專利名稱：：二氧化碳的純化的制作方法，七碳的純化
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及一種用于選自燃料、；JSM燃料及其混^的燃Mm^的方法和設備。本發(fā)明包括用于從原料氣中分離出1化碳荊^分離出的二氧化碳提蹄^1的燃燒性能的膜分離系統(tǒng)。急需開發(fā)一種從化石燃料、微燃料^M燃料妒電能同BW獲rft化碳的新飛去。這，的方法現(xiàn)想ite該比現(xiàn)有的方法更有效率且更加節(jié)約^。本文中考慮^ii料的燃^l程。在^M料的^31程中，燃茅祐純氧中纖，非必須地循環(huán);糊煙道氣、蒸氣或者水來控制適當?shù)幕鹧纟i。去除燃燒產(chǎn)生的大識^M經(jīng)^iP和7K冷凝具有高:z^化碳濃度的娜道氣。^W料的燃^l程S^TOi用于傳統(tǒng)的產(chǎn)生發(fā)電用蒸氣的煤,爐。含料在煤,爐中的^^^凈煙道氣，該凈煙道氣在，并M水蒸氣冷凝后，通常包然約65mo歸汰約95mol,:ift化碳和高鵬5molX的氧氣，剩余成份大部分為氮氣和氬氣。氧氣、氮氣和氬氣稱為"污^tl氣體"。煙道^a含有的大部條氣來源于完全的ji^鵬徵;f需過量的氧。其余的氧氣來自于漏入到鍋爐以^t流段中的空氣。煙道氣里的氮氣和氬氣來自供給煤燃燒的氧氣進料和漏入到鍋爐^^流段中的空氣，其中氧氣進料的氧氣純度為90mol%—99.6mol%，通常為95mol%—97molX的氧氣。煙道氣中還含有諸如酸性氣體的雜質(zhì)和其,生于煤和^的雜質(zhì)。這麟質(zhì)包括二氧化硫、三氧化硫、氟化氫、氯化氫、一氧化氮、二氧化氮、汞等等。煙道氣(會5^凊洗和千燥)中這，質(zhì)的總量取決料的組成和燃燒緣腳道氣中提取的1化碳被儲存進，比如WI構(gòu)造中之前，煙道氣必須被凈化。在這H1程中，可溶于水的成分如三氧化硫、氟化氫和氯化誠常通過與水的直驗M;WS道氣中去除，7]<不但洗滌出這些成分而且7鄉(xiāng)了煙道氣并將水蒸氣冷凝。zm化硫和一氧化氮也如2005年11月28日提交的美國專利申請NO.l1/287640中提到的一樣，在11^化碳^到，壓力期間被除去，戶，專利申請在此弓l入作為參考。這H1程同樣去除可能存在于1化碳中的1化碳的管線壓力通常為從約100bar到約250bar,遠高于1化碳的臨界壓力。雌除去大部分的污1氣體以^^臓1化微萬需的育遣并且確保在t^者1化碳將被儲存的M^造中不出現(xiàn)兩相流。當1化棚于繊油或氣體的回收時，氧的存在可能導致問題，因為鉆孔設備可能因氧化導,蝕問題。1化,度的典型指標是污^l的最大量為3mo1。/。，在將^^化^bTO于繊油回收的情形中，最^^M將通雜IOO酵鵬氐，甚至低到lppm。目前用于1化^fi化的下一階段的^^頓這樣一種方法在大約30bar的壓力下，皿,粗zm化自非常,:ift化碳的凝固點盼iag,M勺30bar壓力下的ffi^千燥并慟卩熱后的粗^C化碳流中去除污^tl氣體，此時二氧化碳的分壓在約7bar到約8bar。分離含有約25moin/。的二氧化自余氣體并在加熱和膨脹產(chǎn)生倉遣后排放。這個單Hffl得到約90%的1化碳回收率。如果軎辦非常經(jīng)濟地獲得極高的^ft化碳的回收率，例如高于97%,另，么賴燃料的燃^iM有顯著改善。用于W物燃料的含氧燃料燃皿,生的二氧化碳輸送到地質(zhì)儲藏位置的現(xiàn)有^S于將其iBi至喲100bar到約250bar的管線壓力艦行。對于較小的Hft化碳排放源或管線太昂貴的情形，一種可選擇的方法是使二氧化碳輸。在與tii^輸艦的環(huán)境;下，如果^氧化碳的凈tt^會嫩^a環(huán)境鵬下經(jīng)濟地妒用于管線運輸?shù)囊簯B(tài)zm化碳產(chǎn)品耐隨臨界狀態(tài)下的二氧化碳流，那么^^料的燃^i^將會得到顯著鵬。在^料的動力系統(tǒng)中捕的重要目的是提供一種處理壓縮的粗二氧化碳的方法，以除去氮氣和氬氣的方法，并將氧濃度斷隨100ppm以下，,具有低t遣耗和高的二氧化碳回收率。二氧化碳的回收率(基于總煙道氣流中的化碳)現(xiàn)想ite當高于97%。財卜，如果凈化的1化,品是在低于它臨界壓力的壓力下以低溫液流的形,生，另卩么以液態(tài)形式或以超臨界流體形錄輸?shù)?化碳儲存地很便利。