CN105745454A - 用于使用液体对气体进行多级压缩的方法和系统 - Google Patents

用于使用液体对气体进行多级压缩的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压缩气体的方法，包括：在第一高压腔室中维持第一体积的液体；以及在第二高压腔室中维持第一体积的气体，其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过高压泵流体连接。迫使加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室，且同时使用所述高压泵将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。

Description

用于使用液体对气体进行多级压缩的方法和系统
相关申请的交叉参考
本申请要求2013年11月20日提交的美国临时专利申请No.61/906,462和2014年10月2日提交的美国申请No.14/505,122的权益和优先权，以上两个申请以引用方式完整地并入到本申请中并形成本申请的一部分。
背景技术
压缩气体在许多不同应用中是有用的。举例来说，压缩天然气车辆包含用来储存用于推进的压缩天然气的罐。所述罐以高压力储存气体以供车辆的发动机使用。当前，用以将气体从低压源(例如，住宅管线)压缩到高压罐(例如，车辆储存罐)的方法包含使用直接机械压缩。这些直接机械压缩方法使用往复式活塞，所述往复式活塞在气缸内可移动以压缩气体。在使用中，这些系统可能是昂贵的并且难以修理和/或维护。
发明内容
本文呈现的概念的一个方面包含一种压缩气体的方法。所述方法包含：在第一高压腔室中维持第一体积的液体；以及在第二高压腔室中维持第一体积的气体，其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过高压泵流体连接。迫使加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室，且同时使用所述高压泵将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。
任选地或替代地，迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室可以包括：在第一低压腔室中维持第二体积的液体；在第二低压腔室中维持第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接；以及通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室；且在所述第一低压腔室中的液体的所述至少一部分被泵送到所述第二低压腔室时将气体汲取到所述第一低压腔室中。
任选地或替代地，迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用一个或多个机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。
另一方面包含一种用于压缩气体的系统。所述系统包含：第一高压腔室，具有第一体积的液体，其中加压气体受迫进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室；高压泵；以及第二高压腔室，其中在所述第二高压腔室中维持第一体积的气体，且其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过所述高压泵流体连接。在所述加压气体受迫进入所述第一高压腔室时，同时将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体的所述至少一部分将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。
替代地或任选地，所述系统可以进一步包括：第一低压腔室，具有第二体积的液体；第二低压腔室，具有第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接。通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。
替代地或任选地，所述系统可以进一步包括一个或多个机械活塞压缩器，其中迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用所述一个或多个机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。
本领域的技术人员在检阅附图和详细说明后将明了或者可变为明了其它系统、方法、特征和/或优点。希望所有此类额外的系统、方法、特征和/或优点包含在此说明内，并受所附权利要求书的保护。
附图简要说明
图1是用于使用液体压缩气体的系统的示意图。
图2是在图1的系统中使用的压缩腔室的示意性截面图。
图3是用于将液体递送到图2中说明的压缩腔室的喷嘴的示意性部分截面图。
图4是在图1的系统中使用的分离组合件的示意图。
图5是图4的分离组合件的一部分的示意性截面图。
图6是用于使用液体压缩气体的另一系统的示意图，展示两级压缩。
图7是用于使用液体压缩气体的两级系统的示意图，所述系统采用用于低压和高压压缩级的两侧。
图8A-8L是用于使用液体压缩气体的两级系统的压缩阶段的序列的示意图。
图9是用于使用液体压缩气体的两级系统的高压腔室排放压力的控制方案的示意图。
图10是用于使用液体压缩气体的两级系统的可能压缩腔室的横截面图。
图11是用以示范使用柯恩达效应(Coandaeffect)对气体的内部冷却的图10的压缩腔室的横截面图。
图12A和12B是具有典型管线组成的天然气的相图。
具体实施方式
