专利名称：碳捕集喷气发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及从含CO2的气体，例如从碳质燃料燃烧的废气中捕集CO2的领域。更具体地，本发明涉及与先前提及的方案相比具有较高的电效率的带有CO2捕集的燃气发电的联合循环发电装置的改进。
背景技术：
由于大气中的CO2的温室效应，引起对碳质燃料，更具体的是化石燃料的燃烧中释放CO2的关注。一种降低排放至大气中的CO2的方法是从碳质燃料燃烧的废气中捕集CO2并安全存放捕集co2。过去的约十年间，已经提出了多个用于CO2捕集的方案。提议用于CO2捕集的技术可被归在三个主要组中:1.CO2吸收-其中废气从废气中可逆吸收以留下贫CO2废气且使吸收剂再生以提供可被进一步处理和存放的CO2。2.燃料转化-其中烃类燃料被转化(重整)成氢气和C02。CO2与氢气分离并被安全地存放，而氢气用作燃料。3.富氧燃烧-在与空气分离的氧气的存在下燃烧碳质燃料。用氧气替代空气留下主要包括CO2以及可通过冷却和闪蒸分离的蒸汽的废气。W02004/001301 A(SARGAS AS) 31.12.2003描述了在高压下燃烧碳质燃料的装置，
其中通过在燃烧室中的蒸汽管中的蒸汽产生在燃烧室内部冷却燃烧气体，并且通过吸收/解吸从燃烧气体中分离CO2以产生贫燃烧气体和用于存放的CO2，且此后贫燃烧气体在整个燃气轮机中膨胀。W02006/107209A(SARGAS AS) 12.10.2006描述了包括在燃料喷射和废气预处理上
改进的烧煤加压流化床燃烧装置。相比于大气压下相同量的燃料气体，碳质燃料在高压下的燃烧以及来自燃烧室的加压燃烧气体的冷却降低了燃料气体的体积。此外，燃烧过程的高压以及冷却可进行充分的化学计量燃烧。产生< 5体积％，例如< 4体积％或< 3体积％的氧气残留量的充分化学计量的燃烧降低了用于特定电力生产的所需空气的质量流量。高压与空气降低的质量流量的结合使待处理的废气的总体积显著减少。此外，该结果显著地增加了燃料气体中的CO2的浓度和分压，大大简化了装备且降低了捕集CO2所需的能量。此外，氧气的低残留量在CO2产品中提供较少的氧气，这对于CO2的应用，例如用于从油井中增加油回收是非常重要的。W099/48709A(Norsk Hydro AS)，24.08.2000 涉及一种包括主电力系统和辅助电力系统的发电装置。主电力系统为包括燃气轮机和蒸汽轮机的联合循环发电装置，其中蒸汽是通过冷却离开燃气轮机的废气而产生。随后，冷却且膨胀的废气被引入辅助电力系统，在辅助电力系统中，废气被压缩，且在压缩的废气被引入胺类CO2捕集装置之前再次被冷却，在CO2捕集装置中，在膨胀的CO2被消耗的废气被释放至环境之前，废气被分离成从装置中排出的CO2流以及在气体在整个轮机中膨胀用于产生电能之前再加热的CO2被消耗的流。通过在离开联合循环发电装置后再压缩废气，尽管未达到充分的化学计量燃烧的程度，待处理的废气的体积显著地减少。此外，增加了废气的CO2分压，再次增加了在CO2捕集装置的吸收单元中的CO2捕集的效率。CO2捕集过程是显著地降低发电装置的整体效率的能耗过程。已经进行大量的努力来降低由于CO2捕集过程引起的能量或热损失，因为能量损失具有巨大的经济重要性。能量损失是用于执行CO2捕集的重要障碍，因此能量损失的降低对于经济地进行CO2捕集很重要。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种用于生产电能并捕集CO2的方法，其中，气体燃料和含氧气体被引入至燃气轮机以生产电能和废气，其中通过在锅炉中产生蒸汽来冷却从所述燃气轮机回收的所述废气，且在处理的贫CO2废气被释放到环境之前且捕集的CO2从所述装置中排出之前，冷却的废气被引入至通过吸收/解吸过程从离开所述锅炉的所述冷却的废气中捕集CO2的CO2捕集装置，其中离开所述燃气轮机的所述废气具有3至15巴的压力，所述废气在离开所述CO2捕集装置之后膨胀至大气压力。