結(jié)合二氧化碳氣體純化單元的化學循環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及結(jié)合二氧化碳氣體純化單元的化學循環(huán)。包含氧化器和還原器的化學循環(huán)系統(tǒng)與氣體純化單元處于流體連通。氣體純化單元具有至少一個壓縮機、至少一個干燥器，以及至少一個蒸餾純化系統(tǒng)；其中，氣體純化單元操作來使二氧化碳與煙道氣流中存在的其它污染物分離開；以及其中，氣體純化單元操作來使污染物以通氣氣體的形式再循環(huán)到化學循環(huán)系統(tǒng)，通氣氣體會對還原器中的反應物提供提升。
【專利說明】結(jié)合二氧化碳氣體純化單元的化學循環(huán)
[0001]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究的聲明
本發(fā)明的主題在與美國能源部(DOE)的合同號為DE-FE0009484的研究合同下開發(fā)。美國政府對本發(fā)明具有某些權(quán)利。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開涉及結(jié)合化學循環(huán)系統(tǒng)與二氧化碳氣體純化單元，并且涉及為化學循環(huán)系統(tǒng)中的燃料反應器提供提升氣體的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]化學循環(huán)是最近開發(fā)的工藝，其可用于電功率發(fā)生裝置中，電功率發(fā)生裝置燃燒燃料，諸如，煤、油、天然氣、生物質(zhì)和其它燃料?；瘜W循環(huán)工藝可實現(xiàn)在現(xiàn)有或新功率裝置中，并且除了其它益處之外，在減小裝置大小，減少排放和增加裝置運行效率方面提供有希望的改進。
[0004]圖1描繪化學循環(huán)系統(tǒng)10，其包括氧化器12和還原器14。在氧化器12中，用從空氣中獲得的氧來氧化諸如硫化鈣(CaS)或多價金屬氧化物(表示為“Me”)的固體。例如，硫化鈣在氧化器12中氧化成硫酸鈣。多價金屬氧化物從較低價狀態(tài)氧化成較高價金屬氧化物(例如，F(xiàn)eO氧化成Fe2O3)。硫酸鈣和金屬氧化物也稱為固體氧發(fā)生體。氮和氧從氧化器中作為熱的排氣釋放出來。熱的硫酸鈣然后傳輸?shù)竭€原器14，在那里，硫酸鈣還原成硫化鈣，并且釋放氧。釋放的氧用來燃燒供應到還原器14的燃料(例如，諸如煤的固體燃料)。固體燃料在還原器14中燃燒會產(chǎn)生二氧化碳和少量水，以及其它污染物(在下文稱為“煙道氣”)。來自還原器的經(jīng)還原的硫化鈣然后排回到氧化器12，因而為工藝提供化學回路和熱回路。
[0005]總體而言，化學循環(huán)系統(tǒng)利用高溫工藝，由此諸如基于鈣或金屬的化合物的固體在稱為氧化器(或空氣反應器)的第一反應器和稱為還原器(或燃料反應器)的第二反應器之間“循環(huán)”。在氧化器中，噴射到氧化器中的空氣的氧在氧化反應中被固體捕捉。氧化釋放的熱使固體和氣體的溫度升高。捕捉的氧然后由熱的經(jīng)氧化固體攜帶到還原器，以用于諸如例如煤的燃料的燃燒和/或氣化。在還原器中的還原反應之后，不再具有捕捉到的氧的固體返回到氧化器，以便再次氧化。重復這個循環(huán)。
[0006]即使還原器和氧化器中的燃燒產(chǎn)生氣體，仍然需要在氧化器和還原器兩者中使用提升氣體，以便有利于將固體燃料和固體氧發(fā)生體(CaSO4或金屬氧化物)提升到氧化器和還原器中的燃燒區(qū)中，以便有利于高效地燃燒。為了進行這一點，外部提升氣體饋送到氧化器、還原器或兩者。在氧化器的情況下，空氣提供提升氣體以及氧源。在還原器的情況下，期望與燃料反應的氣體來提供提升。這個氣體可為來自功率裝置的蒸汽發(fā)生部件的蒸汽或來自氣體純化單元(GPU)的二氧化碳。