專利名稱：可靠的碳-中性發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供可靠的、可控制的輸出功率，不向大氣釋放溫室氣體二氧 化碳的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)的操作甚至可以降低大氣中的二氧化碳。所述系統(tǒng)利用 碳-中性能源，并且可以再生燃料以供以后使用。
相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)涉及于2007年2月9日提交的共同擁有和目前待審批的專利申請(qǐng) "收集大氣氣體的設(shè)備和方法(Apparatus and Method for Collecting an Atmospheric Gas)"，美國(guó)專利申請(qǐng)60/900， 564，代理案巻號(hào)DRLUTZ2，該申 請(qǐng)的全文被結(jié)合于本文，與本文內(nèi)容一致。
背景技術(shù)：
由聯(lián)合國(guó)在2007年2月7日發(fā)布的政府間專家小組關(guān)于氣候變化(IPCC) 的報(bào)告指出，很明確的是因全球變暖造成氣候變化，并且至少90%肯定是人類 造成的。氣候變暖的一個(gè)主要原因是大氣中"溫室氣體"二氧化碳(C02)的濃度 增大，主要是因?yàn)槿祟惾紵裏N類礦物燃料產(chǎn)生運(yùn)輸用能量以及發(fā)電。參見

圖1， 為解決全球變暖的問(wèn)題，京都議定書(Kyoto Protocol agreement)的一些簽署 國(guó)家在它們的權(quán)限內(nèi)立法以降低二氧化碳的排放速度。美國(guó)的一些州和地方政 府也實(shí)施這些法規(guī)。在歐洲和其他地方采用的法定方法之一是"M卨限額和交 M(caP肌d trade)"制。采用這種方法，對(duì)各公司排放的二氧化碳總量設(shè)定 減小的年度限額。超過(guò)其年度最高限額的公司可能被罰款。但是，排放量小于 其最高限額的高效公司可賺得"碳排放額度(carbon credit)"，碳排放額度 可以出售或與超量排放公司交易。根據(jù)2007年2月14日的文章(美國(guó)明尼蘇 達(dá)州圣保羅的圣保羅先鋒新聞報(bào)刊登(edition of the Saint Paul Pioneer Press newspaper of Saint Paul, Minnesota, USA))，目前有如以倫敦為基 地的〃Sindicatum Carbon Capital Ltd.之類的商行提出了出示排放額度的方 案"。該文章還指出"據(jù)世界銀行在10月份所述，全球排放許可交易在2006年的前9個(gè)月中約為215億美元的價(jià)值，幾乎是上一年的全年110億美元的兩
倍。〃
Thomas H. Maugh II和Karen Kaplan在2007年2月3日的洛杉磯時(shí)報(bào) 撰文指出IPCC報(bào)道"據(jù)圣迭戈的斯克里普斯海洋學(xué)研究所(the Scripps Institution of Oceanography in San Diego)的Richard Somerville所述，
即使在全球二氧化碳穩(wěn)定在目前水平的極不可能的情況，所述的變暖仍會(huì)持
續(xù)。而這樣一種穩(wěn)定化需要立即減少70-80%的排放。"二氧化碳水平繼續(xù)存 在并增大，原因是從大氣"永久地"除去二氧化碳的主要的自然界作用過(guò)程是 光合作用過(guò)程，該過(guò)程中植物利用從太陽(yáng)光獲得的能量將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為 植物組織材料如糖和纖維素。地球上所有植物群體不能以相當(dāng)于目前人類活動(dòng) 產(chǎn)生的二氧化碳排放速率的速率消耗二氧化碳。二氧化碳溶解于水域如海洋形 成碳酸時(shí)，能將二氧化碳從大氣中"暫時(shí)"去除。碳酸可與水中的一些離子反 應(yīng)，形成相對(duì)不溶解的物質(zhì)，如碳酸鈣(石灰石)。珊瑚蟲動(dòng)物利用這一過(guò)程形 成其珊瑚礁居所。但是，過(guò)量碳酸升高水的酸度，危及水域中生命形式的生物。
近來(lái)珊瑚礁"變白"是海洋酸化造成的，同時(shí)因全球變暖使水溫升高。但是， 如果"充了碳酸氣"的水升溫或者水面上氣壓降低，則一部分碳酸分解，二氧 化碳被釋放返回到空氣中。這種分解過(guò)程的一個(gè)例子是形成C02氣泡和"在液 體中產(chǎn)生氣泡"，這是由于在打開充碳酸氣飲料的容器時(shí)壓力釋放的結(jié)果。
為了符合目前或未來(lái)減少C02排放目標(biāo)的條例如根據(jù)京都議定書的條例， 一些發(fā)電站在試驗(yàn)稱為"碳封存(carbon sequestration)"方法。該方法中， 在燃燒煤或其他礦物燃料時(shí)排放的C02氣體在源頭被捕集并在地下泵送。在有 利的地點(diǎn)，這種氣體可以用來(lái)對(duì)地下石油儲(chǔ)層加壓，提高油回收。但是，無(wú)法 保證C02最終不會(huì)泄漏返回地面并再進(jìn)入大氣。這種封存方法是由David Keith 在以下論文中提出的David W. Keith, Minh Ha-Duong和Joshuah K. Stolaroff (2005);從空氣捕集C02的氣候?qū)Σ?Climate strategy with C02 capture from the air); 氣候變化(Climatic Change),聯(lián)機(jī)發(fā)表(published on line) ， D01: 10. 1007/sl0584-005-9026-x Keith博士提出的碳捕集是基 于C02氣體與Na0H溶液反應(yīng)，然后該溶液與CaO反應(yīng)形成石灰(碳酸鈣)，然后 再加熱石灰釋放C02氣體。該加熱過(guò)程需要大量的能量，因此降低了發(fā)電站的 凈能量輸出。