圖1描述了從含^l料燃^i產(chǎn)生的粗二氧化碳中去除污^/氣體的現(xiàn)有技術(shù)工藝的流程圖0這一工藝MM在"azr60"Dio;c^fea9/Mr《/^及ora伊/"Geo/ogz'ca/Formfltfcvts-及esw/te加附說eCQsC^p/wrei^/ecrf"(C^)tureandSeparationofCarbonDioxidefromCombustionSources;Vol.1;Charter26;pp451"475;Elsevier)中。在圖i中，i化碳的分離在fg^運fi^備中完成，用^ft化m嶺將粗1化碳原料氣降驢:ift化碳的凝固點鵬P(M^2'C的范圍內(nèi)。此時，未冷凝的氣體發(fā)生相分離，氣相包含約25mol^的I^化碳和約75mol^的污^tl氣體，在分離、暖似卩膨脹產(chǎn)生會,排進大氣。該工藝在接近原料氣混合物凝固點的溫度下把污染物氣體從-54.5卩的二氧化碳中分離出來，這時二氧化碳的蒸，為7.4bar。帝嶺負荷M3^將兩鵬力在8,7bar和18.1bar的液體zm化碳流在換熱器E101和E102中蒸^l供o所得的兩股^ft化^n流被aA到1化鵬縮機K101和K102,其通常為多級壓縮機中的級。。在圖1中，M燃料進料130與氧^ifi料132在^Mm燃燒單元R101中燃,娜道氣134，這^N1程中產(chǎn)成的熱量用于^電廠(未示出)需要的蒸氣。氣流134被分為主要部分(氣流138)和次要部分(氣流136)。氣流138被循環(huán)回^Ji料麟單元R101中。煙道氣流136在氣液繊容器C105中用7K洗滌除去易溶于水的組份并生^a:i^化戲體。7jC流142^A到罐C105，由此除去含有溶解了煙道氣中可溶組分的7jC流144,以鵬粗1化軌流146，包含娥73mo纖，撒將流體146ffiBf機K105中壓縮以生腿力為大約30bar的經(jīng)臓的粗1化碳流1。流體1在一組熱再生^7夂^P燥器C103內(nèi)干^M低于-60。C的露點，4^千燥的廢1化an流2。氣流2在換，moi中經(jīng)間,熱;^P至約-23。C，娜且氣態(tài)1化碳流3，粗氣態(tài)Ilft化碳流3被駄相分離器C101中，在cioi中分離出第一富zm化碳的液體和含有大部分污^n體的第一蒸氣。第一富:i^化碳液流4在閥V101中^ES大約18bar，形成MJ1的第一富二氧化碳液流5，液流5在熱交換器E101中艦間翻交換蒸發(fā)，以麟制冷負荷并生，一富1化碳的氣流6。來自相分離器C101第一蒸氣流7熱^^器E102中M31間接熱交換[WM-54.5°C,產(chǎn)生部分冷凝的物流8，將流體8&AJlJ第Z^g分離器C102中分離成第二富^化碳液和含有大多除污^體的第二蒸氣。第二富zm化碳液流13在熱交換器E102中M:間接熱交換暖化(wamied)至大約-5rC，產(chǎn)生靴的的第二富^化碳液流14,流體14在閥V102中減壓至8^31頓了Mffi的第二富1化碳液流15。流體15在換熱器E101，E102中鵬、鵬熱交微蒸發(fā)和靴，以麟制冷并M^二富1化戲流16。換熱器mo2中外流體13的初始^WTii，二富:iil化碳液^tt約30barMffi時的凍結(jié)十分關(guān)鍵。來自相分離器C102的第二蒸氣流9在熱交換器E101，E102中艦間驗交擬戯鵬到環(huán)埭鵬，產(chǎn)生暖化的的第二氣流10;流體10在預繊E103中艦間接熱^MJB熱到力勺300'C,產(chǎn)生經(jīng)預熱的第二氣流ll。氣流ll頓平機K103中膨脹做功,產(chǎn)生動力和包含約25moP/d化碳和大多數(shù)污^t^體的jt^流12，其后0流12翻倒大氣中。流體16在多級離心式1化^ffi縮機的第一級K102中JBH形^:約18bar壓力的壓縮1化an流17。在中間冷卻器E104中用，7夂作為，劑移去氣流17的目熱。，的壓縮rft化^:流18與流體6混合，并將混^/流ffiBg機的第Z^多級K101中進一步JBi，^fc^勺110bar的進一步壓縮的1化m流19。氣流19中1化碳的濃度大約為96mol。丄流體19的壓縮ttj^辨職mo5中用鍋爐給7jan域冷凝物作為糊劑移除，由此加熱該鍋爐給7jCf卩/或冷凝物,并頓例如約110bartiEE力下的糊的進一步壓縮，七,流20。簡單起見，熱，器EIOI和E102在圖1中示為獨立的熱交換器。然而，如本領J^:人員所能,的，E101和E102實際Jdl常構(gòu)鵬熱動力學效率最高位置具有原料流體進口和產(chǎn)品流體出口的換熱器的組成部分。主換熱器E101,E102通常是多繊M^換繊，雌鋁制。表1為圖1描述對去的熱量和質(zhì)量平衡表。