因為來自按順序排好的還原器和氣體處理單元的組合的最終產(chǎn)物是相對純的二氧化碳流，因此合乎需要的是使用不對煙道氣添加額外的污染物的提升氣體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文公開的是一種系統(tǒng)，其包括化學循環(huán)系統(tǒng)，化學循環(huán)系統(tǒng)包括氧化器，氧化器與還原器處于流體連通；其中，氧化器操作來分別將多價金屬氧化物或硫化鈣氧化成更高價金屬氧化物或硫酸鈣；并且其中，還原器操作來使金屬氧化物還原成更低價金屬氧化物或使硫酸鈣還原成硫化鈣；其中，化學循環(huán)系統(tǒng)在還原金屬氧化物或還原硫酸鈣期間產(chǎn)生包括二氧化碳的煙道氣流；氣體純化單元，其與化學循環(huán)系統(tǒng)處于再循環(huán)回路；其中，氣體純化單元包括至少一個壓縮機，至少一個干燥器，以及至少一個蒸餾純化系統(tǒng)；其中氣體純化單元操作來使二氧化碳與煙道氣流中存在的其它污染物分離開；并且其中，氣體純化單元操作來使污染物以通氣氣體的形式再循環(huán)到化學循環(huán)系統(tǒng)，通氣氣體為還原器中的反應物提供提升。
[0008]本文公開的還有一種方法，其包括:將煙道氣流從化學循環(huán)排出到系統(tǒng)氣體純化單元；其中化學循環(huán)系統(tǒng)包括氧化器，氧化器與還原器處于流體連通；其中，氧化器操作來分別使多價金屬氧化物或硫化鈣氧化成更高價金屬氧化物或硫酸鈣；并且其中，還原器操作來使金屬氧化物還原成更低價金屬氧化物或使硫酸鈣還原成硫化鈣；其中，化學循環(huán)系統(tǒng)在還原金屬氧化物或還原硫酸鈣期間產(chǎn)生包括二氧化碳的煙道氣流；在氣體純化單元中壓縮煙道氣流；其中氣體純化單元包括至少一個壓縮機、至少一個干燥器和至少一個蒸餾純化系統(tǒng)；使二氧化碳與煙道氣流中存在的其它污染物分離開；以及使污染物以通氣氣體的形式再循環(huán)到化學循環(huán)系統(tǒng)，通氣氣體為還原器中的反應物提供提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是包括氧化器和還原器的化學循環(huán)系統(tǒng)的描繪；以及
圖2是化學循環(huán)系統(tǒng)的描述，化學循環(huán)系統(tǒng)與氣體純化單元處于流體連通，氣體純化單元產(chǎn)生通氣氣體，通氣氣體可用來產(chǎn)生提升氣體，提升氣體用于化學循環(huán)系統(tǒng)的還原器中。

【具體實施方式】
[0010]本文的公開內(nèi)容是使用從氣體純化單元獲得通氣氣體流，以用作通往還原器(即，燃料反應器)的進料流。通氣氣體流用作提升氣體，以將固體(例如，固體燃料和固體氧載體)從還原器的底部向上攜帶到還原器中的燃燒區(qū)中，使得固體燃料可與固體氧載體反應，以產(chǎn)生燃燒和產(chǎn)生熱。通氣氣體流有時還稱為提升氣體，因為它用來將固體燃料和固體氧載體的固體顆粒提升到還原器的燃燒區(qū)中。
[0011 ] 在實施例中，提升氣體可為來自功率裝置的蒸汽發(fā)生部分的蒸汽或來自產(chǎn)物氣體的二氧化碳。因為功率裝置的目標是用產(chǎn)生的蒸汽來發(fā)電，為了提升氣體目的而使用蒸汽將減少裝置的功率輸出，從而降低裝置的效率和增大成本。產(chǎn)物二氧化碳(在還原器中產(chǎn)生)可用于提升氣體，但是在其中二氧化碳被銷售而非封存的那些情況下，存在與使用產(chǎn)物二氧化碳相關(guān)聯(lián)的經(jīng)濟損失。通過使用來自氣體純化單元的通氣氣體，可減少還原器中需要的提升氣體的量。進一步，因為這些通氣氣體包括含碳化合物，所以它們可用作燃料源，因而改進燃料轉(zhuǎn)化成二氧化碳的整體轉(zhuǎn)化。這用來增加工藝的整體效率。這還有助于減少來自工藝的排放。例如，由于燃燒產(chǎn)生的硫和一氧化碳將再循環(huán)到燃料反應器，從而給一氧化碳機會來轉(zhuǎn)化成二氧化碳和給硫機會來轉(zhuǎn)化成硫化韓或硫酸隹丐。
[0012]圖2是示例性系統(tǒng)100的描繪，其包括與氣體純化單元(GPU) 300集成的化學循環(huán)系統(tǒng)200?；瘜W循環(huán)系統(tǒng)200包括氧化器102，其與還原器104處于流體連通。氣體純化單元300包括多個壓縮機108、118和122，其與多個干燥器112和114處于流體連通。干燥器布置成彼此并聯(lián)或串聯(lián)。壓縮機108位于干燥器112和114的上游，而壓縮機118和122位于干燥器112和114兩者的下游。壓縮機122位于壓縮機118的下游。各個壓縮機108、118和122分別與熱交換器110、120和130處于操作性連通。各個熱交換器與冷卻水交換壓縮熱。冷卻水在吸收熱后可用來在功率裝置給水循環(huán)中對一些給水提供加熱。將對可使用的給水加熱的量存在一些限制，這取決于使用的蒸汽循環(huán)和整體工藝中的其它低水平熱源。氣體純化單元300還包括低溫蒸餾純化系統(tǒng)124，其位于干燥器112和114的下游。
