CN115003404A - 用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法 - Google Patents

用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115003404A
CN115003404A CN202180011105.5A CN202180011105A CN115003404A CN 115003404 A CN115003404 A CN 115003404A CN 202180011105 A CN202180011105 A CN 202180011105A CN 115003404 A CN115003404 A CN 115003404A
Authority
CN
China
Prior art keywords
caco
carbonator
cao
transportable
storage container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180011105.5A
Other languages
English (en)
Inventor
拉尔斯·克龙
科里·布莱克曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ClimateWell AB
Original Assignee
ClimateWell AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ClimateWell AB filed Critical ClimateWell AB
Publication of CN115003404A publication Critical patent/CN115003404A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/343—Heat recovery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/16—Perchloric acid
    • C01B11/18—Perchlorates
    • C01B11/185—Ammonium perchlorate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/602—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0233—Other waste gases from cement factories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/86—Carbon dioxide sequestration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1612—CO2-separation and sequestration, i.e. long time storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/61—Removal of CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

提供了一种用于能量存储和CO2捕获的系统。该系统包括CaO/CaCO3、适用于CaO与CO2反应以生成CaCO3的碳酸化器(1)、用于接收和储存碳酸化器(1)中产生的CaCO3的至少一个CaCO3储存容器(2)，其中CaCO3储存容器(2)被配置成可运输的，使得CaCO3可以被供应到远离碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。

Description

用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于能量储存和碳捕获的装置、系统和方法，其中储存室是可运输的。
背景技术
WO2012/118437公开了一种包括内部部分和外部包覆层的颗粒，所述内部部分包括选自盐和CaO组成的组中的至少一种，并且所述外部包覆层包括疏水性纳米颗粒。
WO2016/166364公开了一种用于化学热泵的材料，该材料包含活性物质，并允许气相的挥发性液体传输进出活性物质的至少一部分，其中至少一部分该材料与周围环境热接触，其中该材料包括选自石墨烯和氧化石墨烯组成的组中的至少一种的薄片，其中每个单独的薄片具有在100-10000nm范围内的横向尺寸和在0.34至5nm范围内的厚度。
EP2762781公开了使用CaO/CaCO3回路通过流化床技术从烟道气(CCS)中捕获CO2。描述了使用CaO/CaCO3与CO2捕获相结合的能量存储。提供了一种解决方案，将功率输出与氧燃烧循环流化床煅烧炉的操作条件分离，从而能够以不同的功率输出操作。
US2018/0028967公开了用CaO收集CO2并结合水泥生产过程。WO2009144472公开了使用流化床反应器从废气中去除(CaO/CaCO3)CO2。二氧化碳受体(例如CaO)是纳米颗粒并且被金属氧化物(例如SiO2)包覆。有提到金属氧化物可以是纳米结构的，并且这可以稳定当二氧化碳受体是纳米颗粒时存在的孔结构。但也提到，尽管是纳米结构，但团聚问题仍然存在。
