空泵330來降低。這降低了兩個盒中的系統(tǒng)壓力，和將保留在盒25中的蒸汽和惰性氣體抽過盒27，然后到真空泵。這將盒25(和因此床21-1環(huán)A)冷卻到較低溫度(即在盒中蒸汽分壓時的飽和溫度)和降低當床21-1放回空氣流中時吸著劑的氧失活的可能。這種方法還將盒27(和因此床22-1環(huán)B)從環(huán)境溫度預(yù)熱到在盒250中蒸汽分壓時的飽和溫度。因此，已經(jīng)回收了能量，并且減少了加熱第二盒27(和床22-1環(huán)B)所需的大氣壓蒸汽的量(圖5D)。由于真空泵330降低盒25和27中的壓力，第一盒25溫度降低(從約100℃到某中間溫度)和第二盒27溫度升高(從環(huán)境溫度到同樣的中間溫度)。CO₂和惰性氣體通過真空泵330從系統(tǒng)中除去。

關(guān)閉第一盒25和第二盒27之間的閥門，并且盒彼此隔離。當床放回空氣流中時，床21-1環(huán)A現(xiàn)在冷卻到低于所關(guān)注的吸著劑的氧失活的溫度。第二盒27和床22-1環(huán)B已經(jīng)預(yù)熱，因此降低了加熱盒和床所需的蒸汽的量(圖5E)。床21-1環(huán)A然后上升回到床組件中。環(huán)A床組件通過一個床旋轉(zhuǎn)，并且床21-2環(huán)A然后插入盒25中，這里它為預(yù)熱做準備。盒27用大氣壓蒸汽加熱，并且收集汽提的CO₂(圖5F)。

當?shù)诙?7(包含床22-1環(huán)B)已經(jīng)充分再生后，隔離供給到盒B的蒸汽，并且使用閥門241、242隔離用于CO₂和冷凝物的管道。打開第一盒25和第二盒27之間的閥門126，并且使用用于盒25的真空泵230系統(tǒng)來降低盒25、27中的壓力。降低第二盒27(和因此床22-1，環(huán)B)中的溫度(參見上面的5)。升高第一盒25(其包含床21-2，環(huán)A)中的溫度(參見上面的5)(圖5G)。真空泵230降低盒25、27中的壓力。盒25溫度降低(從約100℃到某中間溫度)。盒27溫度升高(從環(huán)境溫度到相同的中間溫度)。通過真空泵230來從系統(tǒng)中除去CO₂和惰性氣體。床22-1，環(huán)B上升回到環(huán)組件中，并且該組件旋轉(zhuǎn)一個床。床22-2，環(huán)B然后插入盒27中。盒25(其包含床21-2環(huán)A)用大氣壓蒸汽加熱來釋放CO₂和再生吸著劑(圖5H)。然后如上所述進行盒27的預(yù)熱。在十邊形旋轉(zhuǎn)多次時，對全部床重復(fù)該方法。

設(shè)計參數(shù)

用于系統(tǒng)設(shè)計的目前的基礎(chǔ)如下：

要移動的單個整料的重量：1,500-10,000磅。(包括承載結(jié)構(gòu))

床的大致尺寸：寬度5-6米

高度9-10米

深度0.15-1米

應(yīng)當注意的是，床尺寸可以調(diào)整，取決于在每對系統(tǒng)的區(qū)域位置處的具體條件，和所需的或可達到的處理參數(shù)。

對于在每個十邊形環(huán)中包括10個整料的系統(tǒng)來說，優(yōu)選的圓形/十邊形結(jié)構(gòu)的外部尺寸將是約15-17米，優(yōu)選約16.5米。整料承載結(jié)構(gòu)可以例如通過電動機和驅(qū)動輪沿著軌道單個驅(qū)動，或者承載結(jié)構(gòu)可以固定到沿著軌道的具體位置，并且使用單個大發(fā)動機來驅(qū)動軌道和閉合回路周圍的全部結(jié)構(gòu)。在任一情況中，再生盒放置在一個位置，和當一個承載結(jié)構(gòu)這樣放置以移入再生盒時，全部的結(jié)構(gòu)可以停止它們的移動。單個驅(qū)動電動機或發(fā)動機或者多個驅(qū)動電動機或發(fā)動機的經(jīng)濟性將取決于許多因素，例如位置和該驅(qū)動是否將通過電動機或通過某燃料驅(qū)動的發(fā)動機來完成。驅(qū)動單元的性質(zhì)本身不是本發(fā)明的特征，并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員全部公知的。合適的發(fā)動機的例子包括內(nèi)燃機或外燃機或氣體壓力驅(qū)動發(fā)動機，例如使用斯特林發(fā)動機循環(huán)運行的，或處理蒸汽機或水力或氣動發(fā)動機。