图1是能够实现使用加压液体(例如，水、汽油、柴油等)来压缩气体(例如，天然气、氢气、惰性气体等)的过程的系统10的示意图。任选地，本公开预期加压液体例如可以是例如水和单乙二醇(MEG)等流体的混合物。流体混合物可用来确保极端温度下的操作。将了解，系统10可以包含例如阀和类似物等组件以促进系统内的流体传送。如图示，系统10包含第一低压(LP)压缩腔室11、第二高压(HP)压缩腔室12、传送阀13、泵组合件14、分离组合件15以及液体罐16。下文提供系统10中的这些组件的细节。然而一般来说，系统10结合用于在压缩期间冷却气体的技术利用两级液体压缩(第一级在LP腔室11内且第二级在HP腔室12内)。在压缩期间，液体活塞形成于相应的腔室内，并且操作以压缩腔室内的气体以及提供用于从压缩气体的热传递的合适媒介。在替代实施方案中，系统10可以仅包含单个压缩腔室。在此实施方案中的单个压缩腔室将以与本文论述的腔室11和12类似的方式操作。
在用于压缩的一个实施例方法中，气体在低压(例如，不大于25巴，通常近似为0.5巴或更小)下从源18(例如，住宅天然气管线)进入系统10。在第一级压缩中，通过使用泵组合件14从罐16提供的液体在LP腔室11中将气体压缩到较高的中等压力(例如，近似20-22巴)。在一个实施方案中，LP腔室11可以具有固定内部体积(例如，大约20升)。随后，在第二级压缩中，也通过使用泵组合件14从罐16提供的液体在HP腔室12中将气体压缩到更高的储存压力(例如，至少200巴、近似400巴)。在一个实施方案中，HP腔室12也具有固定内部体积(例如，大约2升)。
一旦气体在LP腔室11中压缩到中等压力，便使用传送阀13将气体传送到HP腔室12。在一个实施方案中，泵组合件14包含至少两个泵，用以将液体引入到腔室11和12以使得将气体压缩到所需的退出气体压力。在一个实施例中，泵组合件14包含被设计成实现系统10内的流体的高体积流量/低压力的第一泵，以及被设计成实现系统10内的流体的高压力/低体积流量的第二泵。无论泵组合件14的构造如何，都随后在分离组合件15中对退出HP腔室12的气体进行过滤以移除水或其它杂质，然后将气体递送到储存罐(例如，位于车辆上)。
用于压缩的液体连续地再循环且储存在罐16中。在一个实施方案中，以来自压缩气体源18的压缩气体对所述液体加压。在一个实施方案中，源18包含用以控制气体到罐16中的进入的一个或多个阀。传送阀13可以控制气体从罐16到腔室11的进入，以及气体从LP腔室11到HP腔室12的进入。泵组合件14被构造成将液体从罐16提供到LP腔室11、HP腔室12且从分离组合件15接收液体。如果需要，那么罐16可以包含用以耗散液体中的残余热的一个或多个冷却特征(例如，外部冷却鳍片)。
任选地，传送阀13可以是三通阀。应当了解，可以用电方式控制(例如，通过将控制信号发送到传送阀13来重新定位)传送阀13。举例来说，当在第一位置中时传送阀13可以控制气体从气体源18到LP腔室11中的进入，当在第二位置中时传送阀13可以控制气体从气体源18到HP腔室12中的进入，且当在第三位置中时传送阀13可以控制气体在LP腔室11与HP腔室12之间的流动。举例来说，在第一位置中，传送阀13控制气体从气体源18到LP腔室11中的流动。如上文论述，随后通过将液体引入到LP腔室11中可以在LP腔室11中将气体压缩到中等压力。将气体压缩到中等压力时，可以将传送阀13重新定位到第三位置，以便控制气体在LP腔室11与HP腔室12之间的流动。任选地，在气体从LP腔室11流动到HP腔室12时，可以继续引入液体，且在一些实现中，液体可以从LP腔室11流动到HP腔室12。进入HP腔室12的液体可以防止气体从HP腔室12流回到LP腔室11。随后，当将少量液体从LP腔室11引入到HP腔室12中时，可以将传送阀13重新定位到第二位置以控制气体从气体源18到HP腔室12中的进入，但一般来说气体从气体源18流动到LP腔室11中。如上文论述，随后通过将液体引入到HP腔室12中可以在HP腔室12中将气体压缩到储存压力。
LP腔室11和HP腔室12的操作在原理上相同，且为了简要，下文仅详细论述LP腔室11。关于LP腔室11阐释的原理也适用于HP腔室12的结构和操作。如下文更详细论述，腔室中的每一者包含可操作以压缩气体的液体活塞。在一个实施方案中，使用具有弯曲型面的柯恩达喷嘴(Coandanozzle)，所述喷嘴操作以将液体注入到相应腔室中。其它实施方案包含沿着压缩腔室的内壁的螺旋路径，在液体从压缩腔室的顶部行进到形成液体活塞的上升液位时液体遵循所述螺旋路径。一般来说，此应用涵盖液体可以从压缩腔室的顶部释放以促进液体与气体之间的相互作用的各种方式。一般来说，将一定体积的气体引入到腔室中。随后通过喷嘴将液体注入到腔室中，且在一个实施方案中，根据柯恩达效应，在液体沿着喷嘴的弯曲表面流动时液体夹带气体。随着液位在腔室中上升，形成液体活塞。另外，在一个实施方案中，柯恩达喷嘴和压缩腔室被设计成当在腔室内压缩气体时增强气体的循环，且因此增强气体与液体的相互作用。由于腔室内的液体，液体也可以在高速率的热传递下冷却气体(在气体被压缩时)，且事实上可以接近等温压缩(即，在气体压缩期间腔室内的气体温度的最小改变)。
图2展示LP腔室11的横截面，其中使用通过液体入口32引入的液体来压缩经由气体入口30引入到腔室11中的气体。入口32流体耦合到喷嘴34，所述喷嘴在上部部分36与下部部分38之间分隔腔室11。一定体积的气体39定位于上部部分36和下部部分38中以用于压缩。在一个实施方案中，喷嘴34根据柯恩达效应操作以由于液体到喷嘴34中的引入而在腔室中夹带气体39。具体来说，由于柯恩达效应，在液体以高速率流过弯曲表面(即，喷嘴34)时，也将夹带围绕喷嘴34的高流量的气体(即，来自上部部分36的气体39)。应了解，对于柯恩达应用，初级流体(例如，液体)与次级流体(例如，气体)体积流量之间的比率显著高于通过喷射器可以实现的比率，例如，所述比率可以在近似10与80之间。喷嘴34还用作传送泵，其使用液体来夹带气体且使液体-气体混合物循环通过腔室11。随着液位上升，腔室11中的气体被压缩。