US20120025134涉及具有CaO/CaCO3的CCS，尤其涉及一种生产CO2吸附剂的方法。提到将CaO结合到惰性多孔金属氧化物中会产生具有所需性能的吸附剂。CaO晶体或晶粒的直径可能约为150nm，而分隔它们的MgO晶粒的直径可能约为30nm。该混合物是通过将CaO与至少一种金属氧化物在溶剂中混合来制备的。该金属氧化物可以是氧化硅或其他。
US2014/0044632公开了一种装置，用于收集来自车辆、加热系统或工业过程中的废气中的CO2。该应用的重点是吸收CO2。所有吸收剂始终在吸收剂筒中，使得气体被引导通过吸收剂的全部或大部分。这具有CO2的吸收率非线性降低的结果，这对于能量存储目的是不利因素。该吸收剂是石灰，特别是包含CaOH和较小部分的NaOH和KOH的碱石灰。
使用CaO/CaCO3的用于碳捕获和能量储存的已知系统通常包括碳酸化器和煅烧炉。现有技术中的问题包括煅烧炉是复杂装置，其比碳酸化器更复杂，并且煅烧炉更容易以大规模或超大规模建造。另一方面，碳酸化器是尺寸可变的，例如因为它具有更少的组件并且没有过滤器。碳酸化器可以制成任何所需的尺寸，包括非常小的尺寸。
此外，还希望尽量减少可能在反复循环过程中发生的CaO/CaCO3中的长期结构变化和团聚。
发明内容
本发明的一个目的是消除现有技术中的至少一些缺点并且提供一种能量存储系统和方法。
第一方面，提供了一种用于能量储存和CO2捕获的系统，包括：
-CaO，
-碳酸化器(1)，适用于CaO与CO2反应以产生CaCO3，
-至少一个CaCO3储存容器(2)，用于接收和储存所述碳酸化器(1)中产生的所述CaCO3，
其特征在于，所述CaCO3储存容器(2)被配置成可运输的，使得CaCO3可以被供应到远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。
第二方面，提供了一种用于储存能量和捕获CO2的方法，包括以下步骤：
a、通过将CaCO3储存容器(2)的CaCO3容器输入装置(7)连接到碳酸化器(1)的碳酸化器CaCO3输出装置(8)，将可运输的CaCO3储存容器(2)连接到碳酸化器(1)，
b、提供CO2和CaO到所述碳酸化器(1)以捕获CO2，从而产生CaCO3，以及
c、通过所述碳酸化器CaCO3输出装置(8)和CaCO3容器输入装置(7)将CaCO3转移到所述可运输的CaCO3储存容器(2)。
本发明的其他实施例在所附的从属权利要求中限定，这些权利要求被明确地纳入本文。
一个优势是，碳酸化器的容量可以适应其安装的位置的需要。从技术角度来看，碳酸化器的容量很容易调整。更难以小规模制造的煅烧炉可以做得很大，并为许多碳酸化器服务。
碳酸化器中释放的热量和煅烧炉中相应的热量消耗可用作能量储存。煅烧炉可以在能源成本较低的时段内运行。释放CO2的装置通常在需要能量时运行，然后碳酸化器启动，提供额外的助力。
附图说明
将参照以下附图描述各方面和实施例，其中：
图1示出了用于能量储存和CO2捕获的系统，包括CaO、适用于CaO与CO2反应以产生CaCO3的碳酸化器(1)、用于接收和储存碳酸化器(1)中产生的CaCO3的至少一个CaCO3储存容器(2)。CaCO3储存容器(2)被配置成可运输的，使得CaCO3可以被供应到远离碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。CaCO3储存容器(2)配备有CaCO3容器输入装置(7)和CaCO3容器输出装置(9)以及提升装置(6)。碳酸化器(1)配备有碳酸化器CaO输入装置(12)和碳酸化器CaCO3输出装置(8)。碳酸化器(1)配备有CO2输入装置。
图2示出了如图1中的用于能量存储和CO2捕获的系统，并且还包括煅烧炉(4)，其位于远离碳酸化器(1)的地理位置(3)并且适用于将可运输的CaCO3储存容器(2)中的CaCO3加热至能释放CO2以产生CaO的温度，和至少一个CaO储存容器(5)，其用于接收和储存煅烧炉(4)中产生的CaO。CaO储存容器(5)配备有CaO容器输入装置(10)和CaO容器输出装置(11)。在CaO储存容器(5)上示出了一个作为提升装置的环。煅烧炉(4)配备有煅烧炉CaCO3输入装置(13)和煅烧炉CaO输出装置(14)。煅烧炉(4)配备有CO2输出装置。标示了碳酸化器(1)和煅烧器(4)之间的容器运输。
具体实施方式
详细公开和描述本发明之前，应理解本发明不限于本文公开的特定配置、工艺步骤和材料，因为这样的配置、工艺步骤和材料可能会有一些变化。还应理解，此处使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制，因为本发明的范围仅由所附权利要求及其等同物限制。
必须注意的是，如在本说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。
在整个说明书和权利要求书中使用的“能量储存”意指能量的储存，包括以化学形式储存的能量和以热能形式储存的能量，包括储存在相变材料中。
在整个说明书和权利要求书中使用的体积或颗粒的“最大尺寸”意指体积或颗粒表面上任意两点之间的最大距离。在颗粒或体积表面上任意两点之间的所有可能距离中，选择最大可能距离。对于球体，则对应于球体的直径。
在整个说明书和权利要求书中使用的“颗粒”意指一块固体形式的材料。
在整个描述和权利要求书中使用的“系统”意指几个装置的组合。
第一方面，提供了一种用于能量储存和CO2捕获的系统，包括：
-CaO，
-碳酸化器(1)，适用于CaO与CO2反应以产生CaCO3，