目前社會(huì)動(dòng)向是開發(fā)和展開產(chǎn)生能量的"碳-中性"技術(shù)，即不排放二氧化碳的技術(shù)。該技術(shù)的一個(gè)例子是風(fēng)渦輪發(fā)電機(jī)。雖然在產(chǎn)生用于制造風(fēng)渦輪 的能量時(shí)可能排放大量C02，但是當(dāng)最終裝置處于運(yùn)行時(shí)，不釋放額外的C02。 因此，該制造過(guò)程可以是"碳-正性"(凈C02排放)，但是制成的風(fēng)渦輪的運(yùn)行 是"碳-中性"的。如果制造第二渦輪的過(guò)程使用的能量等于第一渦輪的使用 期限能量輸出，則第二渦輪的制造及其總能量輸出都實(shí)際上將是是完全"碳-中性"的。對(duì)于本專利申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，將運(yùn)行期間為"碳-中性"的技術(shù)稱作"碳-中性"能源。其他"碳-中性"能源技術(shù)可以包括太陽(yáng)能光電的，太陽(yáng)能熱的，
水力發(fā)電的，潮汐水力發(fā)電的，波浪作用水力發(fā)電的(如SEADOGTM泵，美國(guó)專 利第6，953,328號(hào)和第7，059，123號(hào)，可從美國(guó)明尼蘇達(dá)州艾登普萊里，獨(dú)立 自然資源股份有限公司(Ind印endent Natural Resources, Inc. (INRI)， Eden Prairie, MN, USA)獲得)，核能和地?zé)?。不幸的是?一些碳-中性技術(shù)，特別 是太陽(yáng)能和風(fēng)能都是間歇的。因此，這些技術(shù)不很好適合用作要求連續(xù)可靠性 的應(yīng)用的唯一能源，例如電力事業(yè)或車輛推進(jìn)的能源。
在美國(guó)，電氣公用事業(yè)的價(jià)格由政府委員會(huì)設(shè)定，并且任何的費(fèi)用增加都 必須征得該委員會(huì)同意。電氣公用事業(yè)經(jīng)常期望所有新的設(shè)備能持續(xù)使用50 年。州和聯(lián)邦政府正在討論立法，要求電氣公用事業(yè)減少其C02的總排放，并 且在幾年內(nèi)其總電能輸出的最少幾個(gè)百分點(diǎn)是從"可再生能源"獲得的。電氣
公用事業(yè)公司執(zhí)行官開始請(qǐng)求聯(lián)邦政府盡早制定這些法規(guī)，使這些公司能夠計(jì) 劃和設(shè)計(jì)在公司實(shí)施下一設(shè)備升級(jí)時(shí)能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。如果下一設(shè)備能改 型為發(fā)電設(shè)備的大型安裝的基礎(chǔ)，則對(duì)減少目前設(shè)備的溫室氣體排放將是重要 的。如果新的系統(tǒng)能夠提供靈活性，對(duì)于方便地將目前安裝的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái) 基于"可再生能源"的基礎(chǔ)設(shè)施也是有用的并且是更可持續(xù)的系統(tǒng)。
雖然電氣公用事業(yè)是目前正在開發(fā)的方法至少部分地利用這些方法達(dá)到 降低C02的目標(biāo)，但是運(yùn)輸工業(yè)特別是飛機(jī)和遠(yuǎn)洋航船都面臨更困難的挑戰(zhàn)。 車輛一般必須長(zhǎng)距離攜帶其燃料或能源。電池或燃料電池可為汽車工作，曾經(jīng) 開發(fā)了這種技術(shù)和"加油"基礎(chǔ)設(shè)施，但是這些能源往往是重的，并且有時(shí)是 笨重的。航空系統(tǒng)特別要求重量輕、致密而有效的能源，很難看出礦物燃料和 其伴隨的C02排放在這類產(chǎn)業(yè)中會(huì)很快被替代。因此，對(duì)于可預(yù)見的未來(lái)，航 空業(yè)(和其他工業(yè))強(qiáng)烈要求的是"碳-正性"。在"最高限額和交易"的國(guó)家， 這類工業(yè)將被強(qiáng)制從其他公司購(gòu)買增加量的日益昂貴的"碳排放額度"。如果 開發(fā)"碳-負(fù)性"技術(shù)，該技術(shù)從大氣收集C02，然后將碳轉(zhuǎn)化為有用的非氣態(tài)形式，則被迫使用礦物燃料的工業(yè)可以使用這種C02收集/補(bǔ)救技術(shù)以補(bǔ)償它們 的排放，因而滿足它們的凈C02排放的最高限額目標(biāo)。這種"碳-負(fù)性"技術(shù)已 經(jīng)在共同擁有的和目前待審批的專利申請(qǐng)"收集大氣氣體的設(shè)備和方法"(美
國(guó)專利申請(qǐng)60/900,564，代理案巻號(hào)DRLUTZ2，于2007年2月9日提交，其 內(nèi)容參考結(jié)合于本文)中描述。
已經(jīng)做了一些初步嘗試開發(fā)利用可能被認(rèn)為是"碳-負(fù)性"的方法將溫室 氣體如C02用化學(xué)方法轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)的技術(shù)。參見例如美國(guó)專利第7， 140， 181 號(hào)，"用于太陽(yáng)能處理稍微吸收性或透明的氣體的反應(yīng)器(Reactor for solar processing of slightly-absorbing or transparent gases) ，, , Jensen, 等； 和美國(guó)專利第6，066， 187號(hào)，"C02的太陽(yáng)能還原(Solar reduction of CO. sub. 2)"，也是Jensen等。但是，這些方法都是能量強(qiáng)度高、高溫的方法， 需要強(qiáng)集中陽(yáng)光和相關(guān)的昂貴設(shè)備。此外，這些專利并沒(méi)有解決從大氣收集溫 室氣體，并將這些氣體富集使隨后的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程更有效地進(jìn)行的問(wèn)題。
在以下文獻(xiàn)中討論了其他感興趣的相關(guān)技術(shù)美國(guó)專利4，478，699,"光 能合成的太陽(yáng)能收集器及其使用方法(Photosynthetic solar energy collector and process for its use) ，， ， Hallman等；美國(guó)專禾廿4， 240, 882， "使用氣體擴(kuò)散半導(dǎo)體電極的氣體穩(wěn)定太陽(yáng)能電池(Gas fixation solar cell using gas diffusion semiconductor electrode) " , Ang等；禾口美國(guó)專利 4,160,816,"以電化學(xué)產(chǎn)生的化合物的形式儲(chǔ)存太陽(yáng)能的方法(Process for storing solar energy in the form of an electrochemically generated compound) " ， Williams等。這些專利也未充分地解決從大氣去除溫室氣體的 問(wèn)題。
