CN107961641A - 用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统。系统包括碳酸化器和煅烧炉。碳酸化器接收烟道气和贫吸附剂颗粒，使得贫吸附剂颗粒从烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒。煅烧炉包括滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口流体地连接于碳酸化器，使得负载的吸附剂颗粒从碳酸化器流到腔中。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由第二开口离开滚筒。

Description

用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统和方法
技术领域
本发明的实施例大体上涉及发电站技术，且更具体而言，涉及用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统和方法。
背景技术
许多发电站燃烧化石燃料，以便生成热量，其继而用于经由蒸汽涡轮向发电机供能。然而，化石燃料的燃烧生成大量的二氧化碳("CO2")。因此，由于CO2可对全球变暖起作用的担忧增加，许多基于化石燃料的发电站现在试图通过经由"碳捕集"技术重新捕集和储存CO2来减少CO2排放。
一种此类技术为全集成再生钙循环("FIRCC")，其为利用两个反应器(例如，碳酸化器和煅烧炉)的后燃烧系统。在碳酸化器中，来自烟道气的CO2与石灰或其他碳吸收化合物反应，以形成石灰石。石灰石然后送至煅烧炉，在那里使该石灰石加热且经由吸热煅烧反应转换回石灰和CO2。然后捕集和储存CO2，且石灰返回到碳酸化器。
目前，实施FIRCC系统的许多基于化石燃料的站利用依赖于输送气体(例如，烟道气)的煅烧炉，以将石灰石与热传递颗粒(其在煅烧炉内加热石灰石)混合。然而，许多此类煅烧炉典型地不实现热传递颗粒与石灰石的最佳混合，这继而可降低煅烧炉关于将石灰石转换回石灰和CO2的效率。此外，许多此类煅烧炉未气密地密封，且因此泄漏石灰石、热传递颗粒和/或CO2，这继而也可降低煅烧炉关于将石灰石转换回石灰和CO2的效率，且/或整体上降低FIRCC系统的效率。此外，此类非气密密封的煅烧炉也可具有高的空气进入，如本文中使用的那样，这是指从包绕煅烧炉的环境进入到煅烧炉中的空气量。
鉴于以上情况，需要一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的改进的系统和方法。
发明内容
在实施例中，提供一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统。系统包括碳酸化器和煅烧炉。碳酸化器接收烟道气和贫吸附剂颗粒，使得贫吸附剂颗粒从烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒。煅烧炉包括滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口流体地连接于碳酸化器，使得负载的吸附剂颗粒从碳酸化器流到腔中。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。
在另一实施例中，提供一种煅烧炉。煅烧炉包括滚筒和外壳。滚筒限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口构造成允许负载的吸附剂颗粒流到腔中。外壳围绕滚筒设置且气密地密封滚筒，以便限定外壳与滚筒之间的通道。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。释放的二氧化碳中的至少一些作为气体通过通道循环，以便冷却滚筒。
在又一实施例中，提供一种用于煅烧炉的旋转滚筒的齿轮环。齿轮环包括本体和第一通道。本体构造成设置在旋转滚筒的外部上。第一通道由本体限定。当齿轮环设置在旋转滚筒的外部上时，第一通道与由煅烧炉的外壳与旋转滚筒限定的第二通道对准，使得允许冷却介质流过第一通道和第二通道，以冷却旋转滚筒和齿轮环中的至少一个。
