CN101909721A - 碳捕获系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了主要用于热气候的系统和方法，使用氨溶液从来自化石燃料发电厂的含水蒸气的经脱硫的烟道气中除去二氧化碳，同时输出有用的水和肥料的物流。

Description

碳捕获系统和方法
发明领域
本发明涉及气候保护技术领域，特别涉及使用其中用氨基溶液或浆液从发电厂烟道气中吸收二氧化碳的系统对化石燃料电厂中碳捕获的方法进行改进。
发明背景
化石燃料发电厂能够在首次建成时或作为翻新装备有二氧化碳(CO2)捕获装置。一种显示大规模实际应用的近期前景的技术包括使用富氨溶液和浆液从发电厂烟道气中吸收CO2的方法。
例如，国际专利申请公布号WO 2006/022885 A1(E.Gal)描述了急冷氨型方法，其中在常规污染控制装置(例如静电沉降器和烟道气脱硫器)下游，将该烟道气冷却到远低于环境饱和温度，并用冷水对其湿法洗涤以除去常规装置未除去的残余污染物。然后将该清洁的烟道气通过一个或多个在约大气压和在0℃～20℃范围内的低温下操作的CO2吸收器，在其中该烟道气中的气态CO2与氨化溶液反应。在通入该CO2吸收器中之前将该烟道气冷却降低了其水分含量和其体积，由此提高了该CO2的浓度，并使其得到更有效地捕获。而且，在该吸收器中相对低的洗涤温度提高了CO2向氨溶液的传质，同时降低了该氨的蒸汽压，由此容易防止其蒸发到烟道气体物流中。然后将来自该吸收器容器的该富含CO2的氨溶液加压加热以将吸收的CO2作为相对清洁的加压CO2气体物流(其包含低浓度的氨)释放，通过随后的冷洗涤工艺将后者除去。该氨溶液现在是贫CO2的，将其再循环用于进一步的CO2吸收任务。同时，能够将该CO2气流冷却并进一步加压以储存并封存(sequestration)。读者参照上述专利公开文件以获得对该方法的更完整描述。
碳捕获方法当然旨在减缓由于大气中温室气体的浓度提高而造成的环境变化的发生。然而，大多数气候专家都同意一些全球变暖已经发生，而且将持续至少几十年。全球变暖引发的气候变化的结果将包括在世界上的一些区域中干旱的增加，其伴随着水的短缺。此外，还存在对用于提高农作物产量的肥料的增加需求。
发明内容
因此，本发明提供了用于从化石燃料发电厂的含水蒸气的、经脱硫的烟道气中除去二氧化碳同时输出肥料和水的物流的系统。该系统包括：
(a)第一烟道气冷却阶段，包括水冷却装置和连接用于接收来自该水冷却装置的冷却循环水以冷却该烟道气并同时冷凝其中的水的第一烟道气冷却器；
(b)第二烟道气冷却阶段，包括在闭合回路中与第二烟道气冷却器连接的冷却剂冷却装置，由此该第二烟道气冷却器接收来自该冷却剂冷却装置的循环冷却剂以进一步冷却该烟道气并由此冷凝另外的其中的水；
(c)排放装置，通过其从该系统中分别除去至少等于由第一和第二烟道气冷却阶段中冷凝的量的各自的水物流用于进一步的应用；
(d)二氧化碳吸收阶段，使用循环的富氨溶液以从该冷却的脱水的烟道气中吸收二氧化碳并输出包括夹带的氨的贫二氧化碳的烟道气的物流；
(e)二氧化碳再生阶段，接收来自该二氧化碳吸收阶段的包含二氧化碳的富氨溶液，通过加热该富氨溶液以从其中释放吸收的二氧化碳来输出包括夹带的氨的二氧化碳物流，并将该贫二氧化碳的富氨溶液再循环到该二氧化碳吸收阶段；
(f)从该系统中除去二氧化碳物流用于长期储存的装置；
(g)硫酸洗涤阶段，接收来自该二氧化碳吸收阶段的该贫二氧化碳的烟道气体物流，通过将氨与硫酸反应以制备浓缩的硫酸铵溶液而从其中除去氨，并输出贫二氧化碳的清洁烟道气体物流；
(h)排放装置，通过其从该系统中除去该浓缩的硫酸铵溶液物流用于进一步的应用；和
(i)接收来自该硫酸洗涤阶段的该清洁烟道气并将其排放到大气中的装置。