當再生盒位于軌道水平以上時，頂部將比軌道階段高約20米，并且當再生盒位于軌道階段以下時，該盒的頂部將剛剛低于該軌道階段。階段上的盒將僅最低限度地高于整料的頂部，以在再生過程中將整料完全容納在該盒中。

在再生盒不處于階段上的情況中，用于將整料移入和移出再生盒的升降機系統(tǒng)應(yīng)當能夠在30秒-120秒的時間內(nèi)完成移入和移出盒子，并且優(yōu)選30-45秒。該時間期間越短，可用于該方法的處理參數(shù)的靈活度越大。公認的是，在移動大質(zhì)量整料中存在著某些固有的機械限制。在再生盒處于階段上的情況中，一個優(yōu)點是不需要豎直移動，因為整料僅作為它的旋轉(zhuǎn)移動的一部分而旋入所述盒中，和密封；因此避免了豎直移動、時間損失和升降機另外的資金成本。在每種情況中，床的兩個邊緣是實心的，并且與再生盒的邊緣形成密封。

運行和設(shè)計細節(jié)

這個部分被分成以下子部分：

·部分i-整個系統(tǒng)設(shè)計的說明和使用汽化器系統(tǒng)來回收能量

·部分ii-方法說明，包括簡化的PFD和裝置主要部件的說明

·部分iii-概念機械設(shè)計

·部分iv-必須更詳細的檢查來達到最終優(yōu)化的設(shè)計的事項

討論

i.CO₂吸附和除去方法

在本發(fā)明的方法中，CO₂通過將空氣或者空氣和流出氣體的混合物送過吸著劑床來從大氣中吸附，合適的吸著劑優(yōu)選包括胺，和優(yōu)選多胺，并且吸著劑上的至少大部分的胺基團是伯胺。一旦CO₂已經(jīng)被吸著劑吸附，則在該吸著劑再生的同時，將它從該吸著劑汽提和收集。這個步驟通過在密封的容納盒或再生盒中用蒸汽加熱吸著劑來進行。這釋放CO₂和再生吸著劑。收集CO₂，然后吸著劑可用于從大氣中再吸附CO₂。對該方法的限制性參數(shù)是如果暴露于過高溫度的空氣，則吸著劑會失活。因此，通常吸著劑在它返回來接觸空氣流之前必須冷卻。根據(jù)本發(fā)明，這通過降低該系統(tǒng)的壓力，以使在CO₂釋放后，保留在再生盒中蒸汽和水蒸發(fā)來實現(xiàn)，因此將系統(tǒng)冷卻到蒸汽處于它新的降低的分壓時的飽和溫度。此外，如下所述，將這種方法釋放的熱量用于預(yù)熱帶有CO₂的吸著劑床，以提供約50％的顯熱回收率，并且對于能量和水使用具有有益的影響，這種概念是有用的，即使使用耐氧吸著劑來進一步延長吸著劑和整料基底的有效壽命。

通常，與再生步驟中釋放CO₂相比，需要更長的時間來從空氣中吸附CO₂。使用目前水平的吸著劑，這種差異將需要吸附步驟的吸附時間是CO₂釋放和吸著劑再生所需時間的約10倍。因此，具有10個整料和單個再生單元的系統(tǒng)被用作目前的基礎(chǔ)。如果吸著劑在這樣的系統(tǒng)中運行，這里它的吸附步驟的吸附時間將僅為CO₂釋放和吸著劑再生所需時間的約5倍，則對于每個再生盒，系統(tǒng)所需的整料的數(shù)目可以降低到例如1個再生盒用于5個整料。這還取決于所處理的氣體混合物中CO₂的濃度，和任何具體吸著劑的解吸時間。