喷嘴34可以采取许多形式。在所说明的实施方案中，喷嘴34沿着进入部分40收拢于喉部分42。在一个实施方案中，使用泵组合件14从入口32以高速度(例如，至少10m/s)将液体注入到喷嘴34中，且液体在喉部分42退出而形成从喷嘴34延伸的液体锥44。引入到喷嘴34的液体以气旋方式如箭头46指示沿着进入部分40流动。一旦退出喉部分42，液体便继续以气旋方式流动而形成液体锥44。在所说明的实施方案中，进入部分40是围绕喷嘴34的纵轴成轴对称的。在一个实施方案中，弯曲进入部分40可以界定抛物线型面，所述抛物线型面包含一个或多个结构特征(例如，狭槽)以在沿着进入部分40的液体流动中产生所需的湍流。替代地或另外，如图3中所示，弯曲进入部分40可以界定具有光滑表面的抛物线型面。替代或另外，所述抛物线型面可以包含例如阶梯(例如，凸块、升高部分等)等一个或多个结构特征以在沿着弯曲进入部分40的液体流动中产生湍流。在液体流动期间，柯恩达效应将保持液体射流(下文详细论述)附接到弯曲进入部分40，以便产生进入部分40上的低压力和高湍流的区域48。由于在区域48中产生的低压力和高湍流，液体射流中的气体夹带从上部部分36最大化，从而将气体带到下部部分38。替代地或另外，一个或多个液体射流可以界定弯曲壁射流。由于曲率对液体射流的外部部分中的湍流的失稳影响，增加液体射流中的气体夹带的量是可能的。这可以增加气体与液体之间的混合量，且因此也可以增加气体与液体之间的热与质量传递的量。
喷嘴34进一步包含相对于喉部分42沿着喷嘴34的纵轴安置于腔室内的钟形部分50。通过改变部分50的垂直位置，可以改变喉部分42的最小横截面52。原则上，较大的最小横截面52将允许从进入部分40到锥44的较高气体流量。然而，较小的最小横截面52将造成气体速度的直接增加，且增强腔室11内的气体和液体混合物的湍流水平。基于实验，通过调整腔室11内的流体的流量、速度和湍流可以确定所需的最大热传递。
在液体通过喉部分42之后，液体在钟形型面50的辅助下形成锥44。在一个实施方案中，由进入部分40和锥44界定的角度大于90度。另外或独立地，在进入部分40中可以引入旋流组件以在喷嘴34周围产生气旋式流动。关于钟形部分50，锥44相对于进入部分40可以界定的角度大于钟形部分50与进入部分40之间的对应角度。在此构造中，钟形部分50与锥44之间的流动将具有扩散效应，其中在钟形部分50的末端在区域54处的气体压力相对于腔室11内的平均气体压力有稍微的增加。此扩散过程也会增加腔室11内的湍流。由于此构造，气体将趋于在锥44的底部因通过锥44和/或通过形成于腔室11中的液体活塞56而逸出。随着更多液体进入腔室11，液体活塞56体积增加而压缩腔室11内的气体。
最终，气体从锥44逸出，如箭头58描绘。一旦气体从锥44退出，便经由定位于喷嘴34周围的再循环通道64遵循箭头60将气体汲取到上部部分36。在一个实施方案中，由于喷嘴34的构造，腔室11内的气体将针对每一压缩周期循环至少二十次。对于HP腔室12，可以使用小型低扬程再循环泵来实现较高数目的再循环周期以抵消HP腔室12的减少的热交换表面的影响。
图3说明喷嘴34的部分截面图。在一个实施方案中，如图示，进入部分40由单个单元式主体形成。一个实施方案包含流动型面40，其几何构型由具有近似30-45度的倾斜轴线和2.5到4的D/a比率的抛物线描述(以简化形式)。在一个实施方案中，进入部分40可以如美国专利No.3,337,121中描述那样形成。
通过保持板66和盖板68从入口32提供液体流。在替代实施方案中，板66和68可以由单个板形成。随后将液体提供到由第一板70和第二板72形成的递送歧管。第一板70界定用于液体流动到提供于第二板72中的孔口76的中心通道74。将通过孔口76提供的液体提供到射流板78，所述射流板流体耦合到进入部分40。射流板78界定多个狭槽80。任选地，提供于第二板72中的孔口76可以与射流板78中的狭槽80对准。在液体进入狭槽80后，液体射流(例如，图3中的液体射流80A)形成且提供到进入部分40。另外，每一狭槽80可以界定一个喷嘴，使得液体射流的速度在它们被提供到进入部分40之前移动通过喷嘴的收拢部分时增加。本公开预期可以例如通过对射流板78进行激光切割来形成狭槽80。本公开预期狭槽80的数目和狭槽80之间的间距可以变化以实现所需的效应，例如所需量的气体和液体的夹带以及气体与液体之间的热与质量传递。另外，狭槽80接近再循环通道64而形成以增强液体和气体混合。任选地，狭槽80和再循环通道64可以交错。
在所说明的实施方案中，狭槽80以30度角(相对于腔室11的外圆周的切线)定向，以便产生进入狭槽80的液体的顺时针旋流运动。本公开预期狭槽可以除30度角之外的角度定向以产生旋流运动。替代地或另外，狭槽80并不近似沿着腔室11的半径(例如，从腔室11的中心延伸到圆周的线)定向。虽然可以利用不同的构造，但所说明实施方案中的每一狭槽80都从进入点收拢，且由流过狭槽80的液体形成的每一液体射流随后发散到每一液体射流在进入进入部分40时的一般汇流点。射流板78的变化可以包含以下各项的参数变化：狭槽80的旋流角、每一狭槽80的汇流距离、板厚度、狭槽80的出口面积，和狭槽80的出口角。在一个实施方案中，射流板78可以由合适的金属合金制成，例如6061铝或不锈钢。
图4示意性说明从HP腔室12接收高压压缩气体的分离组合件15。由于在LP腔室11和HP腔室12内发生的压缩，被压缩气体与液体/气体混合物中的压缩液体混合。分离组合件15包含形成一个腔室的气旋分离器82，且任选地包含转子叶片84，所述转子叶片用以分离气体与液体且产生压缩干燥气体。首先从泵组合件14的操作将来自HP腔室12的压缩气体递送到气旋分离器82的入口86。气旋分离器82说明性地包含外部管道88和定位于外部管道88内的内部管道90。在一个实施方案中，外部管道88和内部管道90是金属的(例如，铸铁、不锈钢)。通过入口86以稍微向下的角度且切向于外部管道88的内壁92将气体引入到外部管道88以便产生旋流。所述旋流内的离心力作用以分离液体与气体。具体来说，液体抵靠内壁92受力且沿着壁92朝向分离器82的底部行进。在旋流旋转减少之后，气体通过内部管道90传送到转子叶片84。具体来说，因为液体由于其高惯性而具有收集于外部管道88的底部处的趋势，所以气体转向180度进入内部管道90。