以下可以是必须或合意的：将水洗涤阶段位于该二氧化碳吸收阶段和该硫酸洗涤阶段之间以从该贫二氧化碳的烟道气体物流中回收初始比例的氨，该回收的氨循环到该二氧化碳吸收阶段中的氨化溶液中。水洗涤阶段也可以位于该二氧化碳再生阶段之后以在将该二氧化碳从该系统中除去用于长期储存之前从该二氧化碳物流中回收氨，该回收的氨循环到该二氧化碳再生阶段中的该氨化溶液中。
优选地，该第一烟道气冷却器是直接接触式气体冷却器。有利地，将已经在第一烟道气冷却器中被该烟道气加热的该循环水在该二氧化碳再生阶段中通过热交换器，由此加热该包含二氧化碳的富氨溶液并释放其中的吸收的二氧化碳。在通过该二氧化碳再生阶段之后，将该循环水通过该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置。
在该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置应当通过不会导致该循环水通过蒸发而损失的方法冷却该循环水。因此，在该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置可以是如下的热交换器：其将该循环水与在将该清洁烟道气体物流排放到大气中之前由该硫酸洗涤阶段输出的清洁烟道气体物流或者与环境冷却剂(例如海水或大气)呈非接触式热交换关系。例如，该水冷却装置可以是干冷却塔，其使用清洁烟道气体物流或大气来冷却该循环水。作为另一替代方式，该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置可以是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量，并可操作用于冷却该循环水并将如此得到的热量释放到环境中。
将该循环水与该清洁烟道气体物流在将后者排放到大气中之前呈非接触式热交换关系是特别有利的，因为其避免了对环境冷却剂的加热，还因为在硫酸洗涤阶段之后对该清洁烟道气体物流的加热将有助于废气烟羽分散(exhaust plume dispersal)。
尽管该第一烟道气冷却器优选是直接接触式气体冷却器，但该第二烟道气冷却器是其中该冷却剂不与烟道气体物流直接接触的热交换器形式。因此，该第二烟道气冷却器可以包括该循环冷却剂通过其的热交换盘管阵列。
该第二烟道气冷却阶段中的该冷却剂冷却装置可以是机械急冷器，其中该冷却剂是致冷剂(例如氨、CO2或)，其通过与烟道气的热交换而蒸发并通过与环境冷却剂(例如海水或大气)的热交换而冷凝。可替代地，该冷却剂冷却装置可以是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量，并可操作以冷却已经被该烟道气加热的循环水或其他冷却剂并将如此得到的热量释放到环境中。
本发明还提供了用于从化石燃料发电厂的含水蒸气的经脱硫的烟道气中除去二氧化碳的方法。该方法包括以下步骤：
(a)在第一烟道气冷却阶段中冷却烟道气并冷凝其中的水；
(b)在第二烟道气冷却阶段中进一步冷却该烟道气并冷凝进一步的其中的水；
(c)将来自该第一和第二烟道气冷却阶段中的水分开排放到各自的水物流中，其物流速至少等于由第一和第二烟道气冷却阶段冷凝的各自的量；
(d)将该冷却的脱水烟道气中的二氧化碳吸收到富氨溶液中并输出包括夹带的氨的贫二氧化碳的烟道气体物流；
(e)加热该富氨溶液，并输出包括夹带的氨的释放二氧化碳的物流；
(f)将贫二氧化碳的富氨溶液再循环以用于进一步的二氧化碳吸收；
(g)从该方法中除去二氧化碳物流用于长期储存；
(h)通过在硫酸洗涤阶段中对其洗涤而从该贫二氧化碳的烟道气体物流中除去夹带的氨，并输出贫二氧化碳的清洁烟道气体物流，而同时通过该氨与硫酸的结合产生浓缩的硫酸铵溶液；
(i)排放来自该硫酸洗涤阶段的该浓缩的硫酸铵溶液物流用于进一步的应用；和
(j)将该清洁烟道气排放到大气中。