如上所述，再生的吸著劑床優(yōu)選在它暴露于空氣之前冷卻，以避免被空氣中的氧氣潛在失活。根據(jù)本發(fā)明，這種冷卻通過在發(fā)生再生之后，降低再生盒的系統(tǒng)壓力來實現(xiàn)，因此降低了蒸汽飽和溫度。根據(jù)本發(fā)明，這以一定方式來完成，即在降壓步驟過程中從再生的整料除去的大量能量在解吸步驟之前被轉(zhuǎn)移到包含帶有CO₂的吸著劑的第二床，因此將提供能量中的一些來加熱第二床以釋放CO₂和再生吸著劑。這種從一個再生盒到第二個再生盒的傳熱降低了僅提供新蒸汽來加熱整料床的運行成本。用于第二盒的其余熱負荷通過添加大氣壓蒸汽來實現(xiàn)，但是不需要太多，因此節(jié)約了成本。對兩個盒中的每個中的交替整料重復(fù)這種方法，并且改進了系統(tǒng)的整體熱效率。這種概念示于圖1-6、11和12中。

在這些附圖中所示的優(yōu)選實施方案中，存在著以十邊形排列布置的10個“整料”，并且其位于圓形軌道上。存在著與每個處理單元相連的兩個圓形/十邊形組件，并且它們彼此相互作用(參見圖1和圖5A-5H)?？諝馔ㄟ^優(yōu)選與整料的徑向內(nèi)表面相對布置的誘導(dǎo)通風(fēng)風(fēng)扇來送過該整料。在一個位置，整料與該整料插入其中的盒相鄰，如通過豎直移動該床離開軌道所示，用于處理(即這里將它們用蒸汽加熱以從吸著劑中釋放CO₂和再生該吸著劑)?？蛇x地，盒可以處于階段上，以使整料僅沿著軌道移入再生盒1中，或者從該軌道向外移入盒中，并且處于階段上。后者的方法降低了移動床所用的能量，同時允許兩個再生盒的位置彼此相鄰，更接近。

用于如上所定義的圖1-4和11-12的系統(tǒng)的基本操作步驟因此是：

1.在進行了一個完全旋轉(zhuǎn)之后，床21-1(環(huán)A)旋入位置，然后例如豎直移入盒25中，用于處理，圖1-4和5。

2.將盒25(包含床21-1(環(huán)A))用處于大氣壓的蒸汽加熱，并且除去所產(chǎn)生的CO₂，圖5A-H。

3.將床22-1(環(huán)B)置于盒27中，同時處理盒25以再生吸著劑。

4.停止供給到盒25的蒸汽，并且分離用于CO₂和冷凝物的出口管道。盒25和盒27通過連接管道125中的打開閥來連接。

5.使用與盒27相連的真空泵330降低盒27中的壓力。這降低了兩個盒中的系統(tǒng)壓力和將保留在再生盒25中的蒸汽和惰性氣體抽入另一盒27，然后到真空泵330。這將再生盒25(和因此床21-1環(huán)A)冷卻到較低溫度(即在盒中蒸汽分壓時的飽和溫度)和降低當放回空氣流中時吸著劑氧的失活的可能。這種方法還將盒27(和因此床22-1環(huán)B)從它吸附后的溫度加熱到在盒27中蒸汽分壓時的飽和溫度。因此，已經(jīng)從再生盒25中回收能量，并且減少了加熱盒27(和因此床22-1環(huán)B)所需的大氣壓蒸汽的量。

6.關(guān)閉兩個盒25、27之間的閥門125，并且盒彼此隔離。當床放回空氣流中時，床21-1，環(huán)A現(xiàn)在冷卻到低于所關(guān)注的吸著劑的氧失活的溫度。第二盒27和床22-1環(huán)B已經(jīng)預(yù)熱，因此降低了加熱盒和床所需的蒸汽的量。

7.床21-1環(huán)A然后豎直移回到十邊形軌道組件上。將盒27用大氣壓蒸汽加熱，并且收集CO₂。環(huán)A床組件通過一個床旋轉(zhuǎn)，并且床21-2環(huán)A然后插入再生盒25，這里為預(yù)熱做準備。圖5H。

8.當盒27(包含床22-1環(huán)B)已經(jīng)充分再生時，隔離供給到盒27的蒸汽，并且使用閥門來關(guān)閉用于CO₂和冷凝物的管道337。打開盒25和再生盒27之間的閥門，并且使用用于盒25的真空泵230來降低盒27、25中的壓力。降低盒27(和因此床22-1環(huán)B)的溫度(參見上面的5)。升高盒25(包含床21-2環(huán)A)的溫度(參見上面的5)。