图5说明通过入口94从内部管道90接收压缩气体的转子叶片84的一部分。在一个实施方案中，转子叶片84由塑料材料形成且定位于外壳95内。转子叶片84可以由无润滑高耐化学性滚动轴承支撑。通过来自气体从内部管道90的流动的能量来驱动转子叶片84。在通过入口94之后，使用至少一个喷嘴96(图示其中的两个)以高速度(例如，近似50mls的速度)使气体加速，且以浅角度将气体递送到涡轮机98，所述涡轮机包含多个沿圆周间隔的弯曲叶片。涡轮机98被建置为转子叶片84的部分且位于转子叶片84的底部。在轴承载体100中刻出喷嘴96，所述喷嘴被定位成接收来自入口94的流。将了解，可以利用喷嘴96的不同构造(例如，喷嘴的数目、喷嘴的入口和出口角)。
图6是用于实现使用加压液体来压缩气体的过程的另一系统60的示意图。系统60包含LP腔室11、HP腔室12和液体罐16。上文关于图1详细论述了这些系统组件，且因此下文不再进一步详细论述。应了解，系统60可以包含例如阀、管路和类似物等组件以促进系统60内的流体(例如，加压液体和/或气体)的传送。类似于图1，可以从气体源18将气体供应到系统60。可以沿着气体供应管线提供止回阀或单向阀24以防止当压缩过程开始时气体返回到罐16。另外，可以从液体源18A将液体供应到罐16。
同样类似于图1，在图6中，通过在第一级压缩期间从罐16提供的液体可以在LP腔室11中将气体压缩到较高的中等压力。随后，在第二级压缩中，可以通过从罐16提供的液体在HP腔室12中将气体压缩到更高的储存压力。另外，如上文关于图1论述，在第二级压缩之后，气体可以流动到流体连接到HP腔室12的分离器组合件，在此可以从气体移除液体以使得留下干燥的压缩气体。在图6中，泵组合件可以包含多个泵，例如两个泵22A-22B。泵22A-22B可以用来将液体供应到LP腔室11和HP腔室12。换句话说，泵22A-22B可以用来对液体活塞提供动力。具体来说，泵22A可以用来将液体供应到LP腔室11，且泵22B可以用来将液体供应到HP腔室12。
任选地，泵22A可以是适合于LP腔室11的流量要求的高体积流量低压泵。举例来说，泵22A可以是多级离心泵。替代地或另外，泵22B可以是适合于HP腔室12的流量要求的低体积流量高压泵。举例来说，泵22B可以是径向活塞泵。另外，泵22A-22B可以任选地以串联方式流体连接。如图6中所示，泵22A可以将液体提供到LP腔室11和泵22B两者。在此构造中，泵22A可以为泵22B提供吸入压头。另外，根据此构造，当泵22A-22B串联操作时，可以在LP和HP腔室中在相同时间(例如，同时)对LP腔室11和HP腔室12供应液体(且可以执行压缩)。举例来说，为了在LP腔室11中压缩气体，可以从罐16将液体泵送到LP腔室11的顶部，在此通过入口几何构型(在一个实施例中为柯恩达喷嘴)注入液体，这导致气体的夹带以及液体与气体之间的热传递。同时，可以从罐16将液体泵送到HP腔室12的顶部，在此通过柯恩达喷嘴注入液体，这导致气体的夹带以及液体与气体之间的热与质量传递。因此压缩过程是成批地执行，其中两个液体活塞同时操作。另外，泵22A-22B及其在系统60中的布置可以被选择成使能量消耗最小。
替代地或另外，可以在LP腔室11与HP腔室12之间提供控制阀26。控制阀26可以控制LP与HP腔室之间的流体(例如，气体和/或液体)的流动。任选地，HP腔室12可以被布置或定位于LP腔室11上方(例如，相对于LP腔室11的较高高度处)。在此构造中，当控制阀26处于打开位置中(例如，允许流体在LP与HP腔室之间流动)时，LP腔室11中的压缩气体可以传送到HP腔室12中。另外，如图6中所示，从HP腔室12返回的液体(例如，用于在前一周期期间压缩气体的液体)通过LP腔室11。因此，通过重力，液体也可以通过控制阀26从HP腔室12传送到LP腔室11。如上文论述，液体随后可以最终返回到罐16，在此液体可以任选地通过例如对流来冷却，然后再使用以在后续压缩周期期间注入到LP和HP腔室中。在此构造中，可以使用单个控制阀(例如，控制阀26)在LP与HP腔室之间传送气体和液体两者。因此，使从HP腔室12排出压缩气体原本所必要的清除工作减少是可能的。
图7是用于实现使用加压液体来压缩气体的过程的系统700的又一个实施方案的示意图。系统700的此实施方案包括用于使用液体压缩气体的多级系统。在不失一般性的情况下，为了阐释系统的操作和功能，取两级压缩系统作为实施例，但应了解，系统700的实施方案可以包括更多或更少的压缩级。在所示的实施方案中，系统700包括低压压缩级(LPC)702、高压压缩级(HPC)704、补充/再填充流体罐(FT)706、低压液体泵(LPP)708、高压液体泵(HPP)710以及连接腔室和泵的一系列阀和管，如图7中所示。所述系统可替代地包含图7中未图示的液体/气体分离系统(LGS)。
在所示的实施方案中，LPC702包括两个单独的腔室：第一低压腔室712和第二低压腔室714。HPC704也包括两个单独的腔室：第一高压腔室716和第二高压腔室718。在一个实施方案中，将通过LPP708加压的液体引入到LPC702中，且所述液体将气体从入口压力压缩到高于入口压力的中间压力。举例来说，如果入口压力是1.1巴，那么中间压力可以达到大约20巴。在气体向中间压力等级(例如20巴)的压缩期间，气体从LPC702传送到HPC704。在此级处，HPP710将加压液体引入到HPC704，进一步将气体压缩到高达最大压力(例如300巴或更大)的更高压力。此实施方案的这种双侧系统更有效地使用泵，且降低泵的动力要求。
以类似方式，此系统的一个实施方案可以被构造成使得随着将液体泵送到腔室外而在低压压缩腔室712、714中产生低压区。此低压可以汲取或吸入用来重新装填低压压缩腔室712、714的传入气体，而不需要增压压缩器。在典型的固定压缩比压缩器中，传入气体必须具有的入口压力是固定的。此压力经常大约为1到2巴或更大。在装置的此实施方案的情况中，此系统的可变压缩比特征可以在压缩器的进入侧上使用，以接受在大约0.1到1巴的低压下来自分配管线的气体，同时仍能够满足出口气体压力规范。