在再一实施例中，提供一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的方法。方法包括：使贫吸收剂颗粒通过在碳酸化器中从烟道气吸收二氧化碳来转换成负载的吸附剂颗粒；在煅烧炉的滚筒的腔的第一开口处从碳酸化器接收负载的吸附剂颗粒；使滚筒旋转，以便在腔内将负载的吸附剂颗粒与热传递颗粒混合，使得负载的吸附剂颗粒释放吸收的二氧化碳作为气体且还原回贫吸附剂颗粒；以及将还原的贫吸附剂颗粒输送至碳酸化器。
技术方案1. 一种系统，其用于减少来自烟道气的二氧化碳排放，所述系统包括：
碳酸化器，其接收所述烟道气和贫吸附剂颗粒，使得所述贫吸附剂颗粒从所述烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒；
煅烧炉，其包括滚筒，所述滚筒限定具有第一开口和第二开口的腔，所述第一开口流体地连接于所述碳酸化器，使得所述负载的吸附剂颗粒从所述碳酸化器流到所述腔中；以及
其中所述滚筒旋转，使得所述负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由所述第二开口离开所述滚筒。
技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述滚筒为倾斜的。
技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉包括外壳，所述外壳围绕所述滚筒设置，以便气密地密封所述滚筒。
技术方案4. 根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述外壳和所述滚筒限定一个或多个通道，冷却介质可流过所述一个或多个通道，以便冷却所述滚筒。
技术方案5. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述冷却介质包括释放的气体二氧化碳。
技术方案6. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉还包括齿轮环，所述齿轮环设置在所述滚筒的外部上且包括与由所述外壳和所述滚筒限定的所述一个或多个通道对准的通道。
技术方案7. 根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉还包括设置在所述外壳与所述滚筒之间的一个或多个吹扫气体连接件。
技术方案8. 一种煅烧炉，包括：
滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔，所述第一开口构造成允许负载的吸附剂颗粒流到所述腔中；
围绕所述滚筒设置的外壳，其气密地密封所述滚筒，以便限定所述外壳与所述滚筒之间的通道；以及
其中所述滚筒旋转，使得所述负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由所述第二开口离开所述滚筒，且
其中释放的二氧化碳中的至少一些作为气体通过所述通道循环，以便冷却所述滚筒。
技术方案9. 根据技术方案8所述的煅烧炉，其特征在于，所述滚筒为倾斜的。
技术方案10. 根据技术方案8所述的煅烧炉，其特征在于，所述煅烧炉还包括设置在所述滚筒与所述外壳之间的一个或多个双密封环。
技术方案11. 根据技术方案8所述的煅烧炉，其特征在于，所述煅烧炉还包括设置在所述滚筒与所述外壳之间的一个或多个填塞膨胀接头。
技术方案12. 根据技术方案8所述的煅烧炉，其特征在于，所述煅烧炉还包括齿轮环，所述齿轮环设置在所述滚筒的外部上且包括与由所述外壳和所述滚筒限定的通道对准的通道。
技术方案13. 根据技术方案8所述的煅烧炉，其特征在于，所述煅烧炉包括设置在所述外壳与所述滚筒之间的一个或多个吹扫气体连接件。
技术方案14. 一种用于煅烧炉的旋转滚筒的齿轮环，所述齿轮环包括：
本体，其构造成设置在所述旋转滚筒的外部上；
第一通道，其由所述本体限定；以及
其中，当所述齿轮环设置在所述旋转滚筒的外部上时，所述第一通道与由所述煅烧炉的外壳与所述旋转滚筒限定的第二通道对准，使得允许冷却介质流过所述第一通道和所述第二通道，以冷却所述旋转滚筒和所述齿轮环中的至少一个。
技术方案15. 根据技术方案14所述的齿轮环，其特征在于，所述旋转滚筒为倾斜的且由所述外壳气密地密封。
技术方案16. 一种用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的方法，所述方法包括：
