RU2014141580A

RU2014141580A - Способ и устройство для отделения со2 при охлаждении с использованием сопла лаваля

Info

Publication number: RU2014141580A
Application number: RU2014141580A
Authority: RU
Inventors: Николетт СИПОКС; Джассин Марсель ФРИЦ; САЛАЗАР Мигель Анхель ГОНСАЛЕС; КАУСЕ ДЕ НАСЕЛЬЕ Рене ДУ; Роджер Аллен ШИСЛЕР; Виталий Виктор ЛИССИАНСКИЙ; Витторио МИКЕЛАССИ
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2016-06-20
Also published as: CA2870640A1; WO2013162915A1; JP2015517084A; AU2013252781A1; US20130283852A1; RU2619312C2; BR112014025237A2; AU2013252781B2; EP2841181A1; KR20150013617A; CN104254382A

Abstract

1. Способ отделения диоксида углерода (CO) от газового потока, включающий:(i) охлаждение газового потока в секции охлаждения с получением охлажденного газового потока;(ii) охлаждение охлажденного газового потока в сопле Лаваля, так что часть COв газовом потоке образует один из видов CO- твердый COили жидкий CO, или оба эти вида CO;(iii) отделение по меньшей мере части одного из видов CO- твердого COили жидкого CO, или обоих этих видов CO, от охлажденного газового потока в сопле Лаваля, с получением обогащенного по COпотока и обедненного по COпотока;(iv) расширение обедненного по COгазового потока в детандере, расположенном ниже сопла Лаваля по ходу потока, с получением охлажденного газового потока, обедненного по CO; и(v) циркуляцию по меньшей мере части охлажденного газового потока, обедненного по CO, в секцию охлаждения, для охлаждения газового потока.2. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает ускорение охлажденной газовой смеси в сопле Лаваля до сверхзвуковых скоростей.3. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает ускорение охлажденной газовой смеси в сопле Лаваля до дозвуковых скоростей.4. Способ по п. 1, в котором газовый поток в основном охлаждают в секции охлаждения с помощью циркулирующего газового потока, обедненного по CO.5. Способ по п. 1, дополнительно включающий охлаждение обедненного по COгазового потока перед стадией (iv) с использованием клапана.6. Способ по п. 1, в котором газовый поток сжимают перед стадией (i).7. Способ по п. 1, в котором газовый поток не сжимают перед стадией (i).8. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает охлаждение газового потока в сопле Лаваля, чтобы в основном образовать твердый CO, и стадия (iii) включает отделение твердого COот охлажденного газового потока с получением потока, обогащенного тв

Claims

1. Способ отделения диоксида углерода (CO₂) от газового потока, включающий:

(i) охлаждение газового потока в секции охлаждения с получением охлажденного газового потока;

(ii) охлаждение охлажденного газового потока в сопле Лаваля, так что часть CO₂ в газовом потоке образует один из видов CO₂ - твердый CO₂ или жидкий CO₂, или оба эти вида CO₂;

(iii) отделение по меньшей мере части одного из видов CO₂ - твердого CO₂ или жидкого CO₂, или обоих этих видов CO₂, от охлажденного газового потока в сопле Лаваля, с получением обогащенного по CO₂ потока и обедненного по CO₂ потока;

(iv) расширение обедненного по CO₂ газового потока в детандере, расположенном ниже сопла Лаваля по ходу потока, с получением охлажденного газового потока, обедненного по CO₂; и

(v) циркуляцию по меньшей мере части охлажденного газового потока, обедненного по CO₂, в секцию охлаждения, для охлаждения газового потока.

2. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает ускорение охлажденной газовой смеси в сопле Лаваля до сверхзвуковых скоростей.

3. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает ускорение охлажденной газовой смеси в сопле Лаваля до дозвуковых скоростей.

4. Способ по п. 1, в котором газовый поток в основном охлаждают в секции охлаждения с помощью циркулирующего газового потока, обедненного по CO₂.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий охлаждение обедненного по CO₂ газового потока перед стадией (iv) с использованием клапана.

6. Способ по п. 1, в котором газовый поток сжимают перед стадией (i).

7. Способ по п. 1, в котором газовый поток не сжимают перед стадией (i).

8. Способ по п. 1, в котором стадия (ii) включает охлаждение газового потока в сопле Лаваля, чтобы в основном образовать твердый CO₂, и стадия (iii) включает отделение твердого CO₂ от охлажденного газового потока с получением потока, обогащенного твердым CO₂.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

сжижение по меньшей мере части потока, обогащенного твердым CO₂, в блоке сжижения, с получением потока жидкого CO₂,

сжатие по меньшей мере части потока жидкого CO₂ в блоке повышения давления, с получением потока жидкого CO₂ под давлением,

нагревание по меньшей мере части жидкого потока под давлением с получением сжатого потока газообразного CO₂, и

циркуляцию по меньшей мере части сжатого потока газообразного CO₂ в блок сжижения.

10. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере около 50% масс. CO₂, присутствующего в газовом потоке, отделяют на стадии (iii).

11. Способ по п. 1, в котором обедненный по CO₂ газовый поток по существу не содержит CO₂.

12. Устройство для отделения диоксида углерода (CO₂) от газового потока, включающее:

(a) секцию охлаждения, выполненную для охлаждения газового потока с получением охлажденного газового потока;

(b) сопло Лаваля в гидравлическом соединении с секцией охлаждения, где сопло Лаваля выполнено для дополнительного охлаждения охлажденного газового потока, так что часть CO₂ в газовом потоке образует один из видов CO₂ - твердый CO₂ или жидкий CO₂, или оба эти вида CO₂, и где

сопло Лаваля дополнительно выполнено для отделения по меньшей мере части одного из видов CO₂ - твердого CO₂ или жидкого CO₂, или обоих этих видов CO₂, от охлажденного газового потока, с получением обогащенного по CO₂ потока и обедненного по CO₂ потока;

(c) детандер, расположенный ниже сопла Лаваля по ходу потока и в гидравлическом соединении с соплом Лаваля, где детандер выполнен для расширения обедненного по CO₂ газового потока с получением охлажденного потока, обедненного по CO₂; и

(d) контур циркуляции, выполненный для переноса охлажденного газового потока, обедненного по CO₂, в секцию охлаждения для охлаждения газового потока.

13. Устройство по п. 12, в котором сопло Лаваля выполнено для ускорения газового потока до сверхзвуковых скоростей.

14. Устройство по п. 12, в котором сопло Лаваля выполнено для ускорения газового потока до дозвуковых скоростей.

15. Устройство по п. 12, в котором сопло Лаваля дополнительно включает первое выходное отверстие для выпуска обогащенного по CO₂потока, и второе выходное отверстие для выпуска обедненного по CO₂ потока.

16. Устройство по п. 12, дополнительно включающее клапан, расположенный по ходу потока ниже сопла Лаваля и выше детандера, где клапан находится в гидравлическом соединении с соплом Лаваля.

17. Устройство по п. 12, в котором сопло Лаваля выполнено по существу для образования твердого CO₂ и отделения твердого CO₂ от охлажденного газового потока с получением обогащенного по твердому CO₂потока.

18. Устройство по п. 17, дополнительно включающее блок сжижения в гидравлическом соединении с соплом Лаваля, где блок сжижения выполнен для сжижения по меньшей мере части обогащенного по твердому CO₂ потока с получением потока жидкого CO₂.

19. Устройство по п. 18, дополнительно включающее:

блок повышения давления, выполненный для получения потока жидкого CO₂ под давлением,

блок нагревания, выполненный для получения сжатого потока газообразного CO₂, и

блок циркуляции, выполненный для циркуляции по меньшей мере части сжатого потока газообразного CO₂ в блок сжижения.

20. Установка получения энергии, включающая:

(A) узел газового двигателя, выполненный для получения газового потока, содержащего диоксид углерода (CO₂); и

(B) блок отделения CO₂ в гидравлическом соединении с узлом газового двигателя, включающий:

(a) секцию охлаждения, выполненную для охлаждения газового потока с образованием охлажденного газового потока;

(b) сопло Лаваля в гидравлическом соединении с секцией охлаждения, где сопло Лаваля выполнено для дополнительного охлаждения охлажденного газового потока, так что часть CO₂ в газовом потоке образует один из двух видов CO₂ - твердый CO₂ или жидкий CO₂, или оба эти вида CO₂, и где сопло Лаваля дополнительно выполнено для отделения по меньшей мере части одного из видов CO₂ - твердого CO₂ или жидкого CO₂, или обоих этих видов CO₂, от охлажденного газового потока, с получением обогащенного по CO₂ потока и обедненного по CO₂ газового потока;

(c) детандер, расположенный ниже сопла Лаваля по ходу потока и в гидравлическом соединении с соплом Лаваля, где детандер выполнен для расширения обедненного по CO₂ газового потока, с получением охлажденного обедненного по CO₂ газового потока; и

(d) контур циркуляции, выполненный для переноса охлажденного обедненного по CO₂ газового потока в секцию охлаждения, для охлаждения газового потока.