9.床22-1環(huán)B上升回到床組件中，并且該組件旋轉(zhuǎn)一個床。床22-2環(huán)B然后插入盒27中。盒25(包含床21-2環(huán)A)用大氣壓蒸汽加熱來釋放CO₂和再生吸著劑。

要理解的是，提及“床”時包括整料基底以及保持在相同尺寸體積內(nèi)的封閉的微粒床二者。

持續(xù)重復(fù)這種方法，并且兩個環(huán)軌道組件一起運行，不過用于每個十邊形的整料在稍微不同的時間移入和移出它們的盒，以使來自于冷卻早先再生的盒的熱量在后面的整料就位時預(yù)熱后面的盒。

在圖1和2中，盒置于旋轉(zhuǎn)床組件(其位于名義階段處)上，并且整料向上移入該盒中。唯一提升結(jié)構(gòu)是用于盒所需的，其位于懸臂結(jié)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)整料上面。

在圖3和4中，盒位于階段下面和旋轉(zhuǎn)床組件下。盒將位于具有用于維護和處理管道的足夠入口的單個凹陷中。

在圖11和12中，盒位于階段上，優(yōu)選處于軌道上以使得不需要在機器處的另外的豎直移動?？蛇x地，階段上的再生盒可以位于從十邊形向下處，并且從軌道徑向移動。

在任一情況中，輔助裝置(例如，泵、控制系統(tǒng)等，參見部分2)將位于旋轉(zhuǎn)床組件的徑向內(nèi)側(cè)的階段處。

ii.處理裝置和控制

圖6顯示了來自于所提出的系統(tǒng)的通用設(shè)計：

·在單個系統(tǒng)中存在著兩個十邊形的整料。因此單個系統(tǒng)包含20(二十)個整料。

·對于每個十邊形存在著九個風(fēng)扇裝置(在整料插入盒中的位置處不存在風(fēng)扇組)。目前優(yōu)選的是將存在上述尺寸(即高度10米和寬度5米)的與每個床相連的兩個豎直排列的軸向風(fēng)扇。因此，對于單個系統(tǒng)，將存在2×18＝36軸向風(fēng)扇。但是，風(fēng)扇的數(shù)目和尺寸的選擇取決于許多因素。

·每個十邊形9個風(fēng)扇，每個保持固定(即它們將不隨床旋轉(zhuǎn))。優(yōu)選為密封系統(tǒng)例如具有撓性端部密封的壁提供每個風(fēng)扇，以使繞過整料空氣旁流最小化。要理解的是，整料不連續(xù)移動，而是在一個床到達再生盒位置時停止，然后在該床離開再生盒時重新開始。布置固定風(fēng)扇，以使當床進入再生盒時，每個床與風(fēng)扇裝置相對布置和密封?？蛇x地，風(fēng)扇可以連接到旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)，并且用該床固定。在那種情況中，風(fēng)扇的數(shù)目將增加到每單個系統(tǒng)2×20＝40個軸向風(fēng)扇。(參見部分3)。

·在單個雙軌道環(huán)系統(tǒng)中存在著兩個再生盒25、27；每個盒用于十邊形中的一個。

·整料的尺寸沒有標準化。作為初步估計，應(yīng)當假定每個床是5米寬×10米高×1米深。這種初步尺寸可以基于經(jīng)濟性分析和其他因素來確定。

·圖6中僅顯示了主要的閥門，另外的閥門、儀器、管道和控制件是用于安全商業(yè)運行所需要的，其是本領(lǐng)域公知的。

在再生和從床中釋放CO₂的過程中，將處于大氣壓和100℃-120℃的溫度的蒸汽直接供給到含有床的再生盒25、27。蒸汽的作用是加熱床和盒，和釋放CO₂，以及產(chǎn)生冷凝物。將冷凝物除去到收集系統(tǒng)。通過CO₂鼓風(fēng)機225、227的作用，將CO₂與一些蒸汽和惰性氣體一起從盒中除去。來自于盒的排氣流送過熱交換器(冷凝器)240，在這里冷卻該流和產(chǎn)生另外的冷凝物，將其送到冷凝物收集系統(tǒng)291。最后將產(chǎn)物CO₂經(jīng)由管線229送去存儲和壓縮，或者可以直接用于另一方法例如藻類生長，無需壓縮。CO₂的壓縮不包括在這種方法說明的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在它用床密封后，在蒸汽流開始之前，特別是將壓縮CO₂的情況中，將空氣至少部分地從再生盒25、27中抽出。優(yōu)選地，在供給蒸汽和汽提CO₂之前，將密封的再生盒中的壓力降低到不大于0.2巴絕壓。優(yōu)選的是從空氣中除去盡可能多的不可冷凝物，以降低壓縮成本。