优选地，该化石燃料发电厂是燃烧气化的煤或油的燃气涡轮复合循环发电厂(gas turbine combined cycle power plant)。
从以下描述和权利要求的仔细阅读中，本发明的其他方面将显而易见。
附图说明
现在将结合附图1描述本发明的示例性实施方案，该附图1是以简化形式描述用于从烟道气中尤其除去二氧化碳的方法的流程图。
优选实施方案的详述
燃烧天然气的发电厂产生相对清洁的烟道气体物流，其仅仅包含约2～3％的CO2。另一方面，燃烧燃料例如煤和油的发电厂产生包含尤其约10～15％的CO2的烟道气。全世界大多数的已经建成或规划在近期到中期建造的发电厂都是以某种形式或其他形式燃烧煤的。因此将认识到降低其CO2排放在降低对气候变化的影响中扮演着非常重要的角色。
尽管发电厂烟道气的脱硫不是本发明的目的，但假设在图1的左手末端，该烟道气体物流10需要脱硫。在通过静电沉降器(如果需要，未示出)之后，其除去任意悬浮的颗粒和亚硫酸/硫酸雾，烟道气10进入脱硫工艺12。在这种情况中，采取湿法洗涤工艺，其中将压碎的石灰(碳酸钙)13与少量水14(例如海水)混合以制备石灰浆液喷雾，烟道气10通过该喷雾。发生反应，其中烟道气中的二氧化硫转化作为亚硫酸钙和二氧化碳。然后将该亚硫酸钙氧化为水合硫酸钙(石膏)15，能够将其作为建筑材料销售。
Wellman-Lord方法是能够考虑与本发明一起使用的可替代的脱硫方法。首先，将热烟道气洗涤以除去灰尘、氯化氢、氟化氢和三氧化硫。在冷却之后，在吸收塔中用亚硫酸钠饱和溶液对该气体喷雾。该亚硫酸钠与该二氧化硫反应以生成亚硫酸氢钠浓溶液，将其通过蒸发系统以再生，在其中通过水蒸气处理将其分解以释放亚硫酸钠用于循环。该释放的二氧化硫转化为元素硫、硫酸或液态二氧化硫。该方法的主要优点是在该方法过程中该吸收剂得以再生并连续循环。此外，当与产生水蒸气用于发电的发电厂一起使用时，该发电厂能够提供该方法中所用的水蒸气的来源。
能够考虑与本发明一起使用的另一种替代方式是在发电厂的燃烧工艺过程中从煤中除去硫。这能够通过使用加压物流化床燃烧器或集成气化复合循环工艺(Integrated Gasification Combined Cycle process)实现。在这种情况中，如图1中所示的烟道气脱硫将是不必要的。
为了参照图1描述本发明的实施方案，将假设该烟道气10A，无论怎样经过脱硫，都来自燃烧气化煤或油的燃气涡轮复合循环(GTCC)发电厂，因此包含约10～15％的CO2。除CO2和其他大气之外，该经脱硫的烟道气10A仅仅包含残余的污染物，且在40～70℃(典型地约55℃)的温度下用约15～18％水进行水饱和。为了净化该残余的污染物并冷却该烟道气10A，将其通过包括直接接触式气体冷却器(DCC)16的第一烟道气冷却阶段，在其中使用约为环境温度(即25℃)的较冷水18A在逆流的填充床容器中洗涤该烟道气。因此，该烟道气冷却到约为环境温度并且将过量的水冷凝出来。假设该烟道气体物流10A的清洁性是可接受的，该DCC 16(其通过该CO2再生器44再循环，如后解释)中的水的清洁性也将是可接受的。该冷凝的水与该洗涤水18A混合以形成轻度污染的水物流18B，其以约52℃的温度排出该DCC 16。物流18B的温度升高是由冷凝热和传递自烟道气的热量的共同作用所致。注意至少等于从烟道气14中冷凝出的水量的水物流20显示为在该DCC 16的出口处从该主物流18B中排放出。在如果需要的例如在离子交换树脂或太阳能蒸馏器中净化之后，该水20将是可饮用的或可用于工业或农业用途。
在DCC 16运行一段时期(在该时期中其中所用的水已经连续循环)之后，从烟道气10A中获得的杂质将逐渐累积在该循环水中，这对于技术人员将是显而易见的。因此，需要连续或周期性地用清洁的水替换一些不纯的循环水。其常规方法会是将其量略多于从该烟道气14中冷凝出的量的水排放到物流20中，并通过将相应少流量的清洁水连续注入该DCC 16顶部来补充所产生的水的缺少。这种清洁水将有利地是该物流20在净化之后的过量部分。