因此，隨著人類尋找控制大氣中溫室氣體濃度和將其轉(zhuǎn)化為可再生能源， 和環(huán)境更可持續(xù)的發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施，需要能夠?qū)F(xiàn)有的基于礦物燃料的能源技術(shù) 改進(jìn)為在沒(méi)有凈溫室氣體排放下運(yùn)行，或者甚至在大氣中溫室氣體濃度凈減小 下運(yùn)行的技術(shù)。
發(fā)明概述
本發(fā)明使發(fā)電設(shè)施能以間歇方式收集碳-中性能源，利用該能源從大氣提 取C(V溫室氣體，并用化學(xué)方法減少C02，以在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生用于基于礦物燃料的發(fā)
電系統(tǒng)的燃料，該系統(tǒng)然后可以提供可靠的連續(xù)能源。如果基于礦物燃料的發(fā)電系統(tǒng)是常規(guī)發(fā)電廠，還優(yōu)選裝備能捕集燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的C02的裝置，并能 通過(guò)同一過(guò)程將該C02再循環(huán)。這種當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生燃料的方法可以節(jié)省成本和從地 球開采礦物燃料、對(duì)礦物燃料精選和將它們運(yùn)輸至發(fā)電廠相關(guān)的溫室氣體排
放。因此，可以將從大氣提取的一部分C02在該系統(tǒng)中再循環(huán)，并用作間歇式 收集的碳-中性能源的儲(chǔ)存裝置。提取的過(guò)量的C02可轉(zhuǎn)化為用于塑料和其他產(chǎn) 品的烴類原料。碳-中性能源還可以用來(lái)從電解水產(chǎn)生H2氣。產(chǎn)生的H2的一部 分可用來(lái)將C02化學(xué)還原為燃料。過(guò)量的H2氣可用來(lái)向混合型車輛和燃料電池
提供能量。當(dāng)社會(huì)從礦物燃料轉(zhuǎn)向可再生的碳-中性能源時(shí)，這種聯(lián)合系統(tǒng)可
以提供靈活的轉(zhuǎn)化技術(shù)。提出的這種系統(tǒng)可以除去大氣中C02，產(chǎn)生用于混合 型車輛和燃料電池的H2燃料，產(chǎn)生烴類原料，產(chǎn)生用于常規(guī)發(fā)電廠的燃料，所 述發(fā)電廠優(yōu)選具有C02再捕集設(shè)備。這些不同功能可以按需要以不同比例實(shí)施。
這類混合型發(fā)電系統(tǒng)可提供碳-中性，或者甚至碳-負(fù)性，具有目前基于礦物燃 料發(fā)電技術(shù)的連續(xù)可靠性的技術(shù)。
本發(fā)明一個(gè)方面是發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有碳-中性能源和由該碳-中性能源 提供至少部分能量的燃料產(chǎn)生系統(tǒng)，其中，燃料產(chǎn)生系統(tǒng)可使用空氣、水或這 兩者作為原料產(chǎn)生至少一種燃料。該系統(tǒng)還包括發(fā)電子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)可利用
產(chǎn)生的燃料的能量進(jìn)行發(fā)電。
本發(fā)明還包括捕集裝置，該裝置捕集至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，如二氧化碳， 所述產(chǎn)物是通過(guò)燃燒或使用燃料產(chǎn)生的。這種捕集到的反應(yīng)產(chǎn)物可以用來(lái)產(chǎn)生 另外的燃料。該燃料可以是氫或烴類。捕集裝置可以包括用于冷凝氣體為液體 或固體的冷卻裝置。反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)逆流熱交換器到達(dá)冷卻裝置。
本發(fā)明可以是可移動(dòng)系統(tǒng)的一部分，如部分由太陽(yáng)能為能源的汽車、船或 其他車輛。本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)還可以包括至少一種燃料電池。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供可靠的、可控制的功率，不 向大氣釋放二氧化碳溫室氣體。這一實(shí)施方式具有發(fā)電子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)使用
燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量；捕集裝置，其捕集至少一種來(lái)自燃燒或使用燃料產(chǎn) 生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(如CO》；燃料產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用捕集的反應(yīng)產(chǎn)物作為 主要原料產(chǎn)生另外的燃料。所述捕集裝置可以包括冷卻裝置，用于將氣體冷凝 為液體或固體。反應(yīng)產(chǎn)物可以通過(guò)逆流熱交換器到達(dá)冷卻裝置。附圖簡(jiǎn)述
考慮以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施方式的詳細(xì)描述，能更完全理解和評(píng)價(jià) 本發(fā)明，附圖中
圖1用示意圖說(shuō)明作為燃燒烴類燃料產(chǎn)生能量的結(jié)果大氣中溫室氣體二氧 化碳的凈增加。