通过在所述燃气轮机中使所述废气部分膨胀至3至15巴的压力，在不需要昂贵的燃料气体再压缩的情况下，所述废气的体积高于在基本为大气压下运行的装置中的废气体积，且压力高于在基本为大气压下运行的装置中的压力。较低的体积和较高的压力提供若干个优点。气体减少的体积降低了碳捕集设备的尺寸要求。废气的较高压力增加了 CO2的分压且提高了吸收过程的效率和速度，从而提高了 CO2捕集的效率和速度。较高的压力也可以有效的方式使用热的碳酸钾类吸收剂。与其他已使用/提议用于碳捕集装置的不同的胺或碳酸铵吸收剂相比，热的碳酸钾类吸收剂稳定且非挥发性的，因此是环境友好/可接受的。目前，优选的离开燃气轮机的废气压力是6至12巴。该压力为在用于碳捕集以及在燃气轮机中对燃气轮机压缩机提供电力所需的膨胀的优选压力与锅炉中可进一步冷却的膨胀气体的温度之间的折衷。根据一个实施方式，在所述废气离开锅炉后且在引入在CO2捕集装置中的吸收器之前，去除或基本减少所述废气中的NOx。NOx去除/减少单元的引入均降低了 NOx从这种发电装置中的排放，且避免了在装置的碳捕集部分中关于NOx的问题。根据本发明的另一实施方式，离开所述锅炉的所述废气通过与离开所述吸收器的贫CO2废气热交换而进一步冷却，且其中贫CO2废气随后在整个轮机中膨胀。引入吸收器中的废气与离开吸收器的贫CO2废气的热交换降低了引入至吸收器中的废气的温度，这有利于汽提塔中的吸收。此外，用于贫废气膨胀的在整个轮机中膨胀的废气的加热增加了待膨胀的气体的能量，且因此增加了轮机的能量输出。根据第二方面，本发明涉及一种具有CO2捕集的联合循环发电装置，所述装置包括:燃气轮机；锅炉，所述锅炉通过在热管中产生蒸汽来冷却离开所述燃气轮机的所述废气；循环蒸汽轮机，所述循环蒸汽轮机由所述锅炉中产生的蒸汽生产电能；以及CO2捕集装置，所述CO2捕集装置包括:用于以逆流对所述废气带入水性吸收剂以产生贫CO2废气和富CO2吸收剂的吸收器；用于从所述吸收器中回收所述贫废气的贫废气管道；用于从所述吸收器回收富吸收剂并将所述富吸收剂引入至用于所述吸收剂再生的汽提塔中的富吸收剂管道；用于从所述汽提塔回收富CO2流的CO2回收管道；以及用于从所述汽提塔回收再生或贫吸收剂，并将所述贫吸收剂引入至所述吸收器中的贫吸收剂管道，其中所述燃气轮机配置用于使所述废气部分膨胀至3至15巴，且其中用于使所述废气膨胀至大气压力的轮机布置在用于使所述废气在CO2捕集之后膨胀的吸收器的下游。
图1为根据本发明的燃气发电装置的第一实施方式的原理图；图2为根据本发明的第二实施方式的原理图；图3为根据本发明的第三实施方式的原理图；以及图4为本发明的第四实施方式的原理图。
具体实施例方式图1为示出了本发明的基本概念的图。所示出的装置包括三个主要部分:燃气轮机1、蒸汽轮机单元2以及CO2捕集装置3。空气经由空气管道10被引入在各段之间带有中间冷却器100的压缩机11，11'。也可运行没有中间冷却器100的压缩机。压缩的空气经由管道12引导并与在燃料管道14中引入燃烧室13的气体，例如天然气混合，在燃烧室13中气体在高压下燃烧。通常，燃烧室中的压力是在20巴绝压(以下简称巴)以上的范围。优选高达40巴以上的高压。燃烧气体通过压缩的废气管道15回收，并引入轮机16，在该轮机16中，气体从燃烧室内的压力部分膨胀至3至15巴，例如通常为6至12巴的压力。废气的膨胀降低了废气的温度，且膨胀的程度是在驱动压缩机11，1Γ和降低废气温度以充分用于下游设备的必要性与在CO2捕集单元中优选高压之间的折衷。