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>圖1描述的方法在大約89%的^化碳回收率下^純化的化碳，二氧化碳濃度大約為96molX，并包含大約0.911101%的氧氣。采用蒸餾的方法來純化含氧燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的一般觀念并不新穎。關(guān)^S點,Allam等f^iSfw^o/決e5^rac^owQ/"C02加附^eM"eGaso/a500M^Pw/verizecCoa/jFYm/5oz7er〃，Allam禾口Spilsbury;EnergyConsers.Mgmt;Vol.33;No.5-8，pp373-378;1992)公開了一種純化^^^料^ffl^生的二氧化碳的方法，采用蒸餾純化zm化碳以去除"重"雜質(zhì)(例如1化硫和二氧化氮)和包歸氣、氮氣和氬氣的污鵬氣體。在A11咖等的文章中，二氧化碳系統(tǒng)與空分單元("ASU")結(jié)合在1,利用氮氣晦氣流的膨為1化碳液^^1^所需的制冷量。這個方法循環(huán)從1化碳中分離出來的部^ft流體至iJ鍋爐中，作為此時的吹掃流體來防止污鵬的累積。細Mmt荅，在其冷端除去1化碳流的較輕污鄉(xiāng)。采用第二個塔，也是在冷端MM尋1化碳流中去除二氧化硫和氮的氧化物。另外,蒸微荅會調(diào)^^^M料燃^i^生的1化碳中去驗氣的大體觀點由本發(fā)明人在2006年6月，特SI姆舉辦的第8屆M^氣^S制^:會議(GHGT-8)上發(fā)表的名為^V^c^^zo/a9^e/-￡tenVa/C02》r&^wes/raribww議說"的文章中提出。然而沒有,關(guān)于如何這個觀點細節(jié)。其它現(xiàn)有駄包括GB-A-2151597(Duckett;1985年公布)，鄉(xiāng)文彰戰(zhàn)了一種方法，艦麟鄉(xiāng)低濃度二氧化微料流，以使它可以采用相分離進行純化。目的是得至賺態(tài)的二氧化碳用于銷售而不J^可能多地回lJW,程中的1化碳，因lt歐原料的二氧化碳回收割瞎低，約為70%。GB-A-2151597公開了利用二氧化碳原料流給蒸餾塔再沸器提供熱量。GB-A-2151597還公開了用外部制冷源為蒸餾過^所需的工作液體。US-A4602477(Lucadamo;1986年7月出版)公布了一種方法,用于獲取含,氣并為增加其價值，而將其，為，烴流體、mM烴流體和廢二氧化碳流體。二氧化碳在該流體中的存在降低了氣體的熱量和經(jīng)MH1。除了^TF進行的蒸餾步驟，該方法還采用1化單元來從^1^品中最終移除二氧化碳。US-A4602477中公開的工藝的目的不是為妒出高離1化碳，而是從烴原料中移除Ilft化碳。蒸餾步驟產(chǎn)生二氧化碳，作為帶有冷凝器的,塔的副，。這個工觀艦了一個汽提if^^離流體。US-A4977745(Heichberger,1990年12月出版)公開了凈tt^高于85mol^zm化碳的原料流體的過程。高壓殘余流體劍卩熱和膨脹以回收倉疆，而—個外部制冷源棚于液化Z^化碳。EP-A-0964215(Novakand等；1999年12月出版)公開了，1化碳冷凍食品的過浪中回收二氧化碳的方法。這個方,括用蒸餾塔回收二氧化碳。塔的11^化麵料^^做為回流液回流到塔里之前為再沸11^熱負荷。US-A4952223(KiKhnamurthy等；1990年8月出版)公開了1化碳液化的方法M:使排出氣體51ilpsa系^^產(chǎn)生富zm化碳的循環(huán)流體和貧1化碳的排出流體棘高二氧化碳的回收率。發(fā)明簡述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，鵬了一種用來將選自鵬燃料、頗燃料及其混合物的燃料進行^料麟的方法，臓方跑括在^M料燃燒單元中在氧氣，下i^^it料以產(chǎn)生含二氧化碳的煙道氣；MT散穿皿分離系統(tǒng)中的至少一個可滲透膜，從含1化碳的原料氣中分離Ilft化碳以產(chǎn)生分離的zm化an懶口排出氣(ventgas);以及將至少部分0M分離的1化^n體iA0MM分離系統(tǒng)^^S^M料燃料單元。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，JI^用于將選自WI燃料、:)SM燃料及其混合物的燃料進行^M斗燃燒的設備，臓設備包搖^f(M料燃燒單元，用于在氧氣#^下燃嫩;^斗以產(chǎn)生含有11^化碳的煙道氣；包含至少—個可、;i^的膜分離系統(tǒng)，用MW散穿^^脫(多層)膜將二氧化^A含二氧化碳的原料氣中分離出來以產(chǎn)生分離的zm化an體和排出氣；以及管足^g，用于將分離的i化^n體M^^Ji分離系統(tǒng)傳送至戶;M^m燃料燃燒單元。