圖2示出C02轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的C02捕集裝置。 圖3示出基于水作為工作流體的封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，能量并不是越過(guò)系 統(tǒng)邊界的情況。
圖4示出基于水和二氧化碳作為工作流體的封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)中能量并不 是越過(guò)系統(tǒng)邊界的情況。
圖5用示意圖說(shuō)明一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，使用空氣、水、烴類燃料和碳-中性能源提供可靠的、可控制的輸出功率，而不向大氣釋放二氧化碳。
圖6示出太陽(yáng)能為能源的氣體捕集裝置的截面圖。
圖7用示意圖說(shuō)明發(fā)電系統(tǒng)的截面，該系統(tǒng)具有兩個(gè)氣體捕集裝置，接受 來(lái)自燃料反應(yīng)室通過(guò)逆流熱交換器的反應(yīng)產(chǎn)物氣體。 圖8示出圖7的逆流熱交換器在AA'線的截面圖。
在多個(gè)附圖中使用的相同附圖標(biāo)記表示具有相同或類似性質(zhì)和功能的相 同或類似的元件。
詳細(xì)描述
本發(fā)明包括碳-中性能源，該能源提供了運(yùn)行"空氣捕集"裝置所需的至 少一部分能量，所述捕集裝置可以從地球大氣中收集C02，如圖2右上部所示。 這種裝置的一個(gè)例子是上述由David Keith教授在其論文"從空氣捕集0)2的 氣候?qū)Σ?Climate strategy with C02 capture from the air)，，中提出NaOH， CaC03循環(huán)裝置。另一個(gè)例子是在共同擁有和目前待審批的專利申請(qǐng)中公開("用 于收集大氣氣體的設(shè)備禾口方法(Apparatus and Method for Collecting an Atmospheric Gas)"，代理案巻號(hào)DRLUTZ2，于2007年2月9日提交)的發(fā)明， 下面描述其中的一個(gè)實(shí)施方式。
此外，本發(fā)明還使用相同或不同的碳-中性能源，在例如電解池或可逆氫 燃料電池中用水產(chǎn)生H2氣，如圖2左上部所示。H2氣可以用作燃料，或者可以 與捕集的C02在還原室化學(xué)結(jié)合，產(chǎn)生烴類燃料或烴類原料，如圖2下部所示。本發(fā)明還包括發(fā)電子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)接受來(lái)自能利用產(chǎn)生的H2氣或烴類燃 料的燃料反應(yīng)室的能量來(lái)發(fā)電。燃料反應(yīng)室任選與"空氣捕集"裝置連接，如 果燃料反應(yīng)室使用烴類燃料，該捕集裝置可從燃料反應(yīng)室產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物收集 C02。"空氣捕集"裝置可以和用來(lái)從地球大氣收集C02的裝置相同，或者可以
是單獨(dú)的裝置。發(fā)電子系統(tǒng)可以是例如基于礦物燃料的電力事業(yè)發(fā)電廠，內(nèi)燃 機(jī)，氫動(dòng)力車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，或氫燃料電池。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式示于圖3。這是一種"封閉系統(tǒng)"，其中，不需要
將物料轉(zhuǎn)移入該系統(tǒng)或從該系統(tǒng)轉(zhuǎn)移出。水a(chǎn)w))用作該系統(tǒng)的"工作流體"。 碳-中性能源可以是間歇的，使用該能源向氫提取器如電解池提供能量，電解 池將水分離為氫氣和氧氣。將這些物質(zhì)各自儲(chǔ)存在氫氣和氧氣儲(chǔ)器中。需要能 量時(shí)，將氫氣和氧氣送至燃料反應(yīng)室，在該室中氫氣和氧氣反應(yīng)再形成水并產(chǎn) 生連續(xù)或可控制的能量輸出。水再返回氫提取器繼續(xù)該循環(huán)。因此，該系統(tǒng)收 集可從碳-中性源得到的間歇的不可靠的能量，將這些能量以分離的氫氣和氧 氣的形式儲(chǔ)存作為"潛在化學(xué)能"，按要求的速率釋放該能量作為可控制的能
量輸出。圖3中，封閉的物料系統(tǒng)示于由最大矩形標(biāo)出的邊界之內(nèi)。來(lái)自碳-中性能源的能量按照短劃線箭頭所示在該圖左部進(jìn)入封閉系統(tǒng)。按第二短劃線 箭頭所示，在該圖的右側(cè)，可控制的能量輸出離開，或者由該系統(tǒng)產(chǎn)生。圖3 的系統(tǒng)可用于移動(dòng)系統(tǒng)，如，太陽(yáng)能為能源的汽車，利用太陽(yáng)能或風(fēng)能或者兩 者的遠(yuǎn)洋航船。
圖4示出本發(fā)明第二 "封閉系統(tǒng)"實(shí)施方式，其中，將水和二氧化碳兩者 看作為"工作流體"。如圖3中所示，所示封閉物料系統(tǒng)在由最大矩形標(biāo)出的 邊界之內(nèi)。也使用碳-中性能源(可以是間歇的)向氫提取器，如電解池提供能 量，電解池將水分離為氫氣和氧氣。將這些物料各自儲(chǔ)存在氫氣和氧氣儲(chǔ)器中。 但是，氫氣可以進(jìn)一步與二氧化碳在碳還原室反應(yīng)，產(chǎn)生各種烴類燃料，然后 將烴類燃料儲(chǔ)存在烴儲(chǔ)器中。(稱作碳還原室的原因是在這些反應(yīng)中，二氧化 碳中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)還原為較低氧化態(tài))。示例的化學(xué)反應(yīng)包括Sabatier甲 垸化反應(yīng)和可逆水-煤氣輪換反應(yīng)(WGS)，如在太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Pacific Northwest National Laboratory)的D. P. VanderWeil等的"在微反應(yīng)器中 的二氧化碳轉(zhuǎn)化(Carbon Dioxide Conversions in Microreactors) 〃的論文