通常在1250°C使压力从42巴膨胀 至8.4巴产生约830°C的出口温度，该温度适用于通过产生蒸汽进一步外部冷却。相比之下，来自低压轮机的膨胀，通常在26巴运行，将产生很高的出口温度。比如，通常在1250°C使压力从26巴膨胀至8.4巴会将废气的温度降低至约940°C，这将极大地复杂化在外部装置中通过产生蒸汽的进一步冷却。轮机16通过轮轴18连接至用于产生电能的发电机17。为了有效的CO2捕集，从轮机16的出口处的压力应该尽可能得高。当来自轮机16的功率恰好足以驱动压缩机时可得到尽可能高的压力。在这种情况下，来自发电机17的功率将很小或者为零。在这种情况下，可移除发电机17。轮轴18示出了作为用于压缩机11、轮机16以及发电机17的一个共同轴，然而本领域的技术人员将理解的是:可优选在附图中未示出的特定设计，例如两个轮轴来降低由于压缩机和轮机中的不同流量而在轮轴处的不平衡所引起的问题。大多数市售的燃气轮机不能处理此类轮轴处的不平衡。本发明人已确认了至少一个特定的燃气轮机，该燃气轮机具有所需的性能且可解决这种不平衡的问题，即美国休斯敦的的GE电力系统的 LMS100。上述废气从轮机16回收至膨胀废气管道19中，并引入锅炉20，在锅炉20中，废气通过在锅炉20的压力容器内部的热管21中产生蒸汽而冷却。废气管道19可为套管，其中外管绝热且保持在相对降低的温度，比如300至400°C，在两个管之间的环形空间被流动的气体例如不高于300至400°C温度的空气加压，且内管用于热废气。锅炉20可由用于结构完整性的维持相对较低例如300至400°C的温度的压力容器以及带入热废气与热管21接触的内部的封闭体组成。通过在压力壳体和内部的热管封闭体之间流动的空气或冷气体，和/或通过用水冷却内部的热管封闭体可得到较低温度的压力壳体。蒸汽通过蒸汽管道22从锅炉20回收且被引入蒸汽轮机23。蒸汽轮机23被连接至用于产生电能的第二发电机24。膨胀的蒸汽经由膨胀蒸汽管道25从蒸汽发电机23中回收，并在冷却器26中被冷却以确定蒸汽被冷凝。循环泵27被提供用于经由水管道28抽吸冷凝的蒸汽或水并回至锅炉20中的热管21。本领域的技术人员将理解的是:利于来自蒸汽轮机23的余热或蒸汽侧馏分(side draw)预热水，或者在蒸汽轮机23内部分膨胀之后且在最终膨胀之前再加热蒸汽，将提闻该循环的效率。在250至450°C之间温度下的部分膨胀且部分冷却的废气经由管道29从锅炉中回收。空气存在下的碳质燃料燃烧产生NOx。除了其对环境的影响外，NOx也不利于CO2捕集。因此，选择性催化还原(SCR)单元30布置在锅炉20的下游。根据已知技术，尿素或NH3被引入SCR单元并在整个催化剂上与NOx反应以去除NOx。在SCR单元中的温度优选在250和450°C之间。对于SCR单元的优选运行温度约350°C。SCR单元可与催化剂结合以将CO氧化为CO2。SCR单元的下游布置有一个或多个热交换器、废气洗涤器和可能的过滤器。第一热交换器40为用于将废气冷却到低于250°C的燃料气体冷却单元。示出的第二冷却单元41被示为逆流洗漆器，或联合直接接触冷却器和精处理单元(polishing unit),由于冷却器用水冷却且使废气饱和，并去除残留的污染物如NOx和从燃料气体中逃逸的氨，因而优选。冷却水被引入冷却器41并通过再循环管42引入接触区域43上方的冷却器41内，且以逆流带向引入到接触区域下方的冷却器41内的废气。在冷却器41的底部收集水并经由再循环管42再循环。再循环管42可以规定路线经由热交换器以去除余热，使得流到接触区43的顶部的流体比接触区域的底部的流体冷。再循环管42可替代地以规定路线直接到达逆流洗涤器51的顶部，在逆流洗涤器51中，废气通过与经由管道49来自CO2吸收塔45的相对干燥的气体接触被冷却。