[0013]如早前詳細描述的那樣，在化學循環(huán)系統(tǒng)200中，硫化鈣或多價金屬氧化物在氧化器102中氧化，從而產(chǎn)生硫酸鈣或更高價狀態(tài)的金屬氧化物。產(chǎn)生氮和氧作為氧化器的副產(chǎn)物。熱的硫酸鈣和/或熱的金屬氧化物傳輸?shù)竭€原器104，在那里，它們被還原，以釋放氧，氧用來燃燒固體燃料(例如，煤)。在還原器104中作為副產(chǎn)物獲得的包括二氧化碳和水蒸氣的煙道氣流202傳遞到氣體純化單元300，并且被進料到壓縮機108，在那里，它們被壓縮。從壓縮機108釋放的二氧化碳和水也稱為“煙道氣流”。
[0014]進行這個壓縮，以減少用于處理的氣體體積。氣體體積在壓縮機108中減少50%至80%。在優(yōu)選的實施例中，氣體體積在壓縮機108中減少60%至75%。冷卻水(圖2中的Cff)可用來吸收煙道氣流的壓縮所產(chǎn)生的熱。
[0015]從壓縮機108流出的壓縮煙道氣流204然后與從壓縮機118流出的包含二氧化碳的流226組合，而形成組合式壓縮氣體流226A。包含煙道氣和二氧化碳的組合式壓縮氣體流226A然后被進料到干燥器112和114。干燥器操作來從組合式壓縮氣體流226A中移除水。
[0016]在干燥器系統(tǒng)(即，干燥器112和114)啟動時，熱交換器使氣體的溫度降低到水蒸氣冷凝成液體水的點。液體水在擋板式氣液分離鼓(未顯示)中從氣體流中分離?；厥盏乃稍傺h(huán)到功率裝置，以對系統(tǒng)補充水。離開擋板式氣液分離鼓的煙道氣被引導到包含吸收水蒸氣的干燥劑材料的固定床。離開干燥系統(tǒng)的氣體基本沒有水蒸氣。
[0017]干燥器移除水會產(chǎn)生較濃縮的二氧化碳流216?？稍诩兓に囍械南乱粋€步驟中進行水的移除。在這個下一個步驟中，氣體經(jīng)歷低溫工藝，低溫工藝將使氣體溫度降低到低于水的凝固點。為了避免與水在裝備的內(nèi)部凝固相關(guān)聯(lián)的后續(xù)問題，干燥工藝是合乎需要的。
[0018]濃縮二氧化碳流216的一部分被進料到低溫蒸餾純化系統(tǒng)124。在低溫工藝中，氣體溫度進一步降低到氣體冷凝成液體的點。這個液體發(fā)送到蒸餾柱。在蒸餾柱中，通過在低溫下使液體沸騰來使二氧化碳與氣體中的其余污染物分離開。低溫蒸餾純化系統(tǒng)可使二氧化碳(流218和220)與濃縮二氧化碳流216中存在的其它污染物(流228)分離開。污染物包括甲烷、一氧化碳、氫、氧、硫化氫和二氧化硫，并且這些污染物總體稱為“惰性通氣”流。另一個通氣流214 (稱為干燥器通氣流)可直接在化學循環(huán)系統(tǒng)中使用(在干燥器112和114中經(jīng)歷干燥之后)，而不經(jīng)歷低溫蒸餾純化系統(tǒng)。這個流將為用作提升氣體的主要二氧化碳源。惰性通氣流228可與干燥器通氣流214組合，以形成通氣氣體流236。
[0019]惰性通氣流228和/或干燥器通氣流214再循環(huán)到還原器，以對在還原器中燃燒的固體提供提升。在實施例中，僅惰性通氣流228再循環(huán)到還原器。在另一個實施例中，僅干燥器通氣流214再循環(huán)到還原器。在又一個實施例中，惰性通氣流228和干燥器通氣流214兩者再循環(huán)到還原器，以對在還原器104中燃燒的固體(燃料和氧載體)提供提升。要注意，通氣流214不接觸低溫蒸餾純化系統(tǒng)。
[0020]在另一個實施例中，通氣流214可在容器(未顯示)中接觸石灰(CaO)，以將二氧化碳捕捉為碳酸鈣，碳酸鈣可用來對化學循環(huán)工藝補充石灰石。離開這個容器的氣體作為通氣流繼續(xù)前進到還原器。在另一個實施例中，當期望有額外的二氧化碳產(chǎn)物時，可使用半滲透膜(未顯示)來進一步使二氧化碳與通氣流中的其它化合物分離開。離開膜系統(tǒng)的氣體發(fā)送到還原器。
[0021]使用通氣氣體來對固體提供提升是有利的，因為可減少用來提供提升的其它主要氣體的量。進一步因為通氣氣體包含碳化合物，所以它們可用作燃料源，因而改進燃料轉(zhuǎn)換成二氧化碳的整體轉(zhuǎn)化。這有利于提高工藝的整體效率。