-至少一个CaCO3储存容器(2)，用于接收和储存所述碳酸化器(1)中产生的所述CaCO3，
其特征在于，所述CaCO3储存容器(2)被配置成可运输的，使得CaCO3可以被供应到远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。
所述CaCO3储存容器(2)配置成可运输的，使得其可以被连接到、被牵引或被装载到诸如卡车、货运列车或船的某种运输装置上。
所述CaCO3旨在被供应到远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)在另一个地方，例如包括但不限于距离所述碳酸化器(1)至少1公里，距离所述碳酸化器(1)至少10公里。因此，在一个实施例中，远离所述碳酸化器(1)的所述地理位置(3)与所述碳酸化器(1)相距1公里或更多。远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)应被解释为该距离使得CaCO3储存容器(2)须是可运输的，并且使得CaCO3的其他传输方式(例如传送带或管道)在经济上不现实。远离的地理位置位于适合使用可运输存储容器的距离。作为可选方案，该距离至少为1公里，或者至少为10公里。所述捕获的CO2在所述地理位置(3)释放。
在本领域中，煅烧炉不是尺寸可变的并且难以以小规模建造是一个问题。这是由于它们的复杂性，其包括许多组件和过滤器。从技术角度来看，煅烧炉更容易以大规模建造。另一方面，与煅烧炉相比，碳酸化炉更具尺寸可变性。碳酸化器可以更容易地以小规模制造，并且碳酸化器的尺寸和容量可以适应需要捕获CO2的地点的需要。
热量在碳酸化器中释放，相应的热量在煅烧炉中消耗。这适合用作能量储存器，使得碳酸化器在运行期间提供额外的热量助力。煅烧炉可以在能源成本较低的时段内运行。从而实现了能量存储效果，在可用时消耗能量并在需要时释放热能。释放CO2的装置通常在需要能量时运行，然后碳酸化器启动，提供额外的助力。
被捕获的CO2可以来自各种来源，例如包括但不限于烟道气和燃烧产生的废气。在捕获CO2之前，气体优选地在过滤器和分离器中进行处理以去除例如微粒、硫化合物和类似物。在CO2去除之前的这种过滤步骤和分离步骤在本领域中是已知的。
在一个实施例中，所述系统还包括
-煅烧炉(4)，位于远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)并且适用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)中的所述CaCO3加热至能释放CO2以产生CaO的温度以及
-至少一个CaO储存容器(5)，用于接收和储存所述煅烧炉(4)中产生的所述CaO。
所述CaCO3储存容器(2)和所述CaO储存容器(5)不一定不同，在一个实施例中，相同类型的容器用于这两种目的。
在一个实施例中，所述CaO被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm范围内的直径。在一个实施例中，所述CaO和CaCO3被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm范围内的直径。在一个实施例中，使用疏水化的SiO2。对于不规则颗粒，所述直径应理解为任意维度中的最大尺寸。在重复使用CaO/CaCO3材料期间，可能会出现长期影响，包括晶体的形成和其他结构变化，影响材料的反应性。含有SiO2的颗粒的包覆层改善了这个问题。此外，该包覆层使材料更容易运输和处理，因为它更容易流动。该包覆层包括在CaO/CaCO3颗粒表面上的SiO2颗粒层。该包覆层是可渗透CO2的。当颗粒中的材料从CaO变为CaCO3时，通常会发生体积变化，反之亦然，但是当位于核心中的材料在CaO和CaCO3之间变化时，颗粒的包覆层能够适应颗粒的新体积。CaO/CaCO3颗粒比含有SiO2的颗粒大，在一个实施例中大100-1000倍。
CaO和/或CaCO3均以颗粒形式提供。在一个实施例中，包含CaO和/或CaCO3的颗粒最大尺寸在1-1000μm的范围内。在任何维度测量的最大尺寸中的最大尺寸。对于球体，最大尺寸对应于直径。
在一个实施例中，所述煅烧炉(4)每小时生产CaO的能力，按重量计算，比所述碳酸化器(1)每小时消耗CaO的能力大至少4倍。在又一个实施例中，所述煅烧炉(4)每小时生产CaO的能力，按重量计算，比所述碳酸化器(1)每小时消耗CaO的能力大至少10倍。在一个实施例中，具有多个碳酸化器(1)。这具有的优点是，一个煅烧炉可以为多个碳酸化器服务，并且碳酸化器可以适应每个位置所需的容量，并且煅烧炉的容量可以优化设计为大型煅烧炉。
在一个实施例中，所述碳酸化器(1)和煅烧器(4)相距至少1km。在另一个实施例中，所述碳酸化器(1)和煅烧器(4)相距至少0.5km。在另一个实施例中，所述碳酸化器(1)和煅烧器(4)相距至少5km。在另一个实施例中，所述碳酸化器(1)和煅烧器(4)相距至少10km。
在一个实施例中，其中碳酸化器(1)比煅烧器(4)多。
在一个实施例中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括提升装置(6)，用于提升和移动所述可运输的CaCO3储存容器(2)。所述提升装置(6)可以是允许提升和/或移动容器的任何已知特征。提升装置的示例包括但不限于钩、环、把手、凸缘和凹槽。