冷却发生是因为一些水被汽化为相对干燥的气体。然后循环管52以规定路线到达逆流洗涤器43的顶部。在这种方式中，燃料气体的温度可按照CO2吸收器的需要来调整。冷却的废气通过洁净的废气管道44从冷却器41回收，且被引入吸收塔45的下部，在吸收塔45的下部，废气以逆流带入吸收器内的一个或多个接触区域46中的水性吸收齐U。水性吸收剂通过贫吸收剂管道47被引入至上接触区域上方的吸收器内。通过吸收器内的吸收剂吸收废气中的CO2以得到担载CO2或富CO2的吸收剂，该担载CO2或富CO2的吸收剂通过富吸收剂管道48从底部吸收器45回收。在引入至吸收器的废气中去除超过50%优选超过80%二氧化碳的贫废气通过贫废气管道49回收。由于在SCR30、热交换器40和直接接触冷却器41以及连接它们的管道的微小压降，在吸收器中的压力稍低于在锅炉20中的压力。优选地，压降尽可能小，由于优选吸收器中的压力尽可能高。因此，从锅炉20至吸收器45的压降优选小于I巴，且优选小于0.5，如
0.2至0.3巴。这与吸收器中从4.5至14.8巴的压力相对应。
引入吸收器的废气的高压和高二氧化碳含量的结合可在得到高效率的C02捕集的同时，减小吸收器的体积。值得注意的是，这也能够使用工业上证实的捕集设备而无需放大尺寸，且能够使用热的碳酸钾吸收剂，热碳酸钾吸收剂与有机吸收剂相比不会由于与残余的废气氧气反应而分解。在吸收器中使用的水性吸收剂可为胺溶液，氨基酸溶液，碳酸铵溶液，或优选的耐氧的热的碳酸钾类水性溶液。优选地，该热的碳酸钾类水性溶液包括溶解在水中的15至35被％的1(20)3。可使用适当的添加剂以增加反应速率并最小化腐蚀。由于无挥发性和优异的化学稳定性，优选带有无机添加剂的碳酸钾类吸收剂作为吸收剂，尤其是在处理具有高的氧气分压的燃料气体的CO2吸收剂中。氧气在所有浓度以及吸收器和解吸器的所有温度下会分解例如包括胺、氨基酸等的几乎所有有机水溶液的可替代吸收剂。吸收剂的分解将增加若干问题以及包括从成批的吸收剂中分离分解的吸收剂、更换分解的吸收剂和废物处理的额外成本的运行装置的成本要素。吸收剂的分解也可产生可能与CO2消耗的废气一起排出的气体分解产物。这些排放物中的一些是有毒的且环境上不可接受的。根据下面的整个可逆反应，在热的碳酸钾类体系中吸收CO2:(1)K2C03+C02+H20 <- 2KHC03_AHrl = -32.29kJ/mol CO2)贫废气通过贫废气管道49从吸收器45的顶部回收且被引入洗涤部50，在洗涤部50中，贫废气以逆流带入接触部51中与洗涤水接触。洗涤水通过洗涤水循环管道52在洗涤部的底部收集，并被重新引入接触部51上方的洗涤部。管道52中的冷却可由废气冷凝水蒸汽，并因此保留水。或者，加热将水蒸发，增加贫废气的热容和体积，并因此增加了在膨胀器54中产生的功率。加热可以通过从逆流洗涤器41引入热水至逆流洗涤器50的顶部，通过重新定向循环管道42至逆流洗涤器50的顶部，并将水经由随后连接至逆流洗涤器41的顶部的管道52返回至逆流洗涤器41。洗涤的贫废气通过处理过的废气管53从洗涤部的顶部回收。在处理过的废气管53中的气体被引入到该处理过的废气被离开SCR30的热废气加热的热交换器40。因此，该加热的处理过的废气被引入至燃气轮机54，在燃气轮机54中，气体膨胀以在发电机55中产生电能。膨胀的气体通过膨胀废气管56回收且被释放到大气中。本领域技术人员应理解，膨胀气体的余热可用在蒸汽循环中，例如在管道28中预热锅炉水，用于对蒸汽轮机生产额外的蒸汽，或用于加热流至逆流洗涤器50的顶部的水。富吸收剂，即担载CO2的吸收剂在吸收器45的底部收集，并通过富吸收剂管48从其中回收，如上所述。