[0022]從低溫純化蒸餾系統(tǒng)流出的二氧化碳流分成兩個流218和220，這取決于相應的流的壓力。流218是低壓二氧化碳流且被進料到壓縮機118，而流220為高壓二氧化碳流且被進料到壓縮機122。壓縮機118的輸出也被進料到壓縮機122。最終二氧化碳產(chǎn)物(現(xiàn)在高度純化)離開氣體純化單元300，并且可封存或用于一些其它商業(yè)目的諸如，例如，食品處理或增強油回收。壓縮機122以下游工藝期望的管線壓力輸送高純度二氧化碳流230。
[0023]在實施例中，為了協(xié)助干燥工藝，來自功率裝置(未顯示)的蒸汽可用來加熱來自低溫蒸餾純化系統(tǒng)124的通氣氣體214且將那個氣體再循環(huán)到干燥器112和114。這個熱交換熱在交換器116中進行。蒸汽232進入熱交換器116，熱交換器116加熱通氣氣體。較冷的通氣氣體使蒸汽冷凝。冷凝流通過流234返回到功率裝置。
[0024]總體而言，合乎需要的是在化學循環(huán)工藝中，使用“惰性通氣氣體”或干燥器通氣氣體或兩者作為通往還原器的進料流(即，提升流)。雖然在固體燃料與固體氧載體(例如，CaSO4或此0)反應時，燃料反應器產(chǎn)生氣體，但是合乎需要的是在反應器的底部處使用“提升氣體”，其向上攜帶固體且允許進行這些反應。
[0025]通過使用來自氣體純化單元300的通氣氣體，可減少在還原器中需要的外部提升氣體的量。進一步，因為這些通氣氣體包含碳化合物，所以它們可用作燃料源，因而改進燃料轉(zhuǎn)化成二氧化碳的整體轉(zhuǎn)化。這用來提高工藝的整體效率。它還有助于減少工藝的排放。例如，硫和一氧化碳將再循環(huán)到燃料反應器，從而有利于一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，并且有利于硫轉(zhuǎn)化成硫化鈣或硫酸鈣。因為這些氣體通常進行通氣，所以來自氣體純化單元的排放被減少。
[0026]因而，通過將來自氣體純化單元的潛在通氣流結(jié)合回化學循環(huán)工藝中，整體效率提高且整體排放減少。提高效率以及減少排放共同用來減少裝置的單位成本，改進整體二氧化碳捕捉，以及減少捕捉每噸二氧化碳的成本。
[0027]將理解的是，雖然用語“第一”、“第二”、“第三”等可在本文用來描述各種元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或區(qū)段，但是這些元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或區(qū)段應當不受這些用語限制。這些用語僅用于使一個元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一個元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或區(qū)段區(qū)分開。因而，下面論述“第一元件”、“第一構(gòu)件”、“第一區(qū)域”、“第一層”或“第一區(qū)段”可稱為第二元件、第二構(gòu)件、第二區(qū)域、第二層或第二區(qū)段，而不脫離本文的教導。
[0028]本文所用的用語僅是為了描述特定實施例，并且不意圖為限制性的。如本文所用，單數(shù)形式如“一個”、“一種”和“該”意圖也包括復數(shù)形式，除非上下文清楚地另有說明。將進一步理解，當在本說明書中使用時，用語“包括”和/或“包含”指定了存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、構(gòu)件和/或它們的組合。
[0029]此外，諸如“下部”或“底部”和“上部”或“頂部”的相對用語可在本文用來描述一個元件相對于其它元件的關(guān)系，如圖中示出的那樣。將理解，除了圖中描述的定向，相對用語意圖包含裝置的不同的定向。例如，如果一個圖中的裝置倒轉(zhuǎn)，則描述成在其它元件的“下”側(cè)的元件則將定向在其它元件的“上”側(cè)。示例性用語“下部”可因此包含“下部”和“上部”的定向兩者，這取決于圖的具體定向。類似地，如果一個圖中的裝置倒轉(zhuǎn)，描述為在其它元件的“下面”或“下方”的元件則將定向在其它元件的“上方”。示例性用語“下面”或“下方”因此可包含上方和下方的定向。
[0030]除非以別的方式限定，本文使用的所有用語(包括技術(shù)和科學用語)具有與本公開所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員普遍理解的相同的含義。將進一步理解，諸如普遍使用的詞典中限定的那些的用語應當解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本公開的上下文中的含義相一致的含義，并且將不以理想化或過度正式的方式來解釋，除非本文明確地這樣限定。