附圖圖1為從^^料燃^i產(chǎn)生的煙道氣中回收1化碳的現(xiàn)有fe^工藝的示意圖(流程圖)；圖2為應用到圖1所示的現(xiàn)有^:逝呈的本發(fā)明一具體^^式的示意圖C圖)；以及圖3為本發(fā)明另一具體實施方式的示意圖(流程圖)。發(fā)明詳述本發(fā)明的^4^,自自燃料、iS^料及其混和物的燃l4^^Wm燃燒單元中在氧氣存在下進tf燃燒，生成含有1化碳的煙道氣。M:擴散穿過膜分離系統(tǒng)中的至少一道滲mWS料氣體中分離二氧化碳，以形成:rft化碳和排出氣。將至iH分分離的二氧化鵬體纖分離系統(tǒng)j雜到含^Ji料燃如本領域中所知，非必須地將大部分煙道氣循環(huán)回^M料^^iffi于幫助控制燃燒皿。通常皿大約50%的煙道氣被循環(huán)回燃,統(tǒng)，，約60%到大約80%，取決于期望的燃燒離。分離的二氧化碳可以與4^#和循環(huán)煙道氣^^供料。在，的具體方式中，將分離出的二氧化碳和循環(huán)煙道氣混合，將為混和流供入^i(M料燃^1程。將分離出的^ft化碳供纟^W料燃^3^呈有助于控制燃燒斜牛。在特別,的具體實施方式中，膜分離單元的進料氣來自于^^料皿過程生成的煙道氣。^^f^t料氣來自于W腿煙道氣棘由其制得的氣體中分離的貧二氧化鄉(xiāng)分?？捎脴淇删S的設婉撤荅系統(tǒng)和吸縣棘分離煙道氣或由其制得的氣體，以產(chǎn)生貧zm化碳部分。然而，tt^將部分冷凝的流體進行相分離來產(chǎn)生貧，七鄉(xiāng)分。煙道氣的鄉(xiāng)!決于用預燒的燃料和^料燃艦程的綠煙道氣通常包M約65mol^到約90mol^的^ft化碳。通常^的其Miim,氣(02,高達約5咖1%)，"惰性氣體"例如氮氣(N2)和氬氣(Ar);"酸性氣體"例如Hft化硫(S02)、三氧化硫(S03)、氟化氫(HF)、氯化氫(HC1)、一氧化氮(NO)和1化氮(N02)。水(H20)會雜于燃料中(特別魏)，并且^1中也會產(chǎn)生，因雌常也雜于煙道氣中。單質(zhì)汞(Hg)也可育游在，特別是如果所用燃料是煤的話。大部分^的氧氣來源于比燃料充分燃艦需過量的氧氣。當氧氣和氬氣雜^fii料氣中時，少部分的這些衛(wèi)性氣術(shù)UZ^化碳，當氧氣存在時還有氧氣，一起擴IW1(多層)滲鵬。如果氧氣扁分離系統(tǒng)循環(huán)回^M料燃^i，由此離氧氣姓系統(tǒng)的負荷，那么作為氧氣進料的污^^*^料燃^^的惰性氣體的總量也會^^0然而，擴散的污染物循環(huán)至^斗燃艦程鵬高^斗纖單元內(nèi)污鄉(xiāng)的賴。至少大多數(shù)的水溶組分(例如酸性氣體)可以m^水洗滌細道氣中除去。洗滌還有附啲優(yōu)點糊煙道氣^7K蒸氣冷凝。然后洗滌后的氣徹壓縮和千燥去除至少大部分水。在本發(fā)明的一^im的具體織方式中，i^^跑括用水洗滌至少一部分所述煙道氣來去除水溶性組分并生成洗滌后的煙道氣；千賠少一部分戶;M洗滌后的煙道氣或由其制得的氣體，得到污染的二氧化^;通過間接熱交^或部分冷鞭腿污染的1化數(shù)體或由其制得的氣體，得到部分冷凝的粗:^化碳流體相分離至少一部分戶;M部分冷凝的粗二氧化碳流體，生^純液態(tài)二氧化碳和廢蒸氣；將至少一部分戶;f^蒸氣或由其制得的氣體作為戶;MiS料氣傳邀合^M分離系統(tǒng)。洗滌步餘逆流氣-液,容器，例如清洗(^^)塔中進行。在,的具體實式中，該^^^括壓縮至少一部分戶;f3^洗滌后的煙道氣來產(chǎn)生艦縮的煙道氣，之后千燥^^M污染的1化戲體。在USSN11/287640(其公開的內(nèi)，此引入作為參考)中公開的方法可以與本發(fā)明的方法結(jié)合，用于在壓縮級中細道氣或由其制得的氣體除去選自二氧化硫和NOx(即一氧化柳:ifC化氮)的一種或多種其它污鵬的至少1分。關(guān)于這一點，本發(fā)明中辭啲方法可以進一步包括1繊滌后的氣體到升高的壓力，通常從大約10bar到娥50bar;在氧氣和水,下以及當要除去1化硫時N(X，下維持戶;f^洗滌后的煙道氣^^，升高的壓力，維持M的時間以將二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸和/或,化^1化為硝酸；以及從洗滌后的煙道氣中分離出硫酸和/鄉(xiāng)肖酸，^￡1化硫、乏NOx的粗1化碳氣，如果必要的話隨后通常將粗二氧化m進一步ra至操作壓力后注入氣體千麟統(tǒng)。