优选地，氧气还原单元73被布置在富吸收剂管道48中以在富吸收剂被引入至汽提塔61之前去除或充分减少富吸收剂的氧气含量。氧气还原单元被提供用于减少富吸收剂的氧气含量以避免用于CO2的预期用途的捕集的CO2中的氧气含量过高。在大多数油田中，具有过高氧气含量的CO2不能用于提高石油采收率(EOR)，而近期内捕集的C02将成为最有可能的大规模应用。氧气还原单元可以是一个闪蒸罐，在闪蒸罐中，氧气通过减压阀72利用闪蒸而从富吸收剂中去除。更优选地，氧气还原单元73是一个汽提单元，其中氧气通过汽提气体被去除，最优选的是氮气，但也可使用其他惰性气体如C02。
氧气还原单元73中的压力低于吸收器46中的压力以释放氧气。然而，除氧单元中的压力高于通过管道44被引入吸收器的废气中的CO2分压以避免在富吸收剂中的CO2的基本部分与氧气一起被汽提。通常，氧气还原单元中的压力在2和3巴之间。汽提出的氧气和任何汽提气体通过汽提管道74回收用于进一步处理。此后，离开除氧单元73的富吸收剂在被引入汽提塔61之前通过闪蒸阀60闪蒸至略高于I巴，如1.2巴的压力。一个或多个接触部62被布置在汽提塔61中。富吸收剂被引入汽提塔的上接触部之上，并与被引入至最低接触部之下的蒸汽逆流。由于汽提塔中低压力和CO2的稀释，汽提塔中的CO2的低分压导致上述反应(I)中的平衡向左移动，且CO2从吸收剂中释放。贫吸收剂在汽提塔61的底部收集，并通过贫吸收剂管63回收。贫吸收管63被分成两个管，即在再沸器66加热以提供作为汽提气体通过蒸汽管道67被引入汽提塔的蒸汽的贫吸收剂再沸器管64，以及贫吸收剂再循环至吸收器45的贫吸收剂循环管道65。在贫吸收剂循环管道65提供随后是闪蒸罐69的闪蒸阀68以闪蒸贫吸收剂。通过压缩机70从闪蒸罐69回收气相。压缩且因此被加热的气相作为额外的汽提蒸汽被引入汽提塔61。回收汽提罐69中的液相，并在液相作为贫吸收剂通过管道47被引入吸收器45之前，通过泵71抽吸以提高其压力。包括接触部80和集电板81的洗涤部被布置在汽提塔61的顶部部分，集电板81被布置在洗涤部的下面。离开(上)接触部62的顶部的气体在通过位于汽提塔61的顶部的CO2回收管82回收之前流经集电板，且流经接触部80。洗涤和冷却水通过洗涤水管道83被引入至整个洗涤部80，并促使逆流流向来自接触部62的上游的CO2和水蒸汽混合物，以去除气体中的任何吸收剂或其他杂质并冷凝水蒸汽，从而将水加热。水通过洗涤水返回管道84从集电板81回收。循环泵85设置在管道84中用于提高压力并在加热的水在闪蒸阀86中闪蒸且被引入至将其被分离成液相和气相的闪蒸罐87之前促进加热水的流动。在洗涤水管道84中的水增加的能含量和较高温度将降低压缩机90所需的功率。因此，管道84中的洗涤水在离开集电板81之后且在进入闪蒸阀86之前，可以规定路线利用适当的低温废热。这种废热源可包括用于CO2压缩机机组95的中间冷却器、来自中间冷却器100的废热和来自直接接触冷却器41的废热。现通过低压闪蒸运行冷却的闪蒸罐87中的液相通过循环泵88回收，且再循环至洗涤接触部80。气相通过压缩机90回收且随后可选地在冷却器91中冷却，引导通过蒸汽管道92并作为额外的汽提蒸汽与管道67中的蒸汽一起被引入。连同从压缩机70的蒸汽，这将提供汽提塔61的运行所需的大部分蒸汽，从而最小化再沸器66的能率(duty)，并最大化系统的整体效率。CO2和残余的蒸汽通过CO2回收管82在汽提塔的顶部收集。在管82中的蒸汽和CO2在冷却器93中冷却，并引入至闪蒸罐94。在闪蒸罐94的底部收集水，且作为洗涤水引入至水返回管道83。水平衡管95可提供用于为管83添加或去除水以平衡水的循环量。图1示出了在该系统中的水平衡的相对简化的示意图。在实践中，在CO2系统中维持水平衡是非常重要的，并可能会更复杂。例如，来自闪蒸罐94的适量液体可以规定路线直接地到达汽提塔61中的接触部62的顶部，到达吸收塔45中的接触部46的顶部，和/或到达洗涤部50中的接触部51的顶部。