在一个实施例中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括CaCO3容器输入装置(7)，用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)连接到所述碳酸化器(1)，以将CaCO3从所述碳酸化器(1)供应到所述CaCO3储存容器(2)，优选为快速释放输入连接装置(7)的形式。快速释放输入连接可以在短时间内释放，并且可以在许多操作周期中重复使用。在一个实施例中，所述CaCO3容器输入装置(7)是在所述CaCO3储存容器(2)顶部的开口。
在一个实施例中，所述碳酸化器(1)包括碳酸化器CaCO3输出装置(8)，用于将所述碳酸化器(1)连接到所述可运输的CaCO3储存容器(2)的所述CaCO3容器输入装置(7)，以将CaCO3从所述碳酸化器(1)供应到所述CaCO3储存容器(2)。
在一个实施例中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括CaCO3容器输出装置(9)，用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)连接到所述煅烧炉(4)，以将所述可运输的CaCO3储存器(2)中的CaCO3供应到所述煅烧炉(4)。
第二方面，提供了一种用于储存能量和捕获CO2的方法，包括以下步骤：
a、通过将CaCO3储存容器(2)的CaCO3容器输入装置(7)连接到碳酸化器(1)的碳酸化器CaCO3输出装置(8)，将可运输的CaCO3储存容器(2)连接到碳酸化器(1)，
b、提供CO2和CaO到所述碳酸化器(1)以捕获CO2，从而产生CaCO3，以及
c、通过所述碳酸化器CaCO3输出装置(8)和CaCO3容器输入装置(7)将CaCO3转移到所述可运输的CaCO3储存容器(2)。
步骤b)中提供的所述CO2由任何包含CO2的料流提供，优选地由包含增加的CO2浓度的料流提供，例如至少10wt％，优选地至少15wt％或更高。所述CO2可以源自产生CO2的工业过程，包括例如含碳燃料的燃烧。
在一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：
d、将所述可运输的CaCO3储存容器(2)运输到远离的地理位置(3)，
e、将所述可运输的CaCO3储存容器(2)中的CaCO3转移到煅烧炉(4)，以及
f、向煅烧炉(4)提供热量以产生CO2和CaO。
在一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：
g、将步骤f中产生的所述CaO转移到可运输的CaO储存容器(5)，
h、将所述CaO储存容器(5)运输至碳酸化器(1)以捕获CO2并由此产生CaCO3。
从而形成闭合回路，使得材料CaO/CaCO3可以循环。
在所述方法的一个实施例中，其还包括储存步骤f中产生的CO2的步骤。所述CO2可以储存在基岩中，包括含石灰的基岩。经过多年后，大部分CO2将矿化并留在基岩中。
所述系统的实施例同样适用于所述方法。
在所述方法的一个实施例中步骤d涉及运输超过1km。

Claims (19)

1.一种用于能量存储和CO2捕获的系统，包括：
-CaO，
-碳酸化器(1)，适用于CaO与CO2反应以产生CaCO3，
-至少一个CaCO3储存容器(2)，用于接收和储存所述碳酸化器(1)中产生的所述CaCO3，
其特征在于，所述CaCO3储存容器(2)被配置成可运输的，使得所述CaCO3可以被供应到远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)以释放CO2。
2.如权利要求1所述的系统，还包括
-煅烧炉(4)，位于远离所述碳酸化器(1)的地理位置(3)并且适用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)中的所述CaCO3加热至能释放CO2以产生CaO的温度以及
-至少一个CaO储存容器(5)，用于接收和储存所述煅烧炉(4)中产生的所述CaO。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述CaO被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm所述范围内的直径。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述CaO和CaCO3被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm所述范围内的直径。
5.根据权利要求2和任意其他前述权利要求所述的系统，其中，所述煅烧炉(4)每小时生产CaO的能力，按重量计算，比所述碳酸化器(1)每小时消耗CaO的所述能力大至少4倍。
6.根据权利要求2和任意其他前述权利要求所述的系统，其中，所述碳酸化器(1)和煅烧器(4)相距至少1km。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，具有多个碳酸化器(1)。