這些具體鄉(xiāng)方式的優(yōu)點在于存在于煙道氣中的樹可汞同時被除去。對于包含S02和N0x的煙道氣,i^"^tt^包含^1高的壓力下將S02轉(zhuǎn)化為硫酸，在高于第一升高的壓力的第二升高的壓力下將NOx轉(zhuǎn)化為硝酸。1分NO,可以錢"^高的壓力下轉(zhuǎn)化為硝酸。例如，如果S02的進料濃度足夠低，錢"^高的壓力下可能產(chǎn)生多于硫酸的硝酸。在這些具體實施方式中，微法通常包括^B^第""^高的壓力下^一逆流液,設備中用水洗像煙道氣，以S02的zm化戲柳硫艦溶瓶壓縮至少一部^5S02的^ft化a^體到第二升髙的壓力；以及在第二升高的壓力下在第二逆流液接觸設備中用水洗滌至少一部分無S02的1化戯體，產(chǎn)生無S02,乏NOx的1化,體和^7jC溶液。如果必要在非必須的進一步目后，將至少部分無S02,乏NOx的1化m,入氣體千麟統(tǒng)千燥，千燥的粗1化,體。至少一部分硫酸溶液經(jīng)過非必須的泵作用和/或冷卻后通常被循環(huán)至第一液,設備。至h部分硝酸溶游湖,的泵作用和域糊后通常被循環(huán)魏二液,設備。第"ff"高的壓力通常從10bar到20bar,雌約15bar。當將煙道氣臓到第一升高的壓力時，這，縮,是隔熱的。第二升高的壓力通常從25bar到35bar，iM約30bar。洗滌后的煙道，常M縮至氣體千皿統(tǒng)的操作壓力。在氣體千皿統(tǒng)超少一個船乂千燥器的具體實式中，操作壓力通常為從大約10bar到大約50bar,伏^G^約25bar到大約35bar,例如約30bar。該方^ta括將至d^部分戶;Mit蒸氣在^^合^M分離系^前，通過與通常至少一股工藝流間接熱交換暖化，產(chǎn)^n。該方^M包括至少部分戶，不純液態(tài)二氧化碳在傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離，生成富氧的塔頂蒸氣和富^ft化碳的底液；以及在所述冷卻和部分冷凝前循環(huán)至少一部分富fti荅頂蒸氣或由此制得的氣體至ij戶;f^污染z^i化^n體中，以得到戶;M部分冷凝的粗1化碳流體。通過與通常至少一股工藝流間接熱交M暖化至^n分戶;M不純液態(tài)二氧化碳，頓敝的不純液態(tài)zm化碳；將至少一部分戶，暖化的不純液態(tài)nft化碳Mffi，得到Mffi的不純液態(tài)二氧化碳；以及將至少1分戶M暖化的不純液態(tài)1化碳供給戶;M傳質(zhì)分離塔系^s行分離。暖化的不純液體1化碳的壓力通常被斷氐至賂系統(tǒng)的操作壓力。±荅系統(tǒng)通常包括單個精熘(鵬提)塔。塔的操作壓力通常從;^勺5bar至伏約50bar,^M大約14bar至lJ大約18bar,例如約16bar。遙過與通常至少一股工藝流間接熱交^W化至少一部分0M富氧的塔頂蒸氣以產(chǎn)生富氧氣體；以及jBi至少一部分臓富氧氣體產(chǎn)生壓縮的富氧氣體，用于循環(huán)至戶;^污染的二氧化碳氣體中。本發(fā)明的方法可以結(jié)合入其同族申請公布的方法中，該申請被APCIDocket文獻認定，序號為USSN(等,知)No.07024USA并與本申請同日提交,其公開的內(nèi),匕引入作為參考。在這類具體實駄式中，]^法還可以包MM:與至少一部分戶腿污染二氧化,體或由此制得的氣體間接換熱來再沸富二氧化碳的底液，以供應富zm化碳的蒸氣給塔系統(tǒng)。在這類具體實施例方式中，再^^一部分糊和至少部分冷嫩服污染的Ilft化an體或由其制得的氣體所需的冷負荷。用于使塔再沸的污染1化賠體或由其制得的氣體的壓力通常高于塔的操作壓力。OT力通常為從約15bar至ij約60bar,i/Ki^i勺25bar到約35bar,比如約30bar。在本發(fā)明的其它雌具體實式中，此方魏括至少將一部分煙道，7jC洗滌，以將水溶性成分去除并產(chǎn)生清洗后的煙道氣；將至少i分戶;M清^的煙道^ra，產(chǎn)^JBi煙道氣；將戶;^ra煙道氣的至少一部奸燥，^^染的1化鵬體；與通常至少一股工藝^M過間接熱，冷卻及部分冷^S少1分戶;M污染1化軌體或由其制得的氣體，產(chǎn)生部分冷凝的粗r^化碳液休將戶，部分冷凝的粗二氧化碳液,分離，以產(chǎn)生第一富二氧化碳液和貧:ift化碳蒸氣；與通常至少一股工藝M過間接熱交^卻和部分冷,少1分戶;M貧1化碳蒸氣，產(chǎn)生部分冷凝的貧，七碳瓶將至少一部分fM部分冷凝的貧二氧化碳液相分離，以產(chǎn)，二富二氧化碳液和廢蒸氣；與通常至少一股工藝^il過間皿熱暖^s少一部分廢蒸氣，0f^料氣體。