[0031]本文參照橫截面圖描述示例性實施例,示例性實施例是理想化實施例的示意圖。因而，預期例如制造技術(shù)和/或公差會產(chǎn)生相對于圖示的形狀的偏差。因而，本文描述的實施例不應當解釋為限于本文示出的區(qū)域的特定形狀，而是包括例如制造產(chǎn)生的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區(qū)域可典型地具有粗糙和/或非線性特征。此外，示出的銳角可為圓形的。因而，圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀不意圖示出區(qū)域的精確形狀，并且不意圖限制本權(quán)利要求書的范圍。
[0032]本文使用的用語“和/或”表示“和”以及“或”兩者。例如，“A和/或B”解釋為表示A、B或A和B。過渡用語“包括”包括過渡用語“基本由…構(gòu)成”和“由…構(gòu)成”且可與
“包含”互換。
[0033]雖然參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下做出各種修改，而且等效物可代替本發(fā)明的元件。另外，可在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)范圍的情況下作出許多改良，以使具體情況或內(nèi)容適于本公開的教導。因此，意圖的是本發(fā)明不限于被公開為為了執(zhí)行本發(fā)明而構(gòu)想的最佳模式的特定實施例，相反，本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，其包括: 化學循環(huán)系統(tǒng)，其包括: 氧化器，其與還原器處于流體連通；其中，所述氧化器操作來分別將多價金屬氧化物或硫化鈣氧化成更高價金屬氧化物或硫酸鈣；以及其中，所述還原器操作來使所述金屬氧化物還原成更低價金屬氧化物或使所述硫酸鈣還原成硫化鈣；其中，所述化學循環(huán)系統(tǒng)在所述金屬氧化物的還原或所述硫酸鈣的還原期間產(chǎn)生包括二氧化碳的煙道氣流； 氣體純化單元，其與所述化學循環(huán)系統(tǒng)處于再循環(huán)回路；其中所述氣體純化單元包括: 至少一個壓縮機； 至少一個干燥器；以及 至少一個蒸餾純化系統(tǒng)；其中，所述氣體純化單元操作來使二氧化碳與所述煙道氣流中存在的其它污染物分離開；以及其中，所述氣體純化單元操作來使所述污染物以通氣氣體的形式再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)，所述通氣氣體對所述還原器中的反應物提供提升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括多個壓縮機、多個干燥器和多個蒸餾純化系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個干燥器位于至少一個壓縮機的下游，并且其中，至少一個蒸餾純化系統(tǒng)位于所述多個壓縮機的下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，兩個或更多個壓縮機位于所述多個干燥器的下游。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各個壓縮機與使用水作為冷卻介質(zhì)的熱交換器處于流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括其中使用所述通氣氣體來使蒸汽冷凝的熱交換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣氣體包括兩個流；在被所述蒸餾純化系統(tǒng)操作之后再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)的第一流，以及在離開所述干燥器之后再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)的第二流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二流不接觸所述蒸餾純化系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸餾純化系統(tǒng)是低溫蒸餾純化系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣氣體包括甲烷、一氧化碳、氫、氧、硫化氫和二氧化硫。