(可從美國(guó)政府網(wǎng)址的以下因特網(wǎng)網(wǎng)址獲得 htt,p: Z/www， pnl. gov/microcats/aboutus/publicat ions/microchemical/co2-扁derwiel.PDF )中所述。在碳還原室中產(chǎn)生的烴可以是液體或者固體， 因此需要的儲(chǔ)存空間比氫氣和二氧化碳?xì)怏w的小得多。需要能量時(shí)，烴、氫氣 或者兩者可以與氧氣在燃料反應(yīng)室混合，產(chǎn)生可控制的能量輸出。燃料反應(yīng)生 成水(很可能為水蒸汽)和二氧化碳，在該系統(tǒng)中將它們收集并循環(huán)。來(lái)自碳-中性能源的能量在該圖的左部進(jìn)入該封閉系統(tǒng)，如短劃線箭頭所示。按第二短 劃線箭頭所示，在該圖的右側(cè)，可控制的能量輸出離開，或者由該系統(tǒng)產(chǎn)生。
圖5示出本發(fā)明的"敞開系統(tǒng)"的實(shí)施方式，其中，物質(zhì)還可以進(jìn)入該 系統(tǒng)和從該系統(tǒng)出來(lái)。最大的矩形標(biāo)出該系統(tǒng)的邊界。除了從碳-中性能源的 能量輸入(如該圖上部所示)外，本系統(tǒng)還利用空氣、水和任選烴類燃料的物 料輸入，如沿該圖左側(cè)由虛線箭頭所示。該系統(tǒng)除了由該圖下部的短劃線箭頭 所示的可控制的能量輸出外，還提供可能的氫氣(對(duì)例如氫動(dòng)力車輛)、純化氧 氣(對(duì)可能的醫(yī)療用途，水下呼吸設(shè)備，焊接等)和任選的烴類原料(用于制備 塑料、醫(yī)藥、食品等)的輸出，如該圖右側(cè)的虛線輸出箭頭所示。應(yīng)注意，這 種系統(tǒng)可以從大氣除去二氧化碳，并且還可以使用礦物燃料進(jìn)行操作，在任何 情況下都不向大氣釋放二氧化碳。可以調(diào)節(jié)對(duì)該系統(tǒng)的相對(duì)輸入量，以生產(chǎn)所 需比例的可控制的能量輸出，從大氣除去二氧化碳，并為例如氫動(dòng)力車輛產(chǎn)生 氫氣。在社會(huì)提出氣候變化和轉(zhuǎn)向可更持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，可能以不同比例需 要全部這三種功能。
下面更詳細(xì)描述圖5中的系統(tǒng)。 一開始從系統(tǒng)外部將水供給氫提取器，例 如電解池，電解池的能源至少部分由碳-中性能源提供。氫提取器將水分解為 氫氣和氧氣，將這些物質(zhì)儲(chǔ)存在各自的儲(chǔ)器中。此外，將來(lái)自空氣的二氧化碳 供給該系統(tǒng)，可能在由C02捕集裝置捕集并濃縮后供給，所述捕集裝置將下面 描述。然后，C02與來(lái)自氫氣儲(chǔ)器的氫氣在碳還原室中反應(yīng)，生成烴，然后將烴 儲(chǔ)存在任選的烴儲(chǔ)器中。這些烴可以用作該系統(tǒng)下一階段的燃料，可提取用作 烴類原料，或者進(jìn)行這兩項(xiàng)。然后，將烴、氫氣或者兩者的燃料送入燃料反應(yīng) 室，在該室中所述燃料與氧氣(任選來(lái)自氧氣儲(chǔ)器)混合，產(chǎn)生能量，該能量可 提供可控制的能量輸出。燃料反應(yīng)室將燃料轉(zhuǎn)化為水和C02(如果使用烴類燃 料)。通過(guò)C02捕集裝置，如本申請(qǐng)所述的捕集裝置，可回收水和C02并再循環(huán) 返回該系統(tǒng)中。產(chǎn)生的能量的一部分用來(lái)向該系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部過(guò)程，如氫提取器， 碳還原室，C02捕集裝置和燃料反應(yīng)室本身提供能量。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)或使用碳-中性能源構(gòu)成的燃料儲(chǔ)備不足時(shí)，必須向該系統(tǒng)提供外部烴類燃料。但是，通過(guò)該系統(tǒng)運(yùn)行，C02捕集裝置保證C02溫室氣體不會(huì)釋放到大氣中。圖5的C02捕集裝置的一個(gè)實(shí)施方式是在共同擁有和目前待審批的專利申請(qǐng)"收集大氣氣體的設(shè)備禾口方法(Apparatus and Method for Collecting an Atmospheric Gas)"(美國(guó)專利申請(qǐng)60/900， 564,代理人案巻號(hào)DRLUTZ2,于 2007年2月9日提交)描述的發(fā)明，其一個(gè)實(shí)施方式示于圖6。圖6所示的C02 捕集裝置利用大氣中的氣體和水蒸汽的冷凝溫度之差從大氣(或從氣流)中除 去C02。在正常大氣壓下，水蒸汽通常在低于室溫的某個(gè)溫度(露點(diǎn))冷凝為液 體，并在0'C凝固為冰。C02在-79'C直接凝結(jié)為固體("干冰")，并在加熱超 過(guò)該溫度時(shí)轉(zhuǎn)化為氣體(升華)。02和N2分別在-183"C和-196'C冷凝為液體。 因此，如果空氣與溫度略低于-79"C的表面接觸時(shí)，空氣中所有的H20和C02會(huì) 以冰和干冰的混合物的形式沉積在表面上。這兩種組分可以采用2-段冷卻方法 分離。如果空氣首先與溫度在露點(diǎn)和O'C之間的的表面接觸，則水蒸汽會(huì)冷凝 為液體，可以將其排出，這時(shí)其余的空氣將是"干的"。然后，如果該干空氣 與溫度略低于-79'C的表面接觸，相對(duì)純的C02在該表面凝結(jié)。然后將收集的C02 儲(chǔ)存或者進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從大氣除去該溫室氣體。圖6圖示說(shuō)明利用本發(fā)明的C02捕集裝置100的第一實(shí)施方式。該圖所示 的C02捕集裝置100包括任選"碳-中性"能源，這種情況是光伏太陽(yáng)能板101， 但是圖5所示的C02捕集裝置不必與該碳-中性能源直接連接。合適的太陽(yáng)電池 板可以是一個(gè)SunPower SPR-90型(可從美國(guó)加利福尼亞州森尼韋爾太陽(yáng)能公 司(SunPower Corporation, Sunnyvale, CA， USA)獲得)或者其一個(gè)陣歹U 。太 陽(yáng)電池板101從能源104如太陽(yáng)接受電磁能103。電池板101將電磁能103轉(zhuǎn) 變?yōu)殡娔?，該電能提供冷卻裝置110能量。在此實(shí)施例中，冷卻裝置110通過(guò) 太陽(yáng)電池板101遮蔽直接的陽(yáng)光，因此減小在冷卻裝置110上的熱負(fù)荷，使該 系統(tǒng)更有效。如果要收集的目標(biāo)氣體是C02，在提供足夠能量時(shí)，冷卻裝置110 必須能夠?qū)⒗淠?20冷卻至低于-79°C。該冷卻裝置可選自各種技術(shù)中的任 一種，例如Joule-Thomson冷卻器，Peltier冷卻器，Stirling冷卻器，脈沖 管低溫冷卻器，熱電冷卻器等。當(dāng)冷凝器的溫度低于-79。C時(shí)，來(lái)自空氣的二 氧化碳(和所有水蒸汽)與該冷凝器接觸，在冷凝器表面形成沉積的干冰(和冰) 的覆蓋層。驟冷的冷凝器120封閉在收集室130中，該收集室具有至少一個(gè)氣體進(jìn)口 134和任選的一個(gè)或多個(gè)氣體出口 135。收集室130還可以具有提取口 138，以便于從收集室130去除收集的目標(biāo)氣體。氣體進(jìn)口 134可起止回閥的作用，當(dāng) 收集室130外的壓力大于其內(nèi)部壓力時(shí)該止回閥打開使空氣流入該收集室130， 但是當(dāng)收集室130內(nèi)部的壓力大于外部空氣壓力時(shí)該止回閥關(guān)閉形成密封。當(dāng) 對(duì)冷卻裝置IIO供給能量，和冷凝器120被冷卻時(shí)，收集室內(nèi)的空氣將被冷卻 和發(fā)生收縮，使收集室130內(nèi)的壓力下降至低于外部空氣壓力(假設(shè)閥135和 138關(guān)閉)，使在氣體進(jìn)口 134的止回閥打開，使更多的空氣流入收集室130。 添加的空氣中的目標(biāo)氣體(如C02)在冷凝器上將冷凝為液體或固體，繼續(xù)該過(guò) 程將進(jìn)一步降低收集室130內(nèi)部的壓力。(或者，閥134和135可以保持打開， 使連續(xù)氣流通過(guò)該冷凝器以捕集C02。)如果然后使冷凝器120升溫至高于目標(biāo) 氣體的冷凝溫度，或用于有目的的吹掃循環(huán)或者因?yàn)閷?duì)冷卻裝置110降低功率 輸入(例如，夜晚用于太陽(yáng)能裝置)， 一部分的冷凝的目標(biāo)氣體會(huì)再蒸發(fā)，升高 收集室130內(nèi)的壓力，夾緊氣體進(jìn)口 134處的止回閥關(guān)閉，并將目標(biāo)物料捕集 在收集室130中。任選的提取口 138可以包括止回閥，該止回閥在收集室130 內(nèi)部壓力大于提取口 138另一側(cè)上壓力時(shí)打開，因此將收集的目標(biāo)物料導(dǎo)入可 移動(dòng)的容器或永久連接的管道(plumbing)系統(tǒng)?；蛘?，如果目標(biāo)氣體冷凝為液 體而不是固體，提取口 138可以包括由"S"形管構(gòu)成的液體"阱"密封，類 似于在廁所洗滌盆的存水彎(plumbing tr印)。
再參見圖6，如果希望通過(guò)使連續(xù)空氣流通過(guò)收集室130，通過(guò)冷凝器120 來(lái)達(dá)到更大的目標(biāo)氣體收集速率，則可以使用具有氣體進(jìn)口 134和至少一個(gè)氣 體出口135的實(shí)施方式。對(duì)于該實(shí)施方式，進(jìn)口 134和出口 135在冷凝器120 溫度低于或等于要求的凝結(jié)溫度時(shí)通常打開，在冷凝器120溫度高于要求溫度 時(shí)密封。為使能量使用最少，進(jìn)口 134和出口 135的閥可以包含雙穩(wěn)閥，所述 雙穩(wěn)閥與閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)和監(jiān)測(cè)該冷凝器的溫度的被動(dòng)溫度傳感器相連?；蛘?，進(jìn) 口 134和出口 135可以包含保持打開的閥(例如通過(guò)螺線管(solenoid))同時(shí)太 陽(yáng)能板101產(chǎn)生足夠的電能，但是當(dāng)電能輸出下降至低于某一最小水平時(shí)閥關(guān) 閉并密封。在圖6中，收集室130在該室一側(cè)下部設(shè)置有進(jìn)口 134，在該室另 一側(cè)上部設(shè)置有出口 135，促進(jìn)因自然對(duì)流而增加的空氣流動(dòng)。此外，出口 135 在比進(jìn)口 134更靠近太陽(yáng)能板101的位置，太陽(yáng)能板由直接陽(yáng)光加熱。通過(guò)使 該室中靠近出口的上部的空氣更熱，這樣進(jìn)一步增強(qiáng)通過(guò)收集室130的自然對(duì) 流?；蛘撸珻02捕集系統(tǒng)100中可以包括風(fēng)扇、空氣泵或者其他空氣流動(dòng)增強(qiáng)裝 置。圖6還示出從大氣(或從圖5的燃料反應(yīng)室的排出氣體)收集水蒸汽，并將
其與C02分離的方法。為便于收集和分離水蒸汽，該C02捕集裝置還包括任選的 輔助提取口 139和預(yù)冷凝器140。部件139和140可位于收集室130內(nèi)，或者 它們都可以位于單獨(dú)的預(yù)冷凝室150內(nèi)。如果需要分開收集水蒸汽和C02，或 為了獲得相對(duì)不含水的C02，預(yù)冷凝器140可與冷卻裝置IIO相連，并保持溫 度在露點(diǎn)和-79"之間，優(yōu)選在露點(diǎn)和O'C之間。預(yù)冷凝器140可以是篩網(wǎng)或格 柵結(jié)構(gòu)，或者一系列擋板，提供用于冷凝水蒸汽的足夠冷的表面積，但仍能使 足夠的空氣流入并通過(guò)收集室130。將在預(yù)冷凝器140上冷凝為液體水的水蒸 汽向下排到室130或150的底部，在此處通過(guò)提取口 138或139將其除去。任 選儲(chǔ)器170和輔助儲(chǔ)器171可以分別從提取口 138接受和容納C02，從輔助提 取口 139接受和容納水。如果使用輔助提取口 139，則該口可以是具有液體"阱" 的排放口，如上面對(duì)部件138所述。通過(guò)輔助提取口 139去除的水可以送至圖 5的氫提取器，由同樣或不同的無(wú)碳能源裝置提供能量進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
任選的儲(chǔ)能裝置160，如電池或氫燃料電池也示于圖6。儲(chǔ)能裝置160可 以收集并儲(chǔ)存無(wú)碳能源產(chǎn)生的過(guò)多能量，然后，在主要的無(wú)碳能源輸出低(如， 對(duì)太陽(yáng)能板，在部分多云天或者在夜晚)時(shí)可釋放該能量使氣體捕集系統(tǒng)100 能連續(xù)運(yùn)行。
圖5中的燃料反應(yīng)室可以產(chǎn)生顯著量的熱能，特別如果該反應(yīng)室利用放熱 反應(yīng)如燃燒的情況。在燃料反應(yīng)室釋放的能量例如可以通過(guò)沸水來(lái)運(yùn)行發(fā)電子 系統(tǒng)，產(chǎn)生蒸汽，然后當(dāng)蒸汽重新變?yōu)樗畷r(shí)使渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，然后 水按照熱力學(xué)卡諾循環(huán)再次沸騰。產(chǎn)生的熱能還可以用來(lái)幫助該系統(tǒng)的其他部 分運(yùn)行，如碳還原室。類似地，產(chǎn)生的電能可以用來(lái)向該系統(tǒng)的其他部分，如 氫提取器，C02捕集裝置以及在該系統(tǒng)各部分之間輸送物料所需的任何必需的傳 感器，泵，和閥提供能量。圖6的C02捕集裝置需要致冷裝置，以使C02和任選 的水蒸汽凝結(jié)。圖6的C02捕集裝置可以設(shè)置成通過(guò)使熱廢氣通過(guò)逆流熱交換 器(圖7)至冷的預(yù)冷凝器140和冷凝器120，在冷凝器中水蒸汽和C02可凝結(jié)并 被收集來(lái)接受來(lái)自燃燒燃料反應(yīng)室的廢氣。然后，將來(lái)自廢氣的任何殘留的驟 冷氣體如氮?dú)饣蛭捶磻?yīng)的氧氣送回通過(guò)對(duì)流熱交換器，使輸入的廢氣冷卻。逆 流熱交換器因不需要過(guò)多冷卻能量來(lái)驟冷預(yù)冷凝器140和冷凝器120，可將余 能減至最小。而且，在預(yù)冷凝器140低于環(huán)境溫度的范圍，通過(guò)使用來(lái)自預(yù)冷 凝器的冷凝水作為卡諾循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱器，可以提高發(fā)電子系統(tǒng)的卡諾循環(huán)的能量效率。這里應(yīng)提到，該系統(tǒng)中的每一內(nèi)部過(guò)程和裝置都將具有不夠理想 的效率，并會(huì)有一些能量損失。該損失必須由碳-中性能源補(bǔ)充，或者由可從 供給該系統(tǒng)的任選外部烴類燃料獲得的化學(xué)能補(bǔ)充。該系統(tǒng)并不是專心致志設(shè) 計(jì)成從礦物燃料提取最大能量，而不顧環(huán)境后果。本系統(tǒng)的目的是可持續(xù)地提 供可靠的、可控制的功率，而不向大氣釋放C02溫室氣體，較好地，使大氣中 C02量實(shí)際上達(dá)到凈減小。該系統(tǒng)產(chǎn)生的可控變化量的有用副產(chǎn)物可以銷售以補(bǔ) 償該系統(tǒng)增加的成本。例如，基于圖5系統(tǒng)的"混合型"發(fā)電站不僅可產(chǎn)生電 能，而且能銷售用于車輛的氫氣和烴燃料，烴類原料和用于焊接或醫(yī)療用途的 氧氣。
本發(fā)明使用逆流熱交換器的發(fā)電廠實(shí)施方式的圖示于圖7。在該系統(tǒng)中， 燃料反應(yīng)室275接受氧氣和燃料，所示燃料可以是氫氣、烴或者兩者。氧氣和 氫氣由氫提取器提供，如圖3-5所示。該燃料與氧化學(xué)反應(yīng)(例如通過(guò)燃燒)產(chǎn) 生熱量和反應(yīng)產(chǎn)物，例如水蒸汽和二氧化碳。還可以存在稀釋劑或載氣如氮?dú)狻?熱反應(yīng)產(chǎn)物離開燃料反應(yīng)室，從蒸汽發(fā)生室280中通過(guò)，在蒸汽發(fā)生室280中 反應(yīng)產(chǎn)物的一部分熱能用來(lái)使水沸騰產(chǎn)生水蒸汽。該水蒸汽可用作卡諾循環(huán)過(guò) 程中的工作流體，如由包括蒸汽發(fā)生器280、渦輪281、蒸汽冷凝器282和泵 283的閉合回路所示。蒸汽將其一部分熱能供給渦輪葉片作為動(dòng)能，使渦輪軸 旋轉(zhuǎn)，使該渦輪向發(fā)電器或機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸提供能量。通過(guò)渦輪281的蒸汽然后在 蒸汽冷凝器282中冷卻并再冷凝為液體水，因此降低蒸汽冷凝器中的壓力，并 因?yàn)榻?jīng)過(guò)渦輪的壓差，使更多蒸汽吹入通過(guò)該渦輪。然后用泵283將冷凝的 水泵送返回到蒸汽發(fā)生器280中，重復(fù)該循環(huán)。
在圖7中，反應(yīng)產(chǎn)物在蒸汽發(fā)生器280中放出其部分熱能后，然后將反應(yīng) 產(chǎn)物輸送通過(guò)逆流熱交換器285至C02捕集裝置200, 200'，所述捕集裝置類似 于圖6中所示裝置。圖7中的C02捕集裝置也包括預(yù)冷凝器，以收集并去除反 應(yīng)產(chǎn)物氣體中的水蒸汽。圖7示出并聯(lián)的兩個(gè)C02捕集裝置200， 200'，使一 個(gè)捕集裝置的冷凝器220的溫度保持低于-79°C，以凝結(jié)并捕集C02，同時(shí)另一 捕集裝置處于關(guān)閉，不輸入反應(yīng)產(chǎn)物，并升溫至高于-79°C，以釋放收集的C02， 迫使C02向前通過(guò)逆流熱交換器285至碳還原室290。氣流可通過(guò)各種閥，例如 氣體出口閥235'控制，并由溫度和壓力傳感器例如壓力傳感器273監(jiān)測(cè)。因?yàn)?釋放的C02仍是冷的，使該C02通過(guò)逆流熱交換器將有助于升高C02溫度至碳還 原室的溫度，同時(shí)將通向另一C02捕集裝置的反應(yīng)產(chǎn)物氣體預(yù)冷卻。圖7示出的C02捕集裝置200, 200'還具有旁路出口 ，通過(guò)該旁路出口的任何過(guò)量的氧氣、 未反應(yīng)的燃料、未冷凝的反應(yīng)產(chǎn)物或稀釋氣體也可以通過(guò)逆流熱交換器返回燃 料反應(yīng)室中。這種逆流設(shè)置將對(duì)該方法的下面步驟的物料冷卻或加熱所需的能 量減至最小。圖7中的逆流熱交換器285沿AA'線的截面圖示于圖8。多種管， 或者不同形狀的管可替代熱交換器中承載C02和返回氣體的內(nèi)管中的任一種管 或兩種管，以增加傳熱面積，因此提高了熱交換器的效率。
碳還原室290中的化學(xué)過(guò)程通常是吸熱的。因此，所示碳還原室290與燃 料反應(yīng)室275相鄰，這樣使碳還原室中過(guò)程可以利用在燃料反應(yīng)室中產(chǎn)生的熱 量和高溫(或許還有高壓)。
在圖7的碳還原室290中，收集的C02與氫氣反應(yīng)產(chǎn)生烴類，然后將烴儲(chǔ) 存在烴儲(chǔ)器295中。根據(jù)碳還原室中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，還產(chǎn)生部分仏0。希望 將該水與烴類分離。但是，如果水與烴類留下，并泵送至燃料反應(yīng)室，則最終 在C02捕集裝置的預(yù)冷凝器中收集該水，并從該系統(tǒng)的這一部分除去。因?yàn)槭?集在預(yù)冷凝器處的水溫度相對(duì)較低，因此能為卡諾循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)的蒸汽冷凝 器282提供優(yōu)良的吸熱物料。
圖7的系統(tǒng)可以與碳-中性能源和氫提取器組合，如圖5所示。這種系統(tǒng) 可以用來(lái)發(fā)電，從大氣去除溫室氣體二氧化碳，或者進(jìn)行這兩項(xiàng)。此外，這種 系統(tǒng)能提供烴類原料、用于氫動(dòng)力車輛的氫氣、用于醫(yī)療或焊接用途的氧氣等 的經(jīng)濟(jì)上重要的來(lái)源。
雖然上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，以便于說(shuō)明本發(fā)明的各方面， 但是應(yīng)理解，其目的是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其目的而是覆蓋在 由所附權(quán)利要求書限定的精神和范圍之內(nèi)的所有修改、實(shí)施方式和替代物。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，其包括碳-中性能源；燃料產(chǎn)生系統(tǒng)，由所述碳-中性能源提供至少部分能量，該燃料產(chǎn)生系統(tǒng)能夠使用空氣、水或者它們的組合作為主要原料產(chǎn)生至少一種燃料；和發(fā)電子系統(tǒng)，能利用來(lái)自至少一種燃料的化學(xué)反應(yīng)獲得的能量發(fā)電。
2. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括捕集裝置，該裝置捕集至 少一種燃料的化學(xué)反應(yīng)的至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物可 以被燃料產(chǎn)生系統(tǒng)使用，產(chǎn)生另外的燃料。
4. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述捕集裝置包括冷卻氣 體冷凝器，至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)逆流熱交換器到達(dá)冷卻氣體冷凝器。
5. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，由與發(fā)電子系統(tǒng)相關(guān)的所 述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量或壓力中至少一種用來(lái)幫助燃料產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生燃料。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，至少一種燃料是氫氣或烴。
7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括燃料電池。
8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電系統(tǒng)是可移動(dòng)的。
9. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)可用來(lái)發(fā)電，從 大氣去除溫室氣體，或者進(jìn)行這兩項(xiàng)。
10. —種發(fā)電系統(tǒng)，其包括發(fā)電子系統(tǒng)，能利用來(lái)自至少一種燃料的化學(xué)反應(yīng)獲得的能量發(fā)電； 捕集裝置，捕集至少一種燃料的化學(xué)反應(yīng)的至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物；和 燃料產(chǎn)生系統(tǒng)，能夠利用至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物作為主要原料產(chǎn)生另外的 燃料。
11. 如權(quán)利要求IO所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述捕集裝置包括冷卻 氣體冷凝器，至少一種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)逆流熱交換器到達(dá)冷卻氣體冷凝器。
12. 如權(quán)利要求IO所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，作為該發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的 結(jié)果，基本上不向環(huán)境釋放二氧化碳。
全文摘要
公開提供可靠的，可控制的功率、不向環(huán)境釋放溫室氣體二氧化碳(CO₂)的系統(tǒng)。產(chǎn)生的所有CO₂被捕集并轉(zhuǎn)化為烴，烴可以用作烴原料或者作為另外的燃料。這些系統(tǒng)中一部分甚至可以降低大氣中的二氧化碳。該系統(tǒng)可使用碳-中性能源。
文檔編號(hào)C10G2/00GK101605871SQ200880004526
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者戴爾·R·魯茲 申請(qǐng)人:戴爾·R·魯茲