回收闪蒸罐94中的气相，并在该气体被进一步处理前通过压缩机95压缩以提供从该装置排出的用于有利应用或用于存放的干燥压缩的C02。本领域技术人员应当理解的是，取决于所需的CO2的纯度和输送压力，可能需要若干压缩阶段和脱水单元。图2示出了本发明的一个替代实施方式，其中可选的燃料气体管道101提供用于供应燃料至通过引入一个或多个燃烧器改良的锅炉20。燃料可为气体，油，煤，生物燃料或其他燃料。根据燃料决定具体使用的锅炉设计。在以下的说明中，假定为气体燃料。根据本实施方式，锅炉20将首先通过与蒸汽线圈21的热交换冷却来自管道19的燃料气体至适合利用燃料气体额外燃烧的温度。气体被冷却至350到500°C的温度，该温度由以下确定:在来自管道19的部分氧消耗的燃料气体燃烧时对于火焰的需求，其中较高的温度更好；和最小化NOx形成的目的，其中较低的温度更好。通常，在管道19中的燃料气体含有12至13体积％的氧气。在用来自管道101的额外的燃料气体燃烧后，残余的氧气减少到6体积％以下，优选4体积％以下，甚至更优选3体积％或更低。来自该燃烧的能量被转移到蒸汽线圈21，从而将燃料气体冷却至250和450°C之间。该额外的燃烧提供一些非常重要的作用。蒸汽轮机23将产生更多的能量。来自锅炉20的燃料气体中的CO2的分压会显著增加，极大地简化了在捕集系统3中的CO2捕集。在燃料气体中的残余氧气大大减少，从而降低来自CO2吸收器45的富CO2吸收剂溶解的氧气量，并从而限制了逃逸到CO2产品中的氧气量。根据离开锅炉20的废气中的残余氧气含量以及捕集的CO2的最终应用的需求，可省略氧气还原单元73。此外，来自锅炉20的燃料气体中的水蒸汽量增加，从而增加燃料气体中的水冷凝温度，由此增加来自冷却器41中可用能量的量和温度。本领域技术的人也将理解的是:完整过程的关键原理是能够实现高温，且因此实现与加压废气净化系统3结合的高效率的电力生产系统I和2，而无需废气的再压缩、燃料转换或空气分离。加压废气净化能够使 用热的碳酸钾类吸收剂，但也将能够使用并增强例如胺、氨基酸、碳酸铵，膜或干燥二氧化碳吸收剂类系统的其他CO2捕集方法。下面的表I为基于本发明的示例性装置的输入和输出解释本发明得到的总效率的说明。表I涉及图1，不存在来自燃料管道101的锅炉20内的额外燃烧。
权利要求
1.一种方法，用于生产电能以及捕集CO2，所述方法包括以下步骤: a.将气体燃料和含氧气体引入至燃气轮机以生产电能和废气； b.通过在锅炉(20)中产生蒸汽来冷却从所述燃气轮机回收的所述废气； c.将来自步骤b)的冷却的废气引入至通过吸收/解吸过程从所述冷却的废气中捕集CO2的CO2捕集装置，以提供经进一步处理以提供输出的CO2的富CO2流，和经处理的贫CO2废气； d.将所述经处理的贫CO2废气释放到环境中，且捕集的CO2从所述装置中输出； 其特征在于，在步骤a)中离开所述燃气轮机的所述废气具有3至15巴的压力，且来自步骤c)的所述经处理的贫CO2废气在步骤d)中释放到环境之前，被再加热并膨胀至大气压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，将额外的燃料气体引入至所述锅炉中，以在所述锅炉中提供附加的燃烧。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，离开所述燃气轮机的所述废气的压力具有6至12巴的压力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述废气在步骤b)中离开所述锅炉后，且在将所述废气在步骤c)中引入至所述CO2捕集装置中的吸收器之前，去除或大大减少所述废气中的NOx。