8.根据权利要求2和任意其他前述权利要求所述的系统，其中，碳酸化器(1)比煅烧器(4)多。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括提升装置(6)，用于提升和移动所述可运输的CaCO3储存容器(2)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括CaCO3容器输入装置(7)，用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)连接到所述碳酸化器(1)，以将CaCO3从所述碳酸化器(1)供应到所述CaCO3储存容器(2)，优选为快速释放输入连接装置(7)的形式。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述碳酸化器(1)包括碳酸化器CaCO3输出装置(8)，用于将所述碳酸化器(1)连接到所述可运输的CaCO3储存容器(2)的所述CaCO3容器输入装置(7)，以将CaCO3从所述碳酸化器(1)供应到所述CaCO3储存容器(2)。
12.根据权利要求2和11所述的系统，其中，所述可运输的CaCO3储存容器(2)包括CaCO3容器输出装置(9)，用于将所述可运输的CaCO3储存容器(2)连接到所述煅烧炉(4)，以将所述可运输的CaCO3储存器(2)中的CaCO3供应到所述煅烧炉(4)。
13.一种储存能量和捕获CO2的方法，包括以下步骤：
a、通过将CaCO3储存容器(2)的CaCO3容器输入装置(7)连接到碳酸化器(1)的碳酸化器CaCO3输出装置(8)，将可运输的所述CaCO3储存容器(2)连接到所述碳酸化器(1)，
b、提供CO2和CaO到所述碳酸化器(1)以捕获CO2，从而产生CaCO3，以及
c、通过所述碳酸化器CaCO3输出装置(8)和CaCO3容器输入装置(7)将所述CaCO3转移到所述可运输的CaCO3储存容器(2)。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
d、将所述可运输的CaCO3储存容器(2)运输到远离的地理位置(3)，
e、将所述可运输的CaCO3储存容器(2)中的所述CaCO3转移到煅烧炉(4)，以及
f、向所述煅烧炉(4)提供热量以产生CO2和CaO。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：
g、将步骤f中产生的所述CaO转移到可运输的CaO储存容器(5)，
h、将所述CaO储存容器(5)运输到碳酸化器(1)以捕获CO2从而产生CaCO3。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
i、储存步骤f中产生的所述CO2。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述CaCO3被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm所述范围内的直径。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的方法，其中，所述CaO被含有SiO2的颗粒包覆，并且其中所述含有SiO2的颗粒具有1-100nm所述范围内的直径。
19.根据权利要求14-18中任一项所述的方法，其中，步骤d涉及运输超过1km。
CN202180011105.5A 2020-01-28 2021-01-20 用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法 Pending CN115003404A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2050076-5 2020-01-28
SE2050076A SE2050076A1 (en) 2020-01-28 2020-01-28 System and method for transportable energy storage and carbon capture
PCT/EP2021/051210 WO2021151758A1 (en) 2020-01-28 2021-01-20 System and method for transportable energy storage and carbon capture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115003404A true CN115003404A (zh) 2022-09-02

Family

ID=74418411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180011105.5A Pending CN115003404A (zh) 2020-01-28 2021-01-20 用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230070109A1 (zh)
EP (1) EP4096810B1 (zh)
CN (1) CN115003404A (zh)
SE (1) SE2050076A1 (zh)
WO (1) WO2021151758A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113663636B (zh) * 2021-08-31 2022-10-14 南京工业大学 一种回转式钙基高温热化学储能反应装置及储能反应方法
WO2024084324A1 (en) 2022-10-20 2024-04-25 Unilin, Bv Composed element and corner connection applied herewith.