然后将最初冷却的烟道气10B通向包括气体冷却器24的第二冷却阶段，该气体冷却器24是散热器形式的热交换器，与当大气温度过高以不能有效操作燃气涡轮时在燃气涡轮发动机上使用的空气入口冷却器类似。在这种类型的气体冷却器中，冷却剂26A、26B通过热交换盘管阵列，在该冷却剂和该气体物流10B之间不直接接触。
在图1中所示的本发明的实施方案中，急冷器30是机械急冷器。这主要包括压缩机，其将致冷剂(例如
Figure BPA00001168387500061
氨或二氧化碳)泵送到气体冷却器24(在此处该冷却剂通过蒸发从该烟道气中除去热量)和包括冷凝器的排热装置28之间的闭合回路周围，因此整体用作热泵。该冷凝器将通过将热量排放到环境冷却剂(例如海水或大气)而使该冷却剂冷凝。
可替代地，急冷器30可以是吸收型的工业急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量，并用于冷却已经被该烟道气体物流10B加热的循环水或其他冷却剂26B。再次，必须将该吸收急冷器从该经加热的冷却剂26B中获得的热量通过热交换器在28处排到环境中，所热交换器的形式取决于该气体冷却器24中所用的冷却剂的类型和将热量排向其中的环境冷却剂的性质。
使用上述急冷器设置，可以将烟道气冷却到准备在用鼓风机36提供能量之后进入CO2吸收器34的物流10C中的5℃。
在进入该气体冷却器24之前温度约为25℃的烟道气10B仍包含明显量的水蒸气。因此需要进一步将该烟道气体物流10B中的水量降低到将不影响该CO2吸收器/再生器系统34/44中的水平衡的低水平。这是在气体冷却器24中实现的，因为在5℃，该烟道气10B中的大部分水蒸气冷凝出来以作为水物流32除去。在几乎不或不经进一步处理之后，水32是可饮用的，或者可用于工业或农业用途。
该相对干燥的(0.8％水含量)、经冷却的并提供能量的烟道气10D通过一个或多个以约大气压操作的CO2吸收器34，在此处该烟道气中的气态CO2与氨化溶液或浆液反应并因此被其吸收。该贫CO2的烟道气体物流10E在排放到大气中之前如下所述通向进一步的处理。同时，用泵42将该富含CO2的氨溶液40A从该吸收剂容器34泵送到CO2再生系统44中，在此处将其加热以将吸收的CO2作为包含低浓度氨的相对清洁的加压CO2气体物流45释放出来。在通过该再生系统44之后，将该贫CO2的氨溶液40B再循环到该CO2吸收器34中用于进一步的任务。有利地但不必需地，可以通过在洗涤器46中的水洗涤方法回收该CO2气体物流45中的低浓度氨，并将其循环到再生器44中。然后，能够将该清洁的CO2气体物流47冷却并进一步加压用于储存和封存(未示出)。
所描述的碳捕获系统的优点方面是如下方式：其中，在该再生系统44中将吸收的CO2从该氨化溶液中释放出来所需的至少一些热量是由DCC 16提供的。如前所述，该冷却水物流18B以约52℃的温度离开该DCC 16。在将水20排放掉之后，剩余的水物流18C通过在该再生系统44中的热交换器22，在其中通过加热该氨化溶液有助于CO2的释放。由DCC 16供给该再生系统44所需的所有热量可能是不可行的，在这种情况中在再生系统44中将需要辅助加热器(未示出)。在将其大比例的热量供给该再生系统之后，该水现在为约35℃，将其作为物流18D循环到干冷却塔48用于在DCC 16中再利用之前再次冷却到环境温度。
在图1的实施方案中使用干冷却塔48是因为在发电方案中通常使用的敞开冷却塔会将大量的水蒸发到大气中。在节水重要的情况下这会是不适宜的，这也会倾向于使本发明的目的无效，本发明的目的是使用发电厂烟道气为可能短缺水的地区提供额外的水。