貌法通常包括與通常至少一股工藝tim間賺熱加熱至少一部分排出氣，來產(chǎn)生加熱后的排出氣；l徑少1分加熱后的排出^j^脹，以產(chǎn)生會遣和膨脹的排出氣；以及將膨脹的排出氣排入大氣中。富zm化碳的底液雌用于鵬Mfiff需的至少大部分冷負荷，即鵬50%，^S少75X,最，至少90%。樹可剩余的制冷可以采用外部制冷劑進行。然而，在雌的具體鄉(xiāng)方式中，iffl0f需的所有冷負荷都由內(nèi)部麟,即M3ir藝^t間的間接熱^i^而不采用夕卜部制冷劑。魏"冷負荷"僅僅指亞環(huán)境鵬的冷負荷，即低于環(huán)境驢下的冷負荷，不包括在環(huán)境鵬或高于環(huán)境鵬的制冷負荷。在這一瞎形中，跡法通常包含膨皿少第一部分的富1化液，M^—壓力下的膨脹的第一部分；以及與通常至少一股工藝M31間接熱，蒸^M少部分膨脹的第一部分，以掛共此方法所需的1分冷負荷和1化^n體。第一壓力通常瓶大約1化碳的三相點壓力即約5.18bar至喲15bar,優(yōu)選不^^勺6bar。該方法可以包括膨脹至少一份另一部分的戶;M富^ft化m液，以產(chǎn)生具有比m^—壓力更高的壓力的至^^份膨脹的另i分；以及通過與通常至少一股的工藝流間皿熱蒸aM少i分iMd^份另一部分，以鵬^n分此方法所需的剩余冷負荷并產(chǎn)生i化,體。iM少一份膨脹的另一部分的壓力通常M大約1化碳的三相點壓力到大約20bar。在一些具體實式中，只有一份另1分^0鵬l腐二壓力，該壓力通常是從大約1化碳的三相壓力至吠約20bar,iit^i勺12bar到約18bar，例如15bar。在其它具體實施方式中，有兩份該另1分，一份膨鵬勝二壓力，而另一份膨脹到比第一壓力高，但比第二壓力低的第三壓力。第HJE力通常從Z^化碳的三相點壓力至喲20bar,^m約8bar到約14bar,例如約10bar。在具有M^兩個相分離步驟的具體^^;中，1*^括膨脹至少部分第二富1化碳液體，以產(chǎn)^i常從約z^化^H相點壓力到大約15bar,例如大約9bar下的膨脹的第二富^化碳液體；以及與通常至少一股工藝M3i間接熱交換蒸^M少一部分戶;fiyi脹的第二富二氧化碳液體，以iH^t負荷并產(chǎn)生1化m體。這樣的具體實式通常還包括膨脹至少部分第一富二氧化碳液，以產(chǎn)^ffi力高于膨脹的第二富Z^化碳液壓力的膨脹的第一富:im化碳液，i^ffi力通常在約15bar到約25bar,例如約18bar;以及與通常至少一股工藝M過間接熱交換蒸^M少一部分戶皿膨脹的第一富i化碳液，以,另外的冷負荷并產(chǎn)生i化an體。二氧化m體通常隨后在二氧化m!Bi工序內(nèi)壓縮到管線壓力，例如從約100bar到約250bar。壓縮熱可以M與mp劑之間的間接熱交換移除。^4P齊0tmiM^^料鍋爐的進料7jC,例如產(chǎn)生氣態(tài)二氧化碳的鍋爐。本發(fā)明的方法可以結(jié)合入其同族申請公布的方法中，該申請由APCIDocket認定，序號為USSN(等待通知)No.07024BUSA，并與本申請同日1^^,其公開的內(nèi)^jfc引入作為參考。在這類具體^^式中，^^跑括:壓縮不純的1化^體，以產(chǎn)^MI的不純二氧化碳；通常與至少一股工藝、M過間接熱交m卻至少i分戶;f^壓縮的不純二氧化戲體，以產(chǎn)生不純Zm化碳液體；膨脹至少一部分戶脫不純Zm化碳液體以產(chǎn)娜脹的不純Zm化碳液休以及在傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離至少一部分戶;^0脹的不純1化碳液體，以生成富氧的塔頂蒸氣和富:^化碳的底液。進料氣中至少約50%、tt^M少約80%的1化碳可^^料氣中分離，形成分離的二氧化戯體。氧氣通常存在預料氣中。當氧存在時，部^^氣將不可避^J4與:i^化碳一起從原料氣中M:擴散穿過(多層)膜而分離，隨后供入^P4燃燒單元。在這些具條施方式中，進料氣中至少約30moiy。，^i^J45mol。/。的氧氣會腿料氣中分離。用^M^斗燃艦程的氧氣通常產(chǎn)自采用制氧廠的氣站，通常包含f驢空氣分離單元("ASU")。將Mit料氣分離的氧氣供入膜分離系統(tǒng)的優(yōu)點之一是制氧廠的規(guī)模和肯譴需求fPT降。在雌的具體實施方式中，擴t^(多層)膜的氮氣和氬氣的總量不超MM料氣中氮氣和氬氣總量的約30%,優(yōu)選在約10%到約30%之間。皿地，二氧化m原料氣中分離;Mi擴散穿^l分離系統(tǒng)中的至少一個中空纖維聚合膜。