虽然图7中未图示，但用于实现使用加压液体来压缩气体的过程的系统700的替代实施方案可以包括取决于气体的最终排放压力而组合常规机械活塞压缩系统(例如一级(例如LPC702或HPC704)与一级或多级液体活塞压缩。举例来说，LPC702可以被一个或多个机械活塞压缩器代替，所述压缩器将气体压缩到高于入口压力的中间压力，然后将气体引入到HPC704中且压缩到高达最大压力的更高压力。此混合方法可以利用低压下的常规机械活塞压缩系统以及高压下的液体活塞系统的极高效操作两者的优点。
例如图7中所示的多级压缩系统的操作是基于“推拉式”序列。图8A-8L中将用于两级压缩过程的操作序列展示为表示系统在操作中的不同连续“时隙”的一系列图。图8中呈现的系统特征在于两级压缩过程。然而，本领域的技术人员应当清楚，类似操作将适用于具有更多或更少压缩级的系统。
图8A表示在已经执行开始序列之后的一般压缩周期的开始。在图8A中，第一低压腔室712完全填满加压液体(由较暗的阴影表示)，而第二低压腔室714完全填满气体(由较淡的阴影表示)。而且，第二高压腔室718填充有处于中间压力(例如20巴)的压缩气体，而第一高压腔室716含有来自HPP710的加压液体。在LPC702中，液体由LPP708从第一低压腔室712泵送到第二低压腔室714以压缩第二低压腔室714中的气体。同时或近似同时，液体由HPP710从第一高压腔室716泵送到第二高压腔室718以压缩第二高压腔室718中含有的气体。此系统因此是基于气体“推拉式”序列。
在图8B中，在第一低压腔室712中打开气体阀，且气体开始从外部源(例如天然气管线(未图示)、罐或储集器和类似物)流入第一低压腔室712，同时通过LPP708将液体从第一低压腔室712泵送到第二低压腔室714。在此装置的一个实施方案中，随着液体从压力腔室712泵送到压力腔室714，在低压腔室712中产生实际上从外部源吸入气体的低压区。同时，HPP710将液体从第一高压腔室716泵送到第二高压腔室718，从而压缩第二高压腔室718中的气体且将气体从低压腔室714汲取到高压腔室716中。
在图8C中，气体保持进入第一低压腔室712，同时液体继续从第一低压腔室712泵送到第二低压腔室714且从第一高压腔室716泵送到第二高压腔室718。
在图8D中，第二高压腔室718达到所需的气体压力，且与第二高压腔室718相关联的气体阀打开。气体随后可以流入车辆、储存罐或类似物，或替代地，气体可以流入气体/液体分离系统(图7或8中未描绘)。这引入了此实施方案的显著特征。在常规压缩系统中，压缩器具有固定压缩比，使得退出压缩器的气体将总是处于相同压力。在压缩器填充空罐时，这意味着将气体压缩到最终高压，且在气体进入罐时必须节流或降压。这表示将气体压缩直到高压而必须投入气体中的能量的损失。在此实施方案的情况中，当气体压力恰好高于使气体从高压腔室流入罐所需的水平时停止压缩过程(即，停止液体活塞的高度)。
在图8E中，第二高压腔室718中的所有气体已经传送到分离系统或其它位置，且气体阀已经关闭，同时第一低压腔室712现在充满准备进行压缩的气体。在8F中，第一低压腔室712气体阀关闭，因为体积已经完全充满气体。在此之后，新的周期开始。
图8G-8L表示压缩阶段，其中液体现在由LPP708从第二低压腔室714泵送到第一低压腔室712以使得第二低压腔室714中的气体被压缩。相反地，液体也由HPP710从第二高压腔室718泵送到第一高压腔室716且第一高压腔室716中的气体被压缩。
将管线连接到第一低压腔室712和第二低压腔室714的气体阀、将第一低压腔室712和第二低压腔室714连接到第一高压腔室716到第二高压腔室718的阀、将第一高压腔室716连接到第二高压腔室718到(任选的)分离系统的阀、HPP710和LPP708交换阀以及将液体储存罐706连接到LPP708吸入点的阀全部受到主动控制以提供最大的设计和操作灵活性。然而，本领域的技术人员应当清楚，可以执行阀设计和致动系统的优化(包含使用歧管系统，其包含可以受到主动或被动控制的所有阀)以减少成本以及阀布置的数目和复杂性，同时保持系统的基本功能性完整。
为了提供系统的进一步技术细节，此处公开系统700的示范性实施方案的基本尺寸设定。举例来说，对于将气体压缩到3600psi且具有2scfm的气体流动速率的系统，组件的典型几何尺寸可以包括：第一低压腔室712和第二低压腔室714各自具有16升的近似体积，具有大约2升的预留(大约14升的近似有效体积)；第一高压腔室716和第二高压腔室718各自具有大约各自1.2升的近似体积，具有大约各自0.2升的预留；LPP708具有大约300psi的最大压力和大约18加仑/分钟的流动速率；HPP710具有大约4000psi的最大压力和大约一(1)加仑/分钟的流动速率。
图7中所示的系统的替代实施方案进一步包括缓冲体积。举例来说，可以在低压压缩级(LPC)702与高压压缩级(HPC)704之间添加缓冲腔室。举例来说，可以在第二低压腔室714与第一高压腔室716之间添加缓冲腔室。缓冲腔室的主要功能是使低压压缩体积与高压压缩体积去耦。举例来说，第一低压压缩腔室712和第二低压压缩腔室714中的一者或两者可以向缓冲腔室中进行排放，且缓冲腔室可以向第一高压压缩腔室716和第二高压压缩腔室718中的一者或两者中进行排放。在多级系统(多于两级)的情况中，可以在低压级与中压级之间和/或中压级与高压级之间添加缓冲腔室。
图9是控制高压级702向(任选的)分离器系统902中的排放压力的方案的实施方案的示意性表示。可以主动地控制高压腔室904的排放压力，以便具有通过分离系统902、互连管以及气体的最终排放压力的最小压降。如图9中所示，可以测量或适当估计分离器-罐连接管线906中的压力(P1)，还可以测量或适当估计高压腔室904中的压力(P2)。通过知道这两个压力，可以使用控制机构910控制连接HPC体积的高压腔室904气体阀908，使得当高压腔室904中的压力达到压力P1加上用以考虑分离器902和连接管线中的压降的所需压力预留时打开气体阀。
先前参考图9描述的操作允许用于压缩气体的系统的实施方案有效地充当可变压缩比压缩器。这允许显著的效率增加，因为此压缩系统被设计成将气体压缩到恰好足以克服储存罐912中的当前压力的水平。也可以用简单的导向式止回阀实现压力控制910，当分离器出口(或在不存在分离器的情况下HP压缩腔室出口)与排放罐912之间的压力差达到预定义值时所述导向式止回阀机械地打开。