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2418422A1 (fr) * 1978-02-24 1979-09-21 Fives Cail Babcock Procede de stockage et de restitution d'energie utilisant les reactions de decarbonatation du carbonate de calcium et de carbonatation de la chaux ainsi obtenue, et unites pour la mise en oeuvre de ce procede
RU2158374C1 (ru) * 1999-04-23 2000-10-27 Блюмкин Лев Борисович Способ энергоснабжения силовой установки транспортного средства
US8951493B2 (en) * 2005-10-21 2015-02-10 Calix Ltd. Material compound and a method of fabricating the same
GB0809809D0 (en) 2008-05-29 2008-07-09 Ntnu Technology Transfer As Carbon dioxide acceptors
DE112009002733T5 (de) 2008-11-11 2013-03-14 University Of Queensland Verfahren zum Herstellen von Sorptionsmitteln zur CO2-Abscheidung bei hoher Temperatur
WO2011082448A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 The University Of Queensland Sorbent regeneration
SE1150190A1 (sv) 2011-03-02 2012-06-19 Climatewell Ab Publ Salt överdraget med nanopartiklar
EP2699333A4 (en) * 2011-04-18 2014-10-08 Ryncosmos Llc METHOD AND APPARATUS FOR THE REMOVAL OF CARBON DIOXIDE FROM AUTOMOTIVE, DOMESTIC AND INDUSTRIAL EXHAUST GASES
EP2559472A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-20 Alstom Technology Ltd. Integrated carbon dioxide capture for cement plants
EP2950911A4 (en) * 2013-01-30 2017-01-11 Bogdan Wojak Sulphur-assisted carbon capture and storage (ccs) processes and systems
ES2555034T3 (es) 2013-02-01 2015-12-28 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Sistema y procedimiento para el almacenamiento de energía usando combustores de lecho fluidizado circulante
EP2845639A1 (en) * 2013-09-04 2015-03-11 Alstom Technology Ltd CO2 capture system and retrofit method
US20150129208A1 (en) * 2013-09-06 2015-05-14 Vast Power Systems, Inc. Calciner enhanced oil recovery
GB201409157D0 (en) * 2014-05-22 2014-07-09 Krajete GmbH Method and cartridge for carbon dioxide recovery
EP2952244B1 (en) * 2014-06-02 2018-08-22 General Electric Technology GmbH Carbon capture system and method for capturing carbon dioxide
ES2555329B2 (es) * 2014-06-26 2016-04-26 Universidad De Sevilla Procedimiento termoquímico de transferencia y almacenamiento de energía solar concentrada
ES2789399T3 (es) 2015-04-16 2020-10-26 Saltx Tech Ab Material para una bomba de calor química