现在返回烟道气在离开该CO2吸收器34后的路线，本领域技术人员将认识到该烟道气体物流10E不可避免地已经被该CO2吸收器34中的氨所污染。在图1的实施方案中，在两阶段方法中除去该氨。首先，将包含约百万分之5000份(ppm)NH3的烟道气物流10E在洗涤塔48中通过水洗工艺以除去大比例的氨，将其再循环到吸收器34中。这样在离开洗涤塔48的烟道气体物流10F中将氨浓度降低到约200ppm。然后，将烟道气物流10F通过硫酸洗涤塔50，其将离开洗涤塔50的烟道气物流10G中的氨浓度降低为约2ppm。通过该系统中的这一阶段，该烟道气物流10G已经足够清洁以通过烟囱排放到大气中。
该酸洗涤是独立的工艺，其将较少量的硫酸从该洗涤塔50的底部通过泵52连续循环到顶部。在该洗涤塔中，硫酸与该烟道气中的氨相结合以通过以下反应生成硫酸铵：
H2SO4+2NH3＝(NH4)2SO4。
因为适当控制在该洗涤塔中循环的硫酸的量和浓度，因此在该洗涤塔底部的硫酸铵溶液的浓度相当高，包含至多30％或40％的硫酸铵。如所示，将其排放到物流54中并在最小化的进一步处理之后适用作肥料。硫酸在该酸洗涤方法中当然被逐渐消耗掉，因此需要通过补充管线56将其进一步的量连续注入到该洗涤塔52中。在洗涤塔52中通过蒸发损失的水将非常低，因为在该洗涤塔入口处的该烟道气10F具有仅约5℃的温度。因此，清洁烟道气10G也将为约5℃，包含非常少量的水蒸气，以及需要将非常少量的补充水与硫酸一起注入该洗涤塔52中。
由于低效率的氨回收及其用于制备硫酸铵而造成该系统中氨的损失当然必须通过将补充氨注入(未示出)该CO2吸收器/再生器阶段34/44而得到补偿。
可以预期如下方法：其中，仅通过该硫酸洗涤塔50除去该烟道气中在通过该吸收器的过程中夹带的氨。在这种情况中，将制备更大量的硫酸铵溶液，在该洗涤塔50中需要按比例更大量的硫酸，并需要增加的硫酸和氨的补充量。
如前所述，冷却塔(无论是干的还是敞开的)仅能将流体冷却到等于或略高于环境温度，因为其取决于大气来得到冷却效果。因此，在热气候中，在空气温度通常可能超过35℃的情况下，可以将水物流18D与海水(如果其在当地可得到)处于热交换关系，而不使用冷却塔。
干冷却塔48的另一替代方式能够是另一种吸收型急冷器，由来自发电厂的热量提供能量，以将水18D冷却到在DCC 16中使用可接受的温度。再次，这需要向环境中排放热量。
作为使用环境冷却剂冷却水物流18D的在环境上优选的替代方式，在将烟道气排放到大气中之前，能够使用干冷却塔48或其他适合的热交换装置从约35℃的水物流18D中传热给该清洁烟道气物流10G，其最初约为5℃。这在图1中以箭头10G的虚线向左延伸所示。这种将烟道气热量从该方法的较早阶段向清洁烟道气物流的传递避免了将热量排放到环境冷却剂(例如海水)的需要，并且能够更快速地将该清洁烟道气分散到废气烟羽(exhuast plume)中。该烟羽由于其低的水蒸气含量而可以是不可见的。
应当特别注意上述方法的以下特征。
(a)通过以下将能够从该方法中排放的水的量和纯度最大化：
-使用燃烧气化煤的GTCC发电厂(与其他类型的烧煤发电厂不同)，以确保该烟道气体物流10的杂质含量最小化，使得在脱硫之后，进入该DCC 16的该烟道气物流10A足够清洁以便于得到可接受的清洁水排放20；
-避免了现有技术将过量水从DCC 16返回到脱硫工艺12的权宜之计——相反，能够将更低品质的水(例如海水)用于该脱硫工艺中，由此释放相对清洁的水以从物流20中排放出；和
-在水物流18A和冷却剂物流26A分别进入DCC 16和气体冷却器24之前，使用冷却该水物流18A和冷却剂物流26A的“零蒸发”(无水损失)方法。
(b)本发明使该方法制备的有用的肥料产品的量最大化。这是通过在该方法结束时使用硫酸洗涤50作为独立的阶段而实现的，即其与该方法中前面的任何一个或多个阶段的唯一连接是接受来自较早工艺阶段的烟道气物流10F，其循环酸洗与前面的工艺阶段相隔离。
(c)通过以下提高了该CO2去除方法的能量效率并降低了其环境影响：
-在CO2再生器中使用来自DCC 16的热量；
-在水进入DCC 16之前使用急冷的清洁烟道气10G来冷却所述水，并使用清洁烟道气的相应加热来帮助废气烟羽分散。
上面仅借助于实施例描述了本发明，能够在如权利要求所述的本发明的范围内进行改变。因此，本发明的宽度和范围不应被任何上述示例性实施方案所限制。在该说明书(包括权利要求书和附图)中公开的各特征都可以用用于相同、相当或类似目的的替代特征所代替，除非有明确的另外指示。
除非上下文有明确有另外要求，在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等都应当以开放式而不是以封闭式或穷举的含义解释；即以“包括但不局限于”的含义解释。

Claims (23)

1.用于从化石燃料发电厂的经脱硫的、含水蒸气的烟道气中除去二氧化碳的系统，该系统包括：
(a)第一烟道气冷却阶段，包括水冷却装置和第一烟道气冷却器，所述第一烟道气冷却器经连接以接收来自该水冷却装置的冷却的循环水以冷却该烟道气并由此冷凝来自其的水；
(b)第二烟道气冷却阶段，包括在闭合回路中与第二烟道气冷却器连接的冷却剂冷却装置，由此该第二烟道气冷却器接收来自该冷却剂冷却装置的循环冷却剂以进一步冷却该烟道气并由此冷凝来自其的另外的水；
(c)排放装置，通过其从该系统中分开除去至少等于由第一烟道气冷却阶段和第二烟道气冷却阶段中冷凝的量的各自水物流用于进一步的应用；
(d)二氧化碳吸收阶段，其使用循环的富氨溶液以从该冷却的脱水的烟道气中吸收二氧化碳并输出包括夹带的氨的、贫二氧化碳的烟道气物流；
(e)二氧化碳再生阶段，其接收来自该二氧化碳吸收阶段的包含二氧化碳的富氨溶液，通过加热该富氨溶液以从中释放吸收的二氧化碳而输出包括夹带的氨的二氧化碳物流，并将该贫二氧化碳的富氨溶液循环到该二氧化碳吸收阶段；
(f)从该系统中除去该二氧化碳物流用于长期储存的装置；
(g)硫酸洗涤阶段，其接收来自该二氧化碳吸收阶段的该贫二氧化碳的烟道气物流，通过将氨与硫酸反应从其中除去氨以制备浓缩的硫酸铵溶液，并输出贫二氧化碳的清洁烟道气物流；
(h)排放装置，通过其从该系统中除去该浓缩的硫酸铵溶液的物流用于进一步的应用；和
(i)接收来自该硫酸洗涤阶段的该清洁烟道气并将其排放到大气中的装置。
2.权利要求1的系统，进一步包括位于该二氧化碳吸收阶段和该硫酸洗涤阶段之间的水洗涤阶段，由此从该贫二氧化碳的烟道气物流中回收初始比例的夹带的氨，以及将该回收的氨循环到该二氧化碳吸收阶段中的装置。
3.权利要求1或2的系统，进一步包括位于该二氧化碳再生阶段之后以在将二氧化碳从该系统中除去之前从该二氧化碳物流中回收夹带的氨的水洗涤阶段，和将该回收的氨循环到该二氧化碳再生阶段的装置。
4.任一前述权利要求的系统，其中该第一烟道气冷却器是直接接触式气体冷却器。
5.任一前述权利要求的系统，进一步包括在该二氧化碳再生阶段中连接在该第一烟道气冷却器和该水冷却装置之间的热交换器，由此将已经在第一烟道气冷却器中被该烟道气加热的循环水通过所述热交换器以加热该包含二氧化碳的富氨溶液并从中释放吸收的二氧化碳。
6.任一前述权利要求的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是使得该循环水与以下中的任一处于非接触式热交换关系的热交换器：
(a)在将该清洁烟道气物流排放到大气中之前由该硫酸洗涤阶段输出的该清洁烟道气物流，或
(b)环境冷却剂。
7.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是干冷却塔，其使用该清洁烟道气物流或大气来冷却该循环水。