如本文先前描述，所有液体活塞压缩腔室(例如，第一低压腔室712、第二低压腔室714、第一高压压缩腔室716和第二高压压缩腔室718等)都可以使用允许气体内部冷却的手段的组合。此冷却允许达到近等温操作，且从而增加压缩过程的效率。实现气体内部冷却的一种有效方式使用了利用柯恩达效应的柯恩达型面。本领域的技术人员众所周知，柯恩达效应特征在于三个主要元素的组合：1)接近弯曲表面的流体射流保持附接到所述表面的趋势；2)流体射流附着到靠近表面的能力；以及3)流过凸的弯曲表面的射流吸引大的周围流体流的趋势。本文描述的用于压缩气体的系统的实施方案可以利用这些元素中的每一者，尤其是元素3)。
图10呈现本文描述的用于压缩气体的系统的实施方案的可能压缩腔室的横截面图。一般来说，系统的实施方案的压缩腔室(例如，第一低压腔室712、第二低压腔室714、第一高压压缩腔室716和第二高压压缩腔室718等)可以配备气体进入口1002、液体进入口1004、液体进入狭槽1006、柯恩达型面1008、遮罩元件1010和筛1012。根据本文描述为“推拉式”的序列(图8A-8L)将气体引入到压缩腔室内。在腔室中引入气体且完全填充腔室之后，液体开始在压缩腔室内流动首先通过液体进入管线1004，接着到达液体进入狭槽1006，且最后到达柯恩达型面1008。遮罩元件1010调整用于液体经过柯恩达型面1008的喉区域。当液体引入腔室内且流过柯恩达型面1008时，存在于腔室中的气体由液体输送，且由于柯恩达效应而引起压缩腔室的上部部分中的气体中的循环移动，如图11中所示。
如图11中所示，在气体与液体的接触的同时，压缩体积的底部1102和上部部分1104中的气体的循环促进且增加了液体与气体之间的热传递。促进气体与液体之间的相互作用的此实施方案也可以用来便于质量传递。举例来说，对液体(例如，例如三乙二醇等吸附流体)可以通过柯恩达效应来加速气体中不想要的成分(如天然气中的水的情况)的传递速率。在此实施方案中，质量传递以及热传递的增强可以用来利于其中待压缩的气体中的成分可以传送到液体的许多化学过程。通过此机构，液体冷却气体且有利于向液体的热传递。液体一旦已经离开柯恩达型面1008便沿着压缩腔室的壁流动，从而将压缩热从气体传递到腔室壁且最终传递到环境(图11)。柯恩达效应的使用可以提供增加气体与液体之间的热传递的有效机构，从而提供气体内部冷却且因此近等温压缩的主要手段。
气体内部冷却的替代或额外手段包含在压缩腔室内采用内部几何构型，包含毛细管路。在一个实施方案中，毛细管路可以具有小直径(例如，大约1mm或更小)。这些内部几何构型可以提供借助于增加气体与金属表面且最终与压缩液体之间的表面接触而增加气体与液体之间的热传递的替代或额外方式。这些内部几何构型可能例如位于压缩腔室的上部部分中恰好在用于气体的排放管线的上游。
气体内部冷却的替代或额外方法可以包含使液体进入，使得液体自身将沿着容器的内表面流动，以便通过容器的壁增强热从气体到环境的传递。在此实施方案中，例如旋肋等内部几何构型可以建置到压缩腔室中以在液体沿着压缩腔室的内表面行进时导引液体流动，以使液体与压缩腔室表面之间的接触表面积和接触时间最大化。另外，此实施方案将减小在压缩腔室的底部落入液体体积中的液体射流的穿透深度。
气体内部冷却的替代或额外方法可以包含经由喷射机构使液体进入。喷射技术可能导致或不会导致液体的部分或完全蒸发，所述蒸发将导致对气体的大体冷却影响。
由于在LPC702和HPC704中且一般来说在任何液体活塞压缩级中压缩气体的方式(通过与压缩流体的直接接触)，可能需要分离系统以在从系统排放气体之前分离压缩液体液滴与气体流。因此，如本文描述的用于压缩气体的系统的实施方案也可以配备用以在将气体递送到最终目的地之前分离出可能变为夹带于主气体流中的液体液滴的分离系统。
通过使用例如在天然气处理领域中当前使用的众所周知的机械分离技术可以实现液体液滴与气体流的分离。可能的分离器设计考虑使用多级分离系统，所述多级分离系统可能特征在于以下元件中的一者或组合：第一级：入口翼片，用以在分离系统中均匀地分布气体；第二级：丝网除雾器或类似物，例如高度多孔媒介(90％或更高封闭)，液体液滴由丝拦截，同时气体流过网；以及第三级：气旋分离器。对气体给予切向速度。由于离心力，液滴沉积于壁上并被收集。
在其中使用本文描述的系统的实施方案来压缩需要脱水的气体的实施方案中，系统可以使用压缩液体来洗涤气体中的残余水分含量。这可以通过使用吸湿性液体作为压缩液体来实现。压缩液体的可能候选是三乙二醇(TEG)。然而，二醇族的任何其它物质都可以连同呈现高吸湿性性质的任何其它流体一起用于相同目的。TEG由于其高吸湿性性质而成功地用于工业天然气脱水单元中。天然气流中的水分被吸收于TEG中，随后通过加热和水的蒸馏使TEG与水分分离。除了高吸湿性，TEG还呈现许多其它需要的物理性质使其成为系统的实施方案中的压缩液体的良好候选：低挥发性(在1个大气压下的沸点是288℃)、水在TEG中的高溶解度(100％)、比重(1.12，在20℃下)、凝固点下降度(-4.3℃)、极低的毒性、低成本、通过加热实现的相对简单的再生，以及溶剂性质。所述液体也可以用来从气体冲洗、洗涤或清洗掉其它杂质，例如颗粒，或其它不需要的化学物。经由柯恩达效应在液体与气体之间促进的较大相互作用也可以增强质量传递，且事实上此特征可以用于使用液体来净化提纯气体(或反过来)的其它应用。另外，可以添加过滤器、化学处理元件或热交换器以使流体恢复到其原始条件。
如果将吸湿性液体用作压缩液体，那么在压缩气体时此液体可以捕获气体流中原始存在的水分。由于本文描述的系统的实施方案的设计的特性，在压缩过程期间可以增强压缩液体与气体之间的接触，从而允许压缩液体有效地捕获气体中的水分(参见例如图11)。
举例来说，如果正被压缩的气体是天然气，假定天然气管线水分含量为7lbs/MMscf(0.38g/GGE)，那么可以估计TEG(或任何其它吸湿性液体)中可以捕获的水分将约为每10GGE的压缩气体大约2.7g(10小时操作，在1GGE/小时下，对于汽车燃料罐的完全填满将是典型的)。为了降低复杂性和成本，在一个实施方案中，在用于压缩气体的系统中不提供再生系统。在系统中在经界定数目的操作小时(例如1000小时)之后将排出和更换液体。此系统将消除对使用常规压缩技术的其它商业产品中通常存在的单独干燥器系统的需要。如果成本和增加的复杂性不是问题，那么可以将用于压缩液体的再生系统添加到本文描述的系统的实施方案。替代地或另外，可以在压缩系统的下游或替代地在分离器的下游(在系统中存在分离器的情况中)添加气体干燥器。
在正压缩的气体是天然气的情况中，通过在每一压力下维持液体的温度适当高于气体的露点，可以在液体状态中主动地维持天然气中以小百分比存在的重烃。请参见图12A和12B，展示天然气的相图。
图12A呈现具有典型管线组成的天然气的相图。曲线内的区表示气体和液体同时存在于混合物中的区域。使气体/液体区与气体区分离的线称为露点曲线。通过维持气体的温度适当高于混合物的露点(例如65F)，将不会发生液体滴出。
图12B表示与三种不同天然气组成相关的情形。气体组成A是典型的组成(与图12A中相同)，而气体组成B和气体组成C分别表示具有较高和较低含量的重烃的混合物。通过此绘图显而易见，露点曲线趋于随着重烃的含量变高而朝向较高的温度移动。为此原因，可以调整本文描述的系统的实施方案以便通过在压缩期间简单地控制气体温度而与管线天然气的组成无关来避免液体滴出。
虽然已经参考优选实施方案描述了本公开，但本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出形式和细节上的改变。

Claims (42)

1.一种使用液体压缩气体的方法，包括：
在第一高压腔室中维持第一体积的液体；
在第二高压腔室中维持第一体积的气体，其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过高压泵流体连接；以及
迫使加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室，且同时使用所述高压泵将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体的所述至少一部分将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。
2.如权利要求1所述的方法，其中迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室包括：
在第一低压腔室中维持第二体积的液体；
在第二低压腔室中维持第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接；
通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室；以及
在所述第一低压腔室中的液体的所述至少一部分被泵送到所述第二低压腔室时将气体汲取到所述第一低压腔室中。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一高压腔室、所述第二高压腔室、所述第一低压腔室和所述第二高压腔室中的任何一者或多者具有用于增加所述气体、所述腔室的内部表面与所述液体之间的接触表面积的内部几何构型。
4.如权利要求3所述的方法，其中第一高压腔室、所述第二高压腔室、所述第一低压腔室和所述第二高压腔室中的任何一者或多者的所述内部几何构型包括柯恩达型面。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括在所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者的底部和上部部分中使所述气体和所述液体循环以增加所述液体与所述气体之间的热与质量传递。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述柯恩达型面提供柯恩达效应，所述柯恩达效应用以增加质量传递以帮助通过所述液体对所述气体的净化或通过所述气体对所述液体的净化。
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括在所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者中提供毛细管路以增加所述液体与所述气体之间的热传递。
8.如权利要求7所述的方法，其中提供毛细管路包括提供具有1mm或更小的直径的毛细管路。
9.如权利要求3所述的方法，进一步包括使用所述内部几何构型来使所述液体沿着所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者的内部表面流动。
10.如权利要求3所述的方法，进一步包括经由喷射机构将所述液体接纳到所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者。
11.如权利要求2所述的方法，进一步包括在所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者之间添加缓冲腔室。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括提供中压腔室，其中所述缓冲腔室添加在所述第一低压腔室和所述第二低压腔室中的任何一者或多者与所述中压腔室之间或者在所述中压腔室与所述第一高压腔室和所述第二高压腔室中的任何一者或多者之间。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室中的任何一者或多者向所述缓冲腔室中进行排放，且所述缓冲腔室向所述第一高压腔室和所述第二高压腔室中的所述任何一者或多者中进行排放。
14.如权利要求1所述的方法，其中迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。
15.如权利要求1所述的方法，进一步包括提供分离系统，其中所述分离系统用以分离出所述气体中夹带的液体液滴。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述液体包括用于从所述气体移除水分的吸湿性液体。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述液体用以从所述气体冲洗、洗涤或清洗掉其它不需要的化学物或颗粒。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述液体是二醇族的一员。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述液体是三乙二醇(TEG)。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述液体特征在于具有高吸湿性。
21.如权利要求1所述的方法，进一步包括提供过滤器、化学处理元件或热交换器以净化所述气体或液体。
22.一种用于使用液体压缩气体的系统，包括：
第一高压腔室，具有第一体积的液体，其中加压气体受迫进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室；
高压泵；以及
第二高压腔室，其中在所述第二高压腔室中维持第一体积的气体，且其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过所述高压泵流体连接，
其中同时将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体的所述至少一部分将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。
23.如权利要求22所述的系统，进一步包括：
第一低压腔室，具有第二体积的液体；
第二低压腔室，具有第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接；以及
通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室，其中在所述第一低压腔室中的液体的所述至少一部分被泵送到所述第二低压腔室时将气体汲取到所述第一低压腔室中。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述第一高压腔室、所述第二高压腔室、所述第一低压腔室和所述第二高压腔室中的任何一者或多者具有用于增加所述气体、所述腔室的内部表面与所述液体之间的接触表面积的内部几何构型。
25.如权利要求24所述的系统，其中第一高压腔室、所述第二高压腔室、所述第一低压腔室和所述第二高压腔室中的任何一者或多者的所述内部几何构型包括柯恩达型面。
26.如权利要求25所述的系统，进一步包括在所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者的底部和上部部分中使所述气体和所述液体循环以增加所述液体与所述气体之间的热与质量传递。
27.如权利要求25所述的系统，其中所述柯恩达型面提供柯恩达效应，所述柯恩达效应用以增加质量传递以帮助通过所述液体对所述气体的净化或通过所述气体对所述液体的净化。
28.如权利要求24所述的系统，其中所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者进一步包括提供毛细管路以增加所述液体与所述气体之间的热传递。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述毛细管路具有1mm或更小的直径。
30.如权利要求24所述的系统，其中所述内部几何构型包括内部表面，且其中所述内部几何构型使所述液体沿着所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者的所述内部表面流动。
31.如权利要求24所述的系统，其中所述内部几何构型进一步包括喷射机构，且其中经由所述喷射机构将所述液体接纳到所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者。
32.如权利要求23所述的系统，进一步包括一个或多个缓冲腔室，其中所述一个或多个缓冲腔室添加在所述第一高压腔室、所述第一低压腔室、所述第二高压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者之间。
33.如权利要求32所述的系统，进一步包括一个或多个中压腔室，其中所述缓冲腔室添加在所述第一低压腔室或所述第二低压腔室中的任何一者或多者与所述中压腔室之间或者在所述一个或多个中压腔室与所述第一高压腔室或所述第二高压腔室中的任何一者或多者之间。
34.如权利要求32所述的系统，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室中的任何一者或多者向所述一个或多个缓冲腔室中进行排放，且所述一个或多个缓冲腔室向所述第一高压腔室和所述第二高压腔室中的所述任何一者或多者中进行排放。
35.如权利要求22所述的系统，进一步包括一个或多个机械活塞压缩器，其中迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用所述一个或多个机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。
36.如权利要求22所述的系统，进一步包括分离系统，其中所述分离系统用以分离出所述气体中夹带的液体液滴。
37.如权利要求36所述的系统，其中所述液体包括用于从所述气体移除水分的吸湿性液体。
38.如权利要求37所述的系统，其中所述吸湿性液体用以从所述气体冲洗、洗涤或清洗掉不需要的化学物或颗粒。
39.如权利要求37所述的系统，其中所述液体是二醇族的一员。
40.如权利要求39所述的系统，其中所述液体是三乙二醇(TEG)。
41.如权利要求37所述的系统，其中所述液体特征在于具有高吸湿性。
42.如权利要求22所述的系统，进一步包括用以净化所述气体或液体的过滤器、化学处理元件或热交换器。
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