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，NOx通过选择性催化还原而去除。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，离开所述锅炉的所述废气通过与离开所述吸收器的所述贫CO2废气相向的热交换而进一步冷却，其中，所述贫CO2废气之后在整个轮机中膨胀。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过与离开所述锅炉的所述废气相向的热交换而加热的所述贫CO2废气在膨胀之前，由插入所述锅炉中的加热线圈进一步加热。
8.一种具有CO2捕集的联合循环发电装置，包括:燃气轮机(I);锅炉(20)，所述锅炉(20)通过在热管(21)中产生蒸汽来冷却离开所述燃气轮机(I)的所述废气；循环蒸汽轮机(2)，所述循环蒸汽轮机(2)由所述锅炉中产生的蒸汽生产电能；以及CO2捕集装置(3)，所述CO2捕集装置(3)包括:吸收器(45)，用于以逆流对所述废气带入水性吸收剂以产生贫CO2废气和富CO2吸收剂；贫废气管道(49)，用于从所述吸收器(45)中回收所述贫废气；富吸收剂管道48，用于从所述吸收器(45)中回收富吸收剂并将所述富吸收剂引入至用于所述吸收剂再生的汽提塔(61) ；C02回收管道(82)，用于从所述汽提塔(61)中回收富0)2流；以及贫吸收剂管道(47)，用于从所述汽提塔(61)回收再生的或贫吸收剂，并将所述贫吸收剂引入至所述吸收器(45)， 其特征在于，所述燃气轮机(I)配置用于使所述废气部分膨胀至3至15巴，且其中用于使所述废气膨胀至大气压力的轮机(54)布置在用于使所述废气在CO2捕集之后膨胀的吸收器(45)的下游。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，提供有附加的燃料管道(101)，用于将额外的燃料供给至所述锅炉(20)中的燃烧器，以对所述锅炉(20)中的所述废气升温。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其中，布置有选择性催化还原单元，用于从所述锅炉(20)回收的冷却的废气中去除NOx。
11.根据权利要求8、9或10所述的装置，其中，布置有热交换器(40)，用于在所述废气引入所述吸收器(45)之前，以与贫废气被引入所述轮机(54)之前从所述吸收器(45)回收的贫CO2废气相向冷却所述废气。
12.根据权 利要求11所述的装置，其中，加热线圈(53')插入在所述锅炉中，用于进一步加热离开所述热交换器(40)的所述贫CO2废气。
全文摘要
一种生产电能并捕集CO2的方法，其中气体燃料和含氧气体被引入至燃气轮机以产生电能和废气，其中，通过在锅炉(20)中产生蒸汽来冷却从所述燃气轮机回收的所述废气，且在处理的贫CO2废气被释放到环境之前且捕集的CO2从所述装置中排出之前，冷却的废气被引入至通过吸收/解吸过程从离开所述锅炉(20)的所述冷却的废气中捕集CO2的CO2捕集装置，离开所述燃气轮机的所述废气具有3至15巴的压力，所述废气离开所述CO2捕集装置之后膨胀至大气压力。还描述了实施所述方法的装置。
文档编号F23J15/04GK103096999SQ201180037038
公开日2013年5月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月28日
发明者T·克里斯藤森, K·鲍赛斯, S·哈姆林, H·德迈耶 申请人:萨加斯公司