8.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是热交换器，其使得该循环水与海水处于非接触式热交换关系。
9.权利要求6的系统，其中该第一烟道气冷却阶段中的该水冷却装置是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量并经操作以冷却该循环水并将其热量释放到环境冷却剂中。
10.任一前述权利要求的系统，其中该第二烟道气冷却器包括该循环冷却剂通过其的热交换盘管阵列。
11.任一前述权利要求的系统，其中该第二烟道气冷却阶段中的冷却剂冷却装置是机械急冷器，其中该冷却剂是致冷剂，其通过与烟道气的热交换而蒸发并通过与环境冷却剂的热交换而冷凝。
12.权利要求1～10任一项的系统，其中该第二烟道气冷却阶段中的该冷却剂冷却装置是吸收急冷器，其由来自发电厂的热量提供能量并经操作以冷却已经被该烟道气加热的该循环冷却剂并将其热量释放到环境冷却剂中。
13.权利要求11或12的系统，其中该环境冷却剂是海水或大气。
14.用于从化石燃料发电厂的经脱硫的、含水蒸气的烟道气中除去二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在第一烟道气冷却阶段中冷却该烟道气并冷凝来自其的水；
(b)在第二烟道气冷却阶段中进一步冷却该烟道气并冷凝来自其的另外的水；
(c)分开地从该第一烟道气冷却阶段和第二烟道气冷却阶段排放水到各自的水物流中，所述水物流的流速至少等同于由第一烟道气冷却阶段和第二烟道气冷却阶段冷凝的各自的量；
(d)从该冷却的脱水的烟道气中吸收二氧化碳到富氨溶液中，并输出包括夹带的氨的、贫二氧化碳的烟道气物流；
(e)加热该富氨溶液，并输出包括夹带的氨的、释放的二氧化碳的物流；
(f)将该贫二氧化碳的富氨溶液循环以用于进一步的二氧化碳吸收；
(g)从该方法中除去二氧化碳物流用于长期储存；
(h)通过在硫酸洗涤步骤中对该贫二氧化碳的烟道气物流进行洗涤而从该贫含二氧化碳的烟道气物流中除去夹带的氨，并输出贫二氧化碳的清洁烟道气物流，同时通过该氨与硫酸的结合产生浓的硫酸铵溶液；
(i)从该硫酸洗涤阶段排放该浓的硫酸铵溶液物流用于进一步的应用；和
(j)将该清洁烟道气排放到大气中。
15.权利要求14的方法，进一步包括以下步骤：在该硫酸洗涤阶段之前通过在水洗涤阶段中洗涤该贫二氧化碳的烟道气物流而从所述贫二氧化碳的烟道气物流中回收初始比例的夹带的氨，并将该回收的氨循环到该富氨溶液中。
16.权利要求14或15的方法，进一步包括以下步骤：在从该方法中除去二氧化碳之前通过在水洗涤阶段中洗涤所述二氧化碳物流而从该二氧化碳物流中回收夹带的氨，并将该回收的氨循环到该富氨溶液中。
17.权利要求14～16任一项的方法，进一步包括以下步骤：使用在第一烟道气冷却阶段中从该烟道气中除去的热量从该富氨溶液中释放该吸收的二氧化碳。
18.权利要求14～17任一项的方法，其中使用该贫二氧化碳的清洁烟道气从在第一烟道气冷却阶段中的该烟道气中除去热量，由此在将该贫二氧化碳的清洁烟道气物流排放到大气之前将该贫二氧化碳的清洁烟道气物流加热。
19.权利要求14～17任一项的方法，其中使用环境冷却剂在该第一和/或第二烟道气冷却阶段中从烟道气中除去热量。
20.权利要求19的方法，其中使用热泵在第二烟道气冷却阶段中从烟道气中除去热量并将热量排放到所述环境冷却剂中。
21.权利要求19的方法，其中在该第一和/或第二烟道气冷却阶段中使用吸收急冷器从烟道气中除去热量并将热量排放到环境冷却剂中。
22.权利要求20或21的方法，其中该环境冷却剂是海水或大气。
23.权利要求1～13任一项的系统，其中该烟道气来自燃烧气化的煤或油的燃气涡轮复合循环发电厂。
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