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣氣體再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)有利于進一步將一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳和將硫化氫和二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫化鈣或硫酸鈣。
12.—種方法,包括: 將煙道氣流從化學循環(huán)系統(tǒng)排出到氣體純化單元；其中，所述化學循環(huán)系統(tǒng)包括: 氧化器，其與還原器處于流體連通；其中，所述氧化器操作來分別使多價金屬氧化物或硫化鈣氧化成更高價金屬氧化物或硫酸鈣；以及其中，所述還原器操作來使所述金屬氧化物還原成更低價金屬氧化物或使所述硫酸鈣還原成硫化鈣；其中，所述化學循環(huán)系統(tǒng)在所述金屬氧化物的還原或所述硫酸鈣的還原期間產(chǎn)生包括二氧化碳的煙道氣流； 在所述氣體純化單元中壓縮所述煙道氣流；其中，所述氣體純化單元包括: 至少一個壓縮機， 至少一個干燥器；以及 至少一個蒸餾純化系統(tǒng)； 使二氧化碳與所述煙道氣流中存在的其它污染物分離開；以及 使所述污染物以通氣氣體的形式再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)，所述通氣氣體對所述還原器中的反應物提供提升。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述蒸餾純化系統(tǒng)中對所述通氣氣體的一部分進行低溫蒸餾。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進一步包括對所述煙道氣流進行干燥，以移除存在的水。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括使所述煙道氣流分成兩個流，其中一個流通過所述蒸餾純化系統(tǒng)再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)，而另一個流直接再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)而不接觸所述蒸餾純化系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，接觸所述蒸餾純化系統(tǒng)的流進一步分成兩個流，其中一個包括所述污染物，而另一個包括二氧化碳；并且其中，包括所述二氧化碳的流在一個或多個壓縮機中進一步壓縮。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進一步包括使從所述蒸餾純化系統(tǒng)流出的流與氧化鈣接觸，以進一步從通氣流中移除二氧化碳；并且其中，在移除所述二氧化碳之后，所述通氣流再循環(huán)到所述還原器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述氧化鈣轉(zhuǎn)化成碳酸鈣，并且再循環(huán)到所述化學循環(huán)系統(tǒng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括使從所述蒸餾純化系統(tǒng)流出的流與半滲透物接觸，以進一步從所述通氣流中移除二氧化碳；并且其中，在移除所述二氧化碳之后，所述通氣流再循環(huán)到所述還原器。
【文檔編號】B01J8/00GK104226219SQ201410278245
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】E. 小安德魯斯 H., D. 朱科拉 G., R. 蒂博 P., N. 利耶達爾 G. 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司