使贫吸收剂颗粒通过在碳酸化器中从所述烟道气吸收二氧化碳来转换成负载的吸附剂颗粒；
在煅烧炉的滚筒的腔的第一开口处从所述碳酸化器接收所述负载的吸附剂颗粒；
使所述滚筒旋转，以便在所述腔内将所述负载的吸附剂颗粒与热传递颗粒混合，使得所述负载的吸附剂颗粒释放吸收的二氧化碳作为气体且还原回贫吸附剂颗粒；以及
将还原的贫吸附剂颗粒输送至所述碳酸化器。
技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述滚筒为倾斜的。
技术方案18. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
使所述贫吸附剂颗粒经由浮升气流由液力阻力或重力中的至少一个与所述热传递颗粒分离。
技术方案19. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由围绕所述滚筒设置的外壳气密地密封所述滚筒。
技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由流过由所述外壳和所述滚筒限定的一个或多个通道的冷却介质来冷却所述滚筒。
附图说明
本发明从阅读参照附图对非限制性实施例的以下描述将更好地理解，其中在下面：
图1为根据本发明的实施例的用于减少来自烟道气的碳排放的示例性系统的图；
图2为根据本发明的实施例的图1的系统的煅烧炉的示意图；
图3为根据本发明的实施例的图1的系统的煅烧炉的另一示意图；且
图4为根据本发明的实施例的由图1的煅烧炉的滚筒和外壳限定的通道的示意图。
具体实施方式
下面将详细地参照本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。尽可能地，贯穿附图使用的相同参照符号表示相同或相似的部分，而没有重复的描述。
如本文中使用的那样，相对于适合于实现构件或组件的功能目的的理想期望条件，用语"大致"、"大体"和"大约"指示可合理实现的制造和组装公差内的条件。如本文中使用的用语"实时"是指用户如足够立即地感觉到的或使处理器能够跟上外部过程的处理响应水平。如本文中使用的"电联接"、"电连接"和"电通信"是指提到的元件直接或间接地连接成使得电流或其他通信介质可从一个流至另一个。连接可包括直接导电连接(即，没有中间电容、电感或有源元件)、电感连接、电容连接，和/或任何其他适合的电连接。中间构件可存在。
也如本文中使用的用语"流体连接"是指提到的元件连接成使得流体(包括液体、气体和/或等离子体)可从一个流至另一个。
因此，如本文中使用的用语"上游"和"下游"描述了提到的元件相对于在提到的元件之间和/或附近流的流体和/或气体的流路的位置。
此外，如本文中使用的用语"填充"包括利用填充材料或物体完全和部分地填充容纳物体。
也如本文中使用的用语"加热接触"是指提到的物体靠近彼此，使得热量/热能可在它们之间传递。
因此，如本文中使用的用语"冷却介质"是指在与物体进行加热接触时吸收来自物体的热能以便降低物体的温度的任何物质。
如本文中使用的用语"流"是指物质(例如，气体和/或液体)的持续移动。
此外，如本文中使用的用语"吸附剂"是指能够吸收和/或释放CO2的物质。
因此，如本文中关于吸附剂使用的用语"贫"和"贫CO2"描述了吸附剂在剥离先前吸收的CO2时的状态，且如本文中关于吸附剂使用的用语"负载"和"富CO2"描述了吸收剂在含有吸收的CO2时的状态。
类似地，如本文中关于气体和/或流使用的用语"贫"和"贫CO2"是指气体或流具有少量的CO2或没有CO2，且如本文中关于气体和/或流使用的用语"负载"和"富CO2"是指气体或流具有大量的CO2。
因而，虽然本文中公开的实施例关于利用碳酸化器和煅烧反应的基于化石燃料的发电站(例如，基于煤和油的发电站)来描述，但应当理解的是，本发明的实施例同样可应用于其中化合物和/或元素必须经由吸附剂和煅烧过程从容纳物质捕获的任何装置和/或过程。
因此，参照图1，示出了利用FIRCC 12来减少来自烟道气的二氧化碳排放的系统10。如将认识到的那样，利用FIRCC 12的系统10可完全集成到发电站14中。因此，在实施例中，发电站14包括颗粒加热炉16、具有煅烧室的煅烧炉18、分类器20、碳酸化器22、吸附剂预热器24、CO2压缩装备26、脱硫单元28、空气预热器30，和/或一个或多个热回收构件32、34、36、38。