CN105854543B (zh) * 2016-05-13 2018-03-20 东南大学 一种协同实现火电机组储能调峰和碳捕捉的装置及方法
CN106595363B (zh) * 2016-12-09 2018-10-23 南京工业大学 高温钙循环热化学储能方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP4096810C0 (en) 2024-02-28
WO2021151758A1 (en) 2021-08-05
EP4096810B1 (en) 2024-02-28
EP4096810A1 (en) 2022-12-07
US20230070109A1 (en) 2023-03-09
SE2050076A1 (en) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115003404A (zh) 用于可运输的能量存储和碳捕获的系统和方法
Salem et al. Selective adsorption of amaranth dye on Fe3O4/MgO nanoparticles
Franchin et al. Removal of ammonium from wastewater with geopolymer sorbents fabricated via additive manufacturing
US8657483B2 (en) Apparatuses for dilute phase impregnation of a milled sorbent with a chemical compound in an aqueous solution
CN108855023B (zh) 一种烟气脱硝催化剂的制备方法及脱硝工艺
López-Periago et al. CO2 capture efficiency and carbonation/calcination kinetics of micro and nanosized particles of supercritically precipitated calcium carbonate
CN101389396B (zh) 提供有化学中和剂和/或吸附剂的至少两个气流反应器的群
Zhou et al. Heavy metal ions and particulate pollutants can be effectively removed by a gravity-driven ceramic foam filter optimized by carbon nanotube implantation
Plou et al. Experimental carbonation of CaO in an entrained flow reactor
WO2023192192A1 (en) Lithium extraction enhanced by an alternate phase
Dhaouadi et al. Adsorption of rare earth elements onto diatomite M45: Experimental investigations and modeling with statistical physics theory
KR101695030B1 (ko) 이산화탄소 흡수제 및 그 제조방법
CN102671618A (zh) 一种用于循环流化床的微球纳米CaO基CO2吸附剂的制备方法、产品及应用
Huang et al. Cubic SAPO-34 supported MnOx for low-temperature gaseous mercury oxidation and adsorption from coal-fired flue gas
Granados-Correa et al. Evaluation of CO2 adsorption capacity with a nano-CaO synthesized by chemical combustion/ball milling
Spartinos et al. Kinetics of sulphation of limestone and precalcined limestone
JPH10202280A (ja) 軽量活性炭を用いた有機性汚水の生物処理方法
JP2524552B2 (ja) 脱硫方法及び粉粒流動層脱硫装置
JP4051857B2 (ja) 微粉末炭酸カルシウムの製造方法
JPH04215838A (ja) 粒状剤
CN113423667A (zh) 用于从水性液体或气体除去至少一种污染物的方法
CN111097271A (zh) 脱除催化裂化烟气中SOx和NOx的方法和装置
Godwin et al. Special Crystal Growth and Nucleation process of Zinc Oxide Nanoparticles from Urea Solution for Efficient Removal of Pb (II) ions and Alizarin Red S
SU901307A1 (ru) Способ утилизации железосодержащих шламов
JP2021069963A (ja) 二酸化炭素分解装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination