用于CO₂捕集/利用以及生产N₂的变压吸附与发电厂的集成

摘要

提供了用于联合循环发电，同时降低或减少发电过程中的排放物的系统和方法。获自发电燃烧反应的再循环废气可使用变压吸附方法分离，从而产生高纯度CO₂流，同时降低/最小化分离所需的能量而无需降低所述废气的温度。这可允许改善能量回收，同时还产生高纯度的二氧化碳和氮气流。

主权项

一种发电方法，包括：将再循环废气在主压缩机中压缩以产生压缩的再循环废气，其中所述压缩的再循环废气具有约400‑约500℃的再循环温度和约10绝对巴(约1.0MPa(绝对))至约30绝对巴(约3.0MPa(绝对))的再循环压力，所述再循环废气包含至少约70体积％的N₂和至少约10体积％的CO₂；将富氧空气在入口压缩机中压缩以产生压缩的氧化剂；将所述压缩的再循环废气的第一部分通入燃烧室中；使所述压缩的氧化剂和燃料在燃烧室中在所述压缩的再循环废气的第一部分存在下化学计量燃烧，从而产生排出料流，其中所述压缩的再循环废气的第一部分起稀释剂的作用，其设置用来调节所述排出料流的温度；使所述排出料流在膨胀机中膨胀以至少部分驱动所述主压缩机并产生再循环废气；将所述再循环废气的第二部分通入包含吸附剂材料的变压吸附反应器中；在与所述再循环温度相差小于约20℃的吸附温度以及与所述再循环压力相差小于约1巴(约0.1MPa)的吸附压力下使CO₂吸附于所述吸附剂材料上；从所述反应器的前端回收具有至少约95体积％纯度的N₂流，其中所述回收的N₂流具有与分离压力相差小于约0.5巴(约50kPa)的压力；通过从所述反应器的至少一端输出泄压料流而将所述变压吸附反应器中的压力降低至约1.0绝对巴(约0.1MPa(绝对))至约3.0绝对巴(约0.3MPa(绝对))的压力；和在约1.0绝对巴(约0.1MPa(绝对))至约3.0绝对巴(约0.3MPa(绝对))的压力下用吹扫蒸汽吹扫所述变压吸附反应器以产生CO₂回收料流，其中所述CO₂回收料流包含存在于所述再循环废气的第二部分中的CO₂的至少约90％，所述吹扫蒸汽包含小于约1.5摩尔(例如小于约1.0摩尔或小于约0.8摩尔)H₂O/摩尔所述再循环废气的第二部分中的CO₂。