如将理解的是，系统10的以上元件可包括与它们相应的主功能相关联的辅助装备。例如，碳酸化器22可包括一个或多个气旋分离器、环形密封件以及内部热传递装备。
进一步应当理解的是，典型与联接的蒸汽循环和发电相关联的发电站14的额外装备为了改善清晰度的目的而在附图中未明确地示出。
更进一步，虽然本文中的附图和说明书论述且示出了传递至联接的蒸汽循环(例如，热回收构件32、34、36、38)的热量，但应当进一步理解的是，至蒸汽循环的热传递也可发生在未明确标记为"热回收"的其他构件和/或过程步骤中。
如图1中示出的那样，颗粒加热炉16经由与空气一起燃烧煤(或其他化石燃料)而产生/生成烟道气，该空气分别经由导管40和42接收。如将认识到的那样，颗粒加热炉16增加了经由导管44送至煅烧炉18的热传递颗粒(未示出，且在下文中还称为"HT颗粒")的温度，以驱动高温吸热煅烧反应。如将认识到的那样，在实施例中，HT颗粒可为惰性化合物/元素。
此外，部分冷却的烟道气经由导管46和48离开颗粒加热炉16，且可在经由导管50进入脱硫单元28之前由热回收构件32冷却。在使批量的硫经由脱硫单元28除去之后，可然后暴露于多个碳吸收颗粒(在下文中还称为"吸附剂"和"吸附剂颗粒")/与该多个碳吸收颗粒接触的烟道气经由导管52流至分类器20和碳酸化器22。
在实施例中，空气预热器30可经由导管54接收空气，且然后在颗粒加热炉16中燃烧之前加热空气。在实施例中，空气预热器30可经由使烟道气(其经由导管46从颗粒加热炉16接收)冷却来加热空气。
分类器20可流体地连接于碳酸化器22且在碳酸化器22上游，且经由导管52接收烟道气。分类器20还可经由导管56流体地连接于煅烧炉18且在煅烧炉18下游，通过导管56使贫吸附剂和HT颗粒的混合物从煅烧炉18流至分类器20。
如将认识到的那样，在实施例中，由于HT颗粒和吸附剂的分子之间的直径和密度的差异，分类器20利用烟道气流，将贫吸附剂与HT颗粒分离。
碳酸化器22可流体地连接于分类器20且在分类器20下游。碳酸化器22从分类器20接收烟道气和夹带的吸附剂。在碳酸化器22内，贫吸收剂从烟道气吸收CO2，以便形成富CO2的吸附剂流和贫CO2的烟道气流。如将认识到的那样，富CO2的吸附剂流和贫CO2的烟道气流可经由气旋分离器(未示出)生成。
贫CO2的烟道气流然后经由导管58离开碳酸化器22，在那里该贫CO2的烟道气流在经由导管60排放至大气之前由热回收构件34进一步处理(热量被除去/回收)。富CO2的吸附剂流经由导管62离开碳酸化器22，且转送至吸附剂预热器24。
吸附剂预热器24用于在负载的吸附剂，经由导管66供给至煅烧炉18之前，利用经由导管64来自煅烧炉18的热CO2预热负载的吸附剂。
煅烧炉18与颗粒加热炉16流体地连接，且经由导管44供给加热的HT颗粒。因此，煅烧炉18接收HT颗粒和负载的吸附剂，以便形成包括HT颗粒和吸附剂两者的混合物，即，负载的吸附剂在煅烧炉18内与HT颗粒进行加热接触。如将认识到的那样，且如图1中示出的那样，在实施例中，导管66可将煅烧炉18上游的导管44连结成使得负载的吸附剂在流到煅烧炉18中之前与HT颗粒混合。然而，还将认识到的是，在其他实施例中，HT颗粒和负载的吸附剂可经由单独的路径/导管流到煅烧炉18中。
在煅烧炉18内将HT颗粒与负载的吸附剂混合经由吸热煅烧反应触发吸收的CO2的释放。具体而言，在吸热煅烧反应期间，热量从HT颗粒传递至负载的吸附剂，这使负载的吸附剂卸载/释放吸收的CO2，因此将负载的吸附剂转变回贫吸附剂。
释放的CO2气流然后经由导管64传递至吸附剂预热器24，在那里该释放的CO2气流经由加热负载的吸附剂而冷却，经由导管68和热回收构件36进一步冷却，且经由导管70由CO2压缩装备26进一步处理，准备好经由罐或其他适当的容纳CO2的容器储存和/或运输。
现在转到图2，示出了根据本发明的煅烧炉18的实施例。如将认识到的那样，煅烧炉18可具有三十(30)或更多米的长度。因此，为了清楚的目的，煅烧炉18被描绘为具有如由虚线86、88和90限定的前节段78、第一中间节段80、第二中间节段82以及端部节段84。虽然图2将节段78、80、82和84描绘为不连续的，即，节段78、80、82和84被示出为由线86、88和90与彼此断开，但将理解的是，实际上节段78、80、82和84与彼此相连续。
如图2中示出的那样，煅烧炉18包括滚筒92，其限定具有第一开口96和第二开口98的腔/煅烧室94。第一开口96可经由导管44、62和66流体地连接于碳酸化器22(图1)，使得负载的吸附剂颗粒和HT颗粒流到腔94中。滚筒92具有内部100和外部102。滚筒92旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与HT颗粒混合，即，HT颗粒与负载的吸附剂颗粒进行加热接触，以便引起吸热反应，其中吸附剂颗粒通过从HT颗粒吸收热能且作为交换释放吸收的CO2(g)来转换/还原回贫吸收剂颗粒。贫吸附剂颗粒和HT颗粒然后经由第二开口98离开煅烧炉18，且经由导管56(图1)流至分类器20和/或碳酸化器22。
简要参照图3，如将认识到的那样，在实施例中，滚筒92可沿倾斜度布置/设置，该倾斜度被描绘为在滚筒92的纵向轴线104与支撑煅烧炉18/滚筒92的表面106之间的角度θ。如图3中示出的那样，纵向轴线104沿煅烧炉18的长度延伸。此外，在实施例中，θ可为(0-20°)。因此，滚筒92的内部100可具有形成阿基米德螺线的成形的螺旋形翅片107。在此类实施例中，随着滚筒92旋转，吸附剂颗粒和HT颗粒被混合且经由翅片107从第一开口96沿倾斜度向上输送至第二开口98。
因此，如将认识到的那样，本发明的一些实施例可经由浮升气流经由液力阻力和/或重力分离贫吸附剂颗粒和HT颗粒。换句话说，除了来自吸附剂的释放的CO2(g)之外，浮升气流可引入到腔94中，以便移动通过腔94且带走较轻的贫吸附剂颗粒，而较重的负载的吸附剂和HT颗粒在翅片107上保留在后面。
返回参照图2，在实施例中，煅烧炉18还可包括围绕滚筒92的外部102设置的外壳/壳体108。外壳108可随着滚筒92旋转而相对于滚筒92保持静止，且也可气密地密封滚筒92，即，外壳108约束和/或防止在腔94与包绕煅烧炉18的环境/大气之间的空气的移动。
如进一步在图2中示出的那样，煅烧炉18可包括驱动器/马达齿轮110，其与齿轮环112(其设置在滚筒92的外部102上)、y形承载环114和x形承载环116(其也设置在滚筒92的外部上)以及一个或多个轴承轮118、120、122(其用作用于煅烧炉18的固定/支撑点)互锁。例如，在实施例中，轴承轮118可设置成抵靠y形承载环114，且轴承轮120和122可设置成抵靠x形承载环116。因此，驱动器/马达齿轮110提供旋转力，以使滚筒92旋转，而轴承轮118提供保持滚筒92倾斜所需的支撑，且轴承轮120和122防止滚筒92由于重力而沿轴线(图3中的104)滑动。
如将认识到的那样，在实施例中，滚筒92可达到大于或等于900℃的温度，这继而可引起滚筒92在外壳108内的热膨胀。例如，在一些实施例中，滚筒92的热膨胀可高达15-20厘米。因此，本发明的一些实施例可实施一个或多个特征，其提供外壳108，以在滚筒92的膨胀和收缩期间维持适当的气密密封，同时最小化和/或消除空气进入。
例如，如图4中示出的那样，在实施例中，外壳108和滚筒92可限定一个或多个通道124，冷却介质可流过通道124，以便冷却滚筒92。在此类实施例中，冷却介质可将滚筒92的外部102冷却至处于300℃和500℃或它们之间的温度。如将认识到的那样，冷却介质可为循环/再循环的气态CO2，其在用作用于贫吸收剂颗粒的输送气体之前需要加热。例如，在实施例中，从腔94内的吸附剂释放的CO2气体可从离开腔94的气流收集且引入到通道124中，使得允许CO2沿滚筒92的外部102流动。在此类实施例中，CO2可在送至通道124之前送过气旋分离器(未示出)，以除去任何杂质/污染物，例如，灰尘。
此外，虽然一个或多个通道124在附图中描绘为外壳108与滚筒92的外部102之间的单个空间124，但在其他实施例中，外壳108和滚筒92可限定两个或更多个通道124。在又一些其他实施例中，通道124可从外壳108和/或滚筒92的外部102切出。如将认识到的那样，在实施例中，通道124可跨越滚筒92的所有或大部分长度(最佳见图2和图3)。
此外，在实施例中，齿轮环112可包括与通道124(其由外壳108和滚筒92限定)对准的通道126，即，通道124和126布置成使得它们流体地连接于彼此，使得冷却介质可从通道124(其由外壳108和滚筒92限定)流至齿轮环112的通道126，以便冷却滚筒92和/或齿轮环112。
如将认识到的那样，使滚筒92的外部102和/或齿轮环112经由流过通道124和/或126的CO2冷却，减小了滚筒92和/或齿轮环112的热膨胀。此外，在一些实施例中，滚筒92经由外壳108的气密密封允许CO2在滚筒92的外部102之上循环/再循环，使得煅烧炉18具有很少或没有空气进入。在此类实施例中，冷却介质可为近似100％的CO2。
返回参照图2，煅烧炉18还可包括一个或多个双密封环128、130和132，和/或设置在滚筒92、外壳108之间的一个或多个填塞膨胀接头134、136和138，和/或也设置在外壳108与滚筒92之间的内部密封板140。
在实施例中，双密封环128、130和132可设置在齿轮环112和/或轴承轮118、120、122中的一个或多个附近，以便最小化滚筒92的热膨胀的影响。
如将理解的那样，在实施例中，填塞膨胀接头134、136和138移动，例如，膨胀和收缩，以便允许外壳108在滚筒92的热膨胀期间保持连接/附接于滚筒92，使得在外壳108与滚筒92之间的气密密封被维持。因此，如将认识到的那样，填塞膨胀接头134、136和138允许外壳108在维持气密密封的同时适应滚筒92的热膨胀。
煅烧炉18还可包括一个或多个吹扫气体连接件142、144、146、148，其设置在煅烧炉18内的各个地点处，以便防止固体例如沿滚筒92的外部102在煅烧炉18的关键区域处的沉积/积聚。在实施例中，吹扫气体可为由腔94中的吸附剂释放的CO2。此外，煅烧炉18还可包括一个或多个冷却连接件150，以将冷却介质输入到通道124、126中且/或将冷却介质传输到煅烧炉18的其他构件。
因此，在操作中，根据本发明的实施例，系统10可用于执行用于减少来自烟道气的CO2排放的方法。例如，方法可包括：将贫吸收剂颗粒通过在碳酸化器22中从烟道气吸收CO2来转换成负载的吸附剂颗粒，且然后在滚筒92的腔94的第一开口96处接收负载的吸附剂颗粒，使得负载的吸附剂颗粒流到腔94中。然后使如以上陈述为可为倾斜的滚筒92旋转，因此将负载的吸附剂颗粒与HT颗粒混合，以便于负载的吸附剂颗粒经由吸收的CO2的释放而转换成贫吸附剂颗粒。也如以上陈述的那样，在滚筒92为倾斜的实施例中，滚筒92的旋转可经由翅片107将负载的吸附剂颗粒和HT颗粒沿倾斜度向上输送。
此外，在实施例中，方法可包括使滚筒92以上文论述的方式经由外壳108气密地密封，且/或使滚筒92经由冷却介质、通道124、126和/或冷却连接件150来冷却，以便减轻滚筒92可遭受的任何膨胀的影响。
此外，在实施例中，方法可包括，将贫吸附剂颗粒经由浮升气流由液力阻力和/或重力与HT颗粒分离，也如上文论述的那样。
更进一步，方法可包括，将贫吸附剂颗粒输送至碳酸化器22，以用于再使用。
最后，还将理解的是，系统可包括必要的电子器件、软件、存储器、储存、数据库、固件、逻辑/状态机、微处理器、通信链路、显示器或其他视觉或音频用户接口、打印装置，和任何其他输入/输出接口，以执行本文中描述的功能且/或实现本文中描述的结果。
例如，如图1中示出的那样，系统10可包括具有至少一个处理器154的控制器152和可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的系统存储器/数据存储结构156。至少一个处理器154可包括一个或多个常规微处理器和一个或多个辅助协处理器，如数学协处理器或相似物。本文中论述的数据存储结构可包括磁性、光学和/或半导体存储器的适当组合，且可包括例如RAM、ROM、闪存驱动器、诸如光碟的光盘、和/或硬盘或驱动器。
此外，使控制器152适于执行本文中描述的各种方法的碳减少应用可从计算机可读介质读取到至少一个处理器154的主存储器中。如本文中使用的用语"计算机可读介质"是指任何介质，其提供或参与向至少一个处理器154(或本文中描述的装置的任何其他处理器)提供指令以用于运行。此类介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光学、磁性或光磁盘，诸如存储器。易失性介质包括典型构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、RAM、PROM、EPROM或EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM、任何其他存储器芯片或盒，或计算机可从其读取的任何其他介质。
虽然在实施例中，软件应用中的指令序列的运行使至少一个处理器执行本文中描述的方法/过程，但硬连线电路可用于代替软件指令或与该软件指令组合，以用于本发明的方法/过程的实施。因此，本发明的实施例不限于硬件和/或软件的任何特定组合。
将理解的是，以上描述旨在为示范性而非限制性的。例如，上文描述的实施例(和/或其方面)可与彼此组合使用。此外，可进行许多改型来使特定情形或材料适于本发明的教导，而不脱离其范围。
例如，在实施例中，提供了用于减少来自烟道气体的二氧化碳排放的系统。系统包括碳酸化器和煅烧炉。碳酸化器接收烟道气和贫吸附剂颗粒，使得贫吸附剂颗粒从烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒。煅烧炉包括滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔。第一开口流体地连接于碳酸化器，使得负载的吸附剂颗粒从碳酸化器流到腔中。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。在某些实施例中，滚筒为倾斜的。在某些实施例中，煅烧炉包括外壳，其围绕滚筒设置，以便气密地密封滚筒。在某些实施例中，外壳和滚筒限定一个或多个通道，冷却介质可流过该通道，以便冷却滚筒。在某些实施例中，冷却介质包括释放的气态二氧化碳。在某些实施例中，煅烧炉还包括齿轮环，齿轮环设置在滚筒的外部上且包括与由外壳和滚筒限定的一个或多个通道对准的通道。在某些实施例中，煅烧炉还包括设置在外壳与滚筒之间的一个或多个吹扫气体连接件。
其他实施例提供煅烧炉。煅烧炉包括滚筒和外壳。滚筒限定了具有第一开口和第二开口的腔。第一开口构造成允许负载的吸附剂颗粒流到腔中。外壳围绕滚筒设置且气密地密封滚筒，以便在外壳与滚筒之间限定通道。滚筒旋转，使得负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放气态二氧化碳，且经由第二开口作为贫吸附剂颗粒离开滚筒。释放的二氧化碳中的至少一些作为气体通过通道循环，以便冷却滚筒。在某些实施例中，滚筒为倾斜的。在某些实施例中，煅烧炉还包括设置在滚筒与外壳之间的一个或多个双密封环。在某些实施例中，煅烧炉还包括设置在滚筒与外壳之间的一个或多个填塞膨胀接头。在某些实施例中，煅烧炉还包括齿轮环，齿轮环设置在滚筒的外部上且包括与由外壳和滚筒限定的通道对准的通道。在某些实施例中，煅烧炉包括设置在外壳与滚筒之间的一个或多个吹扫气体连接件。
再一些其他实施例提供用于煅烧炉的旋转滚筒的齿轮环。齿轮环包括本体和第一通道。本体构造成设置在旋转滚筒的外部上。第一通道由本体限定。当齿轮环设置在旋转滚筒的外部上时，第一通道与由煅烧炉的外壳与旋转滚筒限定的第二通道对准，使得允许冷却介质流过第一通道和第二通道，以冷却旋转滚筒和齿轮环中的至少一个。在某些实施例中，旋转滚筒为倾斜的，且由外壳气密地密封。
再一些其他实施例提供用于减少来自烟道气的二氧化碳排放的方法。方法包括：使贫吸收剂颗粒通过在碳酸化器中从烟道气吸收二氧化碳来转换成负载的吸附剂颗粒；在煅烧炉的滚筒的腔的第一开口处从碳酸化器接收负载的吸附剂颗粒；使滚筒旋转，以便在腔内将负载的吸附剂颗粒与热传递颗粒混合，使得负载的吸附剂颗粒释放吸收的二氧化碳作为气体且还原回贫吸附剂颗粒；以及将还原的贫吸附剂颗粒输送至碳酸化器。在某些实施例中，滚筒为倾斜的。在某些实施例中，方法还包括使贫吸附剂颗粒经由浮升气流由液力阻力或重力中的至少一个与热传递颗粒分离。在某些实施例中，方法还包括，经由围绕滚筒设置的外壳气密地密封滚筒。在某些实施例中，方法还包括，经由流过一个或多个通道(其由外壳和滚筒限定)的冷却介质来冷却滚筒。
因此，通过利用旋转滚筒，本发明的一些实施例提供了在煅烧炉内的HT颗粒和吸附剂的更好的混合。具体而言，包括形成阿基米德螺线的翅片(其将HT颗粒和吸附剂颗粒沿倾斜的旋转滚筒向上输送)的一些实施例提供了使HT颗粒使用浮升气流经由液力阻力和/或重力与吸附剂颗粒分离的能力。因此，一些实施例除去了在FIRCC系统中对单独分类器的需要。
此外，包括外壳(其气密地密封滚筒)的一些实施例可减少从系统至周围环境/大气的热量/热能的损耗量。
此外，尽管本文中描述的材料的大小和类型旨在限定本发明的参数，但它们决不是限制性的，且为示例性实施例。在回故以上描述时，许多其他实施例将对本领域技术人员显而易见。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同此类权利要求所赋予的等同方案的完整范围确定。在所附权利要求中，用语"包括了"和"在其中"用作相应用语"包括"和"其中"的通俗英文等同物。此外，在以下权利要求中，诸如"第一"、"第二"、"第三"、"上部"、"下部"、"底部"和"顶部"等用语仅用作标记，且不旨在对它们的对象施加数字或位置要求。此外，以下权利要求的限制并未以装置加功能的格式撰写，且不意在基于35 U.S.C. §112(f)来解释，除非且直到此权利要求限制明确地使用短语"装置，其用于"后接没有其他结构的功能的声明。
该书面的描述使用示例以公开本发明的若干实施例(包括最佳模式)，且还使本领域普通技术人员能够实践本发明的实施例(包括制造和使用任何装置或系统且执行任何包含的方法)。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无显著差异的等同结构元件，则旨在使这些其他示例处于权利要求的范围内。
如本文中使用的那样，以单数叙述且冠以词语"一个"或"一种"的元件或步骤应当理解为未排除多个所述元件或步骤，除非明确指出此类排除。此外，本发明对"一个实施例"的参照不旨在解释为排除也包含叙述的特征的额外实施例的存在。此外，除非明确相反指出，否则"包括"、"包含"或"具有"带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的额外此类元件。
由于可在上文描述的发明中进行某些变化，而不脱离本文中涉及的发明的精神和范围，故其旨在，附图中所示的以上描述的所有主题应当仅解释为示出本文中的发明构想的示例，且不应当看作是限制本发明。

Claims (10)

1.一种系统，其用于减少来自烟道气的二氧化碳排放，所述系统包括：
碳酸化器，其接收所述烟道气和贫吸附剂颗粒，使得所述贫吸附剂颗粒从所述烟道气吸收气态二氧化碳，且变成负载的吸附剂颗粒；
煅烧炉，其包括滚筒，所述滚筒限定具有第一开口和第二开口的腔，所述第一开口流体地连接于所述碳酸化器，使得所述负载的吸附剂颗粒从所述碳酸化器流到所述腔中；以及
其中所述滚筒旋转，使得所述负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放吸收的气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由所述第二开口离开所述滚筒。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滚筒为倾斜的。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉包括外壳，所述外壳围绕所述滚筒设置，以便气密地密封所述滚筒。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述外壳和所述滚筒限定一个或多个通道，冷却介质可流过所述一个或多个通道，以便冷却所述滚筒。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述冷却介质包括释放的气体二氧化碳。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉还包括齿轮环，所述齿轮环设置在所述滚筒的外部上且包括与由所述外壳和所述滚筒限定的所述一个或多个通道对准的通道。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煅烧炉还包括设置在所述外壳与所述滚筒之间的一个或多个吹扫气体连接件。
8.一种煅烧炉，包括：
滚筒，其限定具有第一开口和第二开口的腔，所述第一开口构造成允许负载的吸附剂颗粒流到所述腔中；
围绕所述滚筒设置的外壳，其气密地密封所述滚筒，以便限定所述外壳与所述滚筒之间的通道；以及
其中所述滚筒旋转，使得所述负载的吸附剂颗粒中的至少一些与热传递颗粒混合，以便释放气态二氧化碳，且作为贫吸附剂颗粒经由所述第二开口离开所述滚筒，且
其中释放的二氧化碳中的至少一些作为气体通过所述通道循环，以便冷却所述滚筒。
9.根据权利要求8所述的煅烧炉，其特征在于，所述滚筒为倾斜的。
10.根据权利要求8所述的煅烧炉，其特征在于，所述煅烧炉还包括设置在所述滚筒与所述外壳之间的一个或多个双密封环。
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