令人期望的是，在冷凝器之后降低CO₂排氣流中的水量，因為存在的水越多，與存儲CO₂產(chǎn)物有關(guān)的壓縮成本將越高；如果在上游沒有除去，則在壓縮機的級間冷卻器中必須除去更多的冷凝物。留在送去存儲的排氣流中的蒸汽量將是可利用的冷卻劑的最低溫度和安裝的冷凝器的尺寸的函數(shù)。在任何具體情況中，這些值的確定基于壓縮相關(guān)的成本(資金和運行成本)、冷卻劑溫度(例如，使用環(huán)境空氣、冷卻水還是制冷劑)和熱交換器的資金成本的經(jīng)濟性評估。

如果正確地進行設(shè)計，則冷凝器還應(yīng)當能夠分離液體和蒸氣流。但是，在蒸氣流送到CO₂鼓風(fēng)機225、227之前，會需要敲除罐(knock-out drum)或類似類型的裝置來分離液體和蒸氣流。

CO₂鼓風(fēng)機225、227可以是液體環(huán)泵。如果選擇這樣類型的裝置，則它將能夠處置進入的供料中的液體冷凝物，并且該冷凝物將從液體環(huán)系統(tǒng)中消除和送去冷凝物存儲。如果不使用液體環(huán)類型泵裝置，則會需要另外的步驟來確保進入鼓風(fēng)機的蒸氣流不包含大量的液體。所以，用于CO₂鼓風(fēng)機的裝置類型的選擇會對上游裝置的設(shè)計產(chǎn)生影響。

當再生步驟完成時，關(guān)閉全部閥門，因此隔離兩個盒。為了接下來冷卻盒和床(其剛剛完成CO₂釋放和吸著劑再生步驟和預(yù)熱了其他盒和床，其處于環(huán)境溫度)，進行以下步驟：

·打開盒之間的隔離閥126

·打開與處于環(huán)境條件的床相連的真空泵230、330

·真空泵的作用是從已經(jīng)完成CO₂生產(chǎn)和床再生的盒(“熱”盒)中，將蒸汽(初始時處于例如大氣壓和約100℃)抽入處于環(huán)境溫度的盒中。較低的壓力將熱的再生的盒和再生的床冷卻到明顯低于再生后初始溫度(即約100℃)的溫度，這歸因于蒸汽分壓的降低，其降低了蒸汽的飽和溫度。在蒸氣和蒸汽從“熱”盒和床抽出時，這種流將開始加熱第二盒和床(初始時處于環(huán)境溫度)，這歸因于蒸汽在盒壁上和吸著劑床的通道內(nèi)的冷凝。當真空泵連續(xù)運行時，兩個盒中的壓力降低和達到最終壓力(在目前的實施例中是約0.2巴絕壓)。在這個點，兩個盒和它們的整料將處于大致相同的溫度(在目前的實施例中是約60℃)。因此，當它返回到空氣流來進一步吸附CO₂時，“熱”床已經(jīng)冷卻到這樣的溫度，這時吸著劑將不會由于空氣中氧氣的存在而失活到任何明顯的程度。同時，已經(jīng)向處于環(huán)境溫度的床提供了大比例的熱，其是將它的溫度升高到約100℃來用于從吸著劑中汽提CO₂和再生該吸著劑所需的。組合的盒子將達到的最終壓力取決于在氧氣存在下吸著劑上的溫度限制。

·一旦達到了兩個盒25、27中規(guī)定的壓力水平，則停止真空泵230、330，關(guān)閉盒之間的隔離閥126，并且將再生床返回到大氣壓。

·將冷卻的床返回到環(huán)軌道組件，該組件旋轉(zhuǎn)，直到接下來的床移到進入盒的位置，然后停止旋轉(zhuǎn)。

·第二盒和第二盒25、27中的床(其預(yù)熱到約60℃)同時供給有大氣壓蒸汽，并且加熱到100℃，用于CO₂除去和吸著劑再生。CO₂、蒸汽和惰性氣體通過與盒相連的CO₂真空鼓風(fēng)機225、227除去。(見上文和圖6)。

·然后連續(xù)重復(fù)該方法，以交替再生盒25、27。

可能的是，僅單個CO₂鼓風(fēng)機和單個CO₂真空泵可以用于每對再生盒，用于每個盒的分別的鼓風(fēng)機和泵，或者中心系統(tǒng)，即單個CO₂真空泵230、330和單個CO₂鼓風(fēng)機225、227可以用于多個系統(tǒng)對。

圖1和2顯示了概念性機械設(shè)計，這里在每個系統(tǒng)中存在兩個十邊形和這里床升高進入或來自于這樣的盒，其位于圓形軌道系統(tǒng)之上，并且通過懸臂結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)承載。圖3和4顯示了類似的概念，除了盒位于單個凹陷中的階段以下和該盒降低進入該盒中之外。還可行的是，在階段上具有盒，并且當環(huán)旋轉(zhuǎn)時，僅旋轉(zhuǎn)每個床以與該盒處于密封的關(guān)系，然后當該床在再生盒中密封時停止。

圖7A顯示了用于誘導(dǎo)通風(fēng)軸向風(fēng)扇的風(fēng)扇承載系統(tǒng)的概念設(shè)計。豎直壁38與表面密封136一起從床的每個邊緣延伸到風(fēng)扇的徑向向內(nèi)的位置(圖7A中僅顯示了一個這樣的壁)，這里壁與床邊緣接觸，加上在豎直壁之間延伸的以橫截面顯示的頂部和底部表面36、37，豎直壁38將防止空氣旁通繞過床21、22，并且風(fēng)扇26保持在固定位置。優(yōu)選壁38和頂部36和底部37表面中的每個具有彈性體緩沖器136，其將不接觸床22的前面，而是當床21完全旋入空氣捕集位置時，其將壓靠在床的邊緣。

圖7B顯示了一種概念設(shè)計，其中風(fēng)扇326與它們相連的整料21一起旋轉(zhuǎn)。這將需要風(fēng)扇承載結(jié)構(gòu)是環(huán)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一部分，并且將增加旋轉(zhuǎn)整料所需的功率，特別是開始旋轉(zhuǎn)所需的起動轉(zhuǎn)矩。這種選項將允許消除繞過床的空氣旁流，因為密封將是持久的，并且將無需移動。

圖8A、B和9顯示了風(fēng)扇326和通風(fēng)系統(tǒng)425的一種概念性布置，其將用于確保當床10米高時，使用每床兩個風(fēng)扇時，空氣沿著整料的均勻分布。

定位系統(tǒng)以確保整料精確地移入和移出盒所需的機械操作包括：

·兩組床組件在承載結(jié)構(gòu)上的圓形軌道周圍旋轉(zhuǎn)。

·精確的定位位置，這里將停止整料，以確保整料自由移入和移出再生盒，和當風(fēng)扇固定時，處于和不處于與空氣引導(dǎo)壁和密封條的可密封關(guān)系。

·從床組件中除去床，將該床插入再生盒，從該盒中除去該床和將該床重新插入圓形軌道組件上，這里該床豎直移動。當再生盒處于階段上時，除去床將是必需的。

設(shè)計整料以使在整料和盒的內(nèi)部件之間，和當處于空氣送過床的位置時在床和風(fēng)扇承載結(jié)構(gòu)之間，存在著氣密密封。圖10顯示了一種用于并排錐形密封系統(tǒng)的概念性設(shè)計，其將在在再生盒(圖10B)的上部和下部再生盒(圖10A)位置中密封床。圖10C描繪了正視圖。

兩個密封系統(tǒng)并排安裝在每個床框架上，每個與再生盒中的通道150匹配。一個通道在盒中，另一通道在環(huán)組件中，這里布置有床以用于從空氣流中除去CO₂。

密封條將送入其中的每個通道150也是錐形的。當向上插入時，所用密封條在頂部相對于通道是窄的，該通道底部相對于該密封條是寬的。這產(chǎn)生了用于密封條插入通道(它將在其中滑動和密封)的容差。密封條滑入其中的通道也是錐形的，以匹配密封條的錐形。在床上升時，通道和密封條之間的間隙變窄。這逐漸將床居中到正確的位置，并且還逐漸降低了密封條和通道之間的間隙。當完全上升時，密封條和通道從頂部到底部寬度相同，該密封條靠著通道密封，這產(chǎn)生了密封，并且床位于恰好正確的位置。

當向下插入時，使用另一密封條，其底部窄，這允許用于將密封條插入錐形通道(其相對于該密封條是寬的)的容差，并且具有與它在其中滑動和密封的下部位置中的密封條相同的錐形。對于向上方向上的密封操作來說，在床移入位置、居中該床和產(chǎn)生所需密封時，密封條和錐形通道之間的間隙將降低。另外，當盒處于軌道下時，如圖3和4中所示，還存在著集中于床底部和軌道上的再生盒底部和床頂部和再生盒頂部之間的密封。當再生盒在階段上時，如圖11-12中所示，床的邊緣或側(cè)面用于密封。

當設(shè)計用于向上或向下豎直移動床的升降機系統(tǒng)時，期望用于床豎直移動、用于約10,000磅和尺寸5m×10m×1m的整料稱重(在軌道和盒之間)的大概時間期間是30秒-120秒。這個時間期間越短，可用于開發(fā)該方法的工藝參數(shù)的靈活度越大。這是由于這個原因，即階段上的再生盒保持了一些優(yōu)點。

4.1吸著劑性能和床厚度

應(yīng)當理解的是，上述的具體尺寸和其他數(shù)字參數(shù)基于使用現(xiàn)在常規(guī)的聚乙烯胺(“PEA”)作為吸著劑。當實現(xiàn)改進的吸著劑時(其吸附更快和/或是不太容易受到高溫時氧氣的影響)，則例如可以改變尺寸和操作溫度，以及每再生盒的床數(shù)目和軌道周圍床的速度。

目前將通過吸著劑床(其通常是多孔二氧化硅或氧化鋁基底，在它的表面上存在著PEI)的壓力降低優(yōu)選限制到1英寸H₂O，并且給定吸著劑床目前的結(jié)構(gòu)和用于設(shè)計的表面空氣速度(在空管中是2.5m/s)產(chǎn)生了用于床的規(guī)定深度(在空氣流動方向上)。這又影響了盒的深度。假定的壓力降低、床孔隙率、通道尺寸、表面空氣速度可以全部通過吸著劑和/或基底中的改變而調(diào)整，這樣來與吸著劑性能協(xié)同，其會產(chǎn)生不同的優(yōu)選的床深度。一種改進的系統(tǒng)通過使用由氧化鋁包覆的二氧化硅形成的基底(在它的表面上涂覆有伯胺聚合物，例如聚(烯丙基)胺或它的衍生物之一)來實現(xiàn)。

4.2最小設(shè)計壓力-再生盒

所選擇的最小設(shè)計壓力的最重要作用在于用于加熱吸著劑整料的盒的成本。該最小設(shè)計壓力基于實現(xiàn)蒸汽飽和溫度(在最小設(shè)計壓力的盒中蒸汽分壓時)來選擇，以使當它暴露于空氣流中的氧氣時，床冷卻到低于吸著劑發(fā)生明顯失活時的溫度。壓力越低，板越厚，并且盒所需的硬化結(jié)構(gòu)越重。使用伯多胺例如目前通?？衫玫木?烯丙基)胺，優(yōu)選目前最小設(shè)計壓力0.2巴絕壓，需要盒是裝置的大的、重的和昂貴的物品，甚至床尺寸是約3m×5m×1m。在一個商業(yè)裝置中，令人期望的是具有較大的床。但是，隨著床尺寸的增加，盒的重量和成本將以與盒尺寸的冪關(guān)系(非線性)而增加。另外，較高的最小設(shè)計壓力將允許更大量的熱回收，因為“冷”盒可以加熱到較高溫度，并且需要較少的大氣壓蒸汽。因此，如果使用在高溫不失活的吸著劑，則能夠使用較高的最小設(shè)計壓力(即大于0.2巴絕壓)將帶來顯著的優(yōu)點。

4.3構(gòu)造的盒材料

當再生盒由碳鋼和不銹鋼構(gòu)成時，它產(chǎn)生了重的和昂貴的結(jié)構(gòu)。其他構(gòu)造材料包括例如碳纖維(或其他人造材料)，其將能夠節(jié)約成本以及重量。

4.4出入整料的空氣分配

基本的是，空氣盡可能均勻地沿著整流動。在這個上下文中，使用具有合適設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)的誘導(dǎo)通風(fēng)的軸向風(fēng)扇以引導(dǎo)空氣流動是有用的，并且例如與石化空氣冷卻器裝置一起使用。

與空氣分配相關(guān)的第二個問題包括在十邊形系統(tǒng)中送過整料環(huán)的空氣的速度。取決于床高度與它的寬度之比，從由整料頂部形成的圓形開口上升出來的空氣縷流中的空氣速度可以是高的，并且應(yīng)當在風(fēng)扇通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中考慮。

4.5使用具有用于能量回收的潛力的單個出口通風(fēng)系統(tǒng)

應(yīng)當理解的是，如果要降低整料的尺寸，則存在使用水平安裝在整料頂部的圓形開口中的單個非常大的軸向風(fēng)扇的可能。這將空氣抽過整料，然后將全部空氣豎直移出組件。在風(fēng)扇上存在通風(fēng)系統(tǒng)來引導(dǎo)空氣和防止再循環(huán)。另外，出口通風(fēng)系統(tǒng)可以經(jīng)設(shè)計以通過使用小的壓縮，然后膨脹來實現(xiàn)一些能量回收，如在冷卻塔中使用類似的風(fēng)扇和通風(fēng)系統(tǒng)裝置進行的那樣。如果要移動的空氣的量變得過大，則這種選項將不實用。

4.6使用中心CO₂鼓風(fēng)機和冷凝系統(tǒng)以及CO₂鼓風(fēng)機之前所需的冷凝量

在當前設(shè)計中，在CO₂鼓風(fēng)機225上游存在著冷凝器240。這除去水和降低鼓風(fēng)機帶有的蒸氣?？蛇x地，可以使用單個中心冷凝系統(tǒng)；其將處理來自于多個系統(tǒng)對中的全部裝置的全部CO₂產(chǎn)物流。這將降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和減少成本。但是，用于此的代價是每個CO₂鼓風(fēng)機將必須經(jīng)設(shè)計以處理較高流速的濕蒸氣流。應(yīng)當評價每個系統(tǒng)以確定最經(jīng)濟的選項。

4.7使用中心CO₂真空泵

在系統(tǒng)降壓和從“熱”再生盒到“冷”再生盒傳熱過程中，使用了CO₂真空泵230。在所示的優(yōu)選設(shè)計中，真空泵與每個再生盒相連。在某些情形下，一個CO₂真空泵可以用于雙環(huán)系統(tǒng)的兩個盒。另外，可以使用用于多系統(tǒng)的單個大的CO₂真空泵。減少真空泵的數(shù)目應(yīng)當減少與系統(tǒng)有關(guān)的資金成本。

優(yōu)選地，使用液體環(huán)類型泵將看起來是有利的，因為產(chǎn)生的任何冷凝物將包含在液體環(huán)系統(tǒng)中，并且更易于除去。

4.8床除去/吸著劑更換

吸著劑整料將必須在該方法壽命期間使用。這將包括床移動系統(tǒng)(旋轉(zhuǎn)和豎直二者)上的維護活動，吸著劑的更換和維護等。這些活動可以用合適位置的整料來進行，或者它們會需要將整料從組件中除去。除去整料通過安裝第二提升系統(tǒng)來進行，其然后可以將整料移出軌道用于取用。可選地，整料可以經(jīng)設(shè)計以使用起重機除去。有其他可用的選項。

通過考慮前述的公開，據(jù)信根據(jù)本申請的原理，運行多個床系統(tǒng)以從氣態(tài)混合物中除去二氧化碳的不同的其他方式將對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說變得清楚，其包括使用許多常規(guī)的步驟和部件，其是或應(yīng)當變成公知的，并且在進行本發(fā)明中將是有用的，它們本身不是本發(fā)明的一部分。本發(fā)明的范圍僅根據(jù)以下權(quán)利要求書的范圍來確定。