本發(fā)明的設B括^W料燃燒單元，用，自^M燃料、；ISM燃料及其混合物的燃茅tt氧氣存在下燃燒產(chǎn)生含有zm化碳的煙道氣。設備還包含膜分離系統(tǒng)，其包括至少一個可滲,，用于從含有二氧化碳的進料氣mr散穿掛腿(多層)膜分離二氧化碳，以產(chǎn)生分離后1化戲體和排出氣。提供管，置，用于將分離出來的i化^n體皿分離系統(tǒng)傳送至"twm燃燒單元。用于執(zhí)，定功能的(airangement)"是指至少一個B^t并構(gòu)造以執(zhí)行該功能的設備。對此，"管路裝置"是指，置的指示部件之間傳輸相關(guān)流體的樹可適當?shù)墓苈?。管道或管縣繊是魏的管路的例子。然而，可以理解，"管路^g"可以包含主換熱器或其他設備如壓縮機的一個，多個流"可滲"是指允許不同氣體，蒸氣^M體以不同的速率擴tWTO的選擇瞎障。因此，例如，可以iMJG氣態(tài)混^t/^E力下施加于膜的K)("高壓"或"可滲透"側(cè))，該氣態(tài)混^t/的組份會從該混^體選擇性地分離。擴，^^快的組#^于滲3^:并的另~^("低壓"側(cè))，而擴,Wdf的組^于留在高壓側(cè)。對刊合定滲,，不同的氣體有不同的滲M率。對此，穿過設計用于二氧化碳皿擴散的聚^t/膜的相對擴!5^i率如下H20>H2>C02>02〉Ar>N2不同的可滲i^t于給定的氣體允許不同的擴tS^I率，這取決于膜的"相對尺寸"。膜的"尺寸"是指表面積。滲MffiM^的物質(zhì)量與膜的尺寸成正比，應注意的是相對尺寸不意1^面是單位術(shù)只。特定氣體的"滲透率"是f^氣mr散穿過i^的比例。特定氣體的"不滲透率"是指該氣做有擴散穿過蹣的比例。對于i化碳，雌該(多層)膜皿至少0.7的,率，ife^M少約0.8,可能的話至少約0.9。對^ft氣，優(yōu)選該(多層)^1^至少0.3的滲透率，^M少約0.45,可倉旌少約0.55。不禾啲是，當二氧化碳和氧氣滲透率提高時，氮氣和氬氣的不滲透下降。因此，該(多層)膜也t^jm氣鵬不小于0.8的不滲透率，雌不小于0.85,如果可能不小于0.9。財卜，該(多層)膜tti^f氬氣鄉(xiāng)不小于0.6的不滲透率，iM不小于0.7，可能的話不小于0.8。在進料氣包，氣和選自氮^SM氣中的至少一種惰性氣體的具體，方式中，tt^分離系統(tǒng)以在氧氣的滲透,惰性氣體的不滲透率之間JI^可接受的平衡。一^點^it料顯著比例的:i^化碳也擴散M31膜，由此提髙，的1化碳回收率。本發(fā)明中的膜可以艦諸如聚糊、鍋、陶瓷、IS^和碳的樹可適合的材料制成。i^^^tl膜，即由至^""種聚^t/帝隨。多層可、;^iM可以具有ftf5j適當?shù)膸缀螛?gòu)型，包括"板^;"和"纏^;"。然而，在,的具體實施方式種，iMd^個可滲透膜的幾何構(gòu)型是中空纖維。多層可^的幾何構(gòu)型^^1^大于約1000m2/m3的單位術(shù)只表面積，i^大于約2500m2/m3,最^^大于約5000m2/m3。特別適合的膜分離單元己經(jīng)商品化，由AirProductsandChemicals,Inc.of7201HamiltonBoulevar4Mentow^PA18195-1501，USA以商標PRISM⑧麟。PRISM⑧膜分離單元包含成千上萬在耐壓容器中鄉(xiāng)的、包埋在熱固性樹脂中的聚合中空纖維膜。二氧化碳、氧氣、氮氣和氬氣通過具有不同相對尺寸的PRISM⑧膜的擴tfel,下表2中給出。"相對尺寸"使相對，定實施例的尺寸標準化，通常由原料纟賊、需要的分離、壓力(上游和下游)和流量來確定。滲透率不滲透率相對尺寸C02_9___0.700.370.920.831.000.750.410.900.811.130.800.460.890.781.300.850.510.870.751.490.880.550.860.731.620.900.580.840.701.760.930.630.820.671.940.950.680.800.632.18表2膜分離系統(tǒng)可以任何適當?shù)臉?gòu)造包括膜設備中的單級或多級。膜分離系統(tǒng)通常包括至少一個膜分離單元。該或針單元包含(多種)^^才料、用于使分離的氣體與非分離的氣體隔離的(多種)密封件，以及容納所有必要組件的壓力容器。膜分離系統(tǒng)的操作壓力通常從約10bar到約50bar,t^A約25bar到約35bar,例如在約30bar。這個設M^包含用于細道氣或由其制得的氣體妒貧1化碳份的分離系統(tǒng)，進料氣由該貧1化碳份,。這個系統(tǒng)可以是塔系統(tǒng)或者是吸收系統(tǒng)。然而，在雌的具體實式中，該分離系統(tǒng)包括相分離器。在一^t^的具體實駄式中，該設^^括氣-液,容器，用于用水洗滌除去水溶艦分并產(chǎn)生洗滌后的煙道氣；管路體，用于將煙道氣從^斗纖單元僻^-液,織；氣體千燥系統(tǒng)，用^PM^滌后的煙道氣或由其制得的氣體以得到污染二氧化航體；管路^g，用于將洗滌后的煙道氣野;M氣-液^4容器^^^M氣體千燥系統(tǒng)；至少一個換熱器，用W1與通常至少一股工藝流間接換熱冷卻和部分冷》嫩，污染二氧化#^或由其制得的氣體，以M部分冷凝的粗:^化碳液體;管路裝置，用于將污染二氧化m體或由其制得的氣體，;^氣體千皿統(tǒng)供到臓熱交換器；相分離器，用于分離部分冷凝的粗1化碳液體M不純液態(tài)1化碳和廢蒸氣；管路錢，用于將戶脫部分冷凝的粗1化碳液體;^脫熱魏器供到所述相分離器；以及管路^fi，用于將廢蒸氣或由其制得的氣體;!AfM相分離器供到0MJl分離系統(tǒng)。用于將洗滌后的煙道氣M^述氣-液接觸容器供到g氣體干燥系統(tǒng)的管路體雌包括第一壓縮ITL^S，用于ffi^冼滌后的煙道氣以il^iM煙道氣；管路體，用于從氣-液,容w洗滌后的煙道氣供到第一臓in^g;以及管路裝置，用于從戶，第一壓縮m^s將壓縮的煙道氣供到戶;M氣體千燥系統(tǒng)。用于M^M相分離器將廢蒸氣供舒;^ji分離系統(tǒng)的管i^s包括管路^fi，用于;^，相分離器將廢蒸氣供到戶;f^熱交換器暖化以生^^艦料氣；舒脫熱交換器中的至少一條流體鵬；以及管路^S，用于^0M熱交換器將M^斗氣供Mff^分離系統(tǒng)。該體可以包括傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)，用于分離不純液態(tài)zm化碳以生成富ftt荅頂蒸氣和富二氧化碳塔底液；管路體，用于;!^M相分離器將不純液態(tài)二氧化碳供M0M塔系統(tǒng)；以及管路錢，用于將富彰荅頂蒸氣或由其制得的氣體從戶;M塔循環(huán)sra用于將污染z^化^n體，;^氣體千皿統(tǒng)供M0M熱^^統(tǒng)的管j^go用于循環(huán)富氧^^蒸氣的管i^置可以包括管路體，用于w脫塔系統(tǒng)將富彰荅頂蒸氣供到臓熱交縣統(tǒng)，艦與通常至少一股工藝流間接熱交換暖化，生成富氧氣體；戶，熱^^器中的至少一條流體fflit;第二JE^/I^fi,用于壓縮富氧氣體^J1縮的富氧氣體；管路^a，用于，，熱交換器將富氧氣供體至^Mm二自m^g;以及管路,，用于w皿第二壓縮m^s將富氧氣體供，，用于^/M氣體刊M統(tǒng)將污染1化m體供到，熱交,統(tǒng)的管路^1。該設備包括管，置，用于^!A^^相分離皿不純液態(tài)zm化碳供M^^熱交換器，M:與通常至d^股工藝流間接熱，m,生自化的不純液態(tài)I^化碳；降壓裝置，用于斷氏暖化的不純1化碳液體的壓力以生成減壓的不純液態(tài)二氧化碳；管路裝置，用于/A0M熱交換器將暖化的不純二氧化碳液體供M0MMffi管路裝置，用于iA^Mffi^g皿壓的不純液態(tài)zm化碳供到所述i荅系統(tǒng)。第一和第二ra^a通常是單級離心壓縮機。"^il^置"通常是MH閥。該設m^包括用于塔系統(tǒng)的,器，用于M與粗二氧化碳流體的間接熱交換再沸富二氧化碳的塔底液，以為塔系^^富zm化碳的蒸氣和i^P的粗^ft化碳液體;管足^g，用于，脫熱交換鵬且1化碳液體供到臓翻器；以及管路^s，用于M0M再沸n^mn的粗i化碳供到戶;M熱^^器。再沸器可以位于塔系統(tǒng)內(nèi)(例如在塔底)或者在塔外，如本領^^公知。該設備通常包括至少一個Mffi^g，用于斷氏富二氧化碳塔底液的壓力以^JMffi后的富1化碳液休管路^g,用于從塔系統(tǒng)將富1化碳的塔底液供至該至^^個^il^l;管路驢，用于從該至少一個WE^SI^Mffi的富1化碳的液體供至熱交換器蒸發(fā)，以生成二氧化賠體；一個zm化TOi系統(tǒng)；以及管路體，用于從換繊將1化戲體供至二氧化TOg系統(tǒng)。該設備可以包括用于用水洗滌戶>^1道氣除去水溶性組分并產(chǎn)生洗滌后煙道氣的氣-液容器；MM^M纖劍雜鵬氣到脫氣鄰,織的管^g;1繊滌后煙道氣￡縮后煙道氣的第一壓縮禾il^g;從所述氣-液接觸容器傳送洗滌后煙道氣至所述第一壓縮機裝置的管路裝Tmra后煙道氣4^染:^化訊體的氣體千麟統(tǒng)；A^^—壓縮^^f雜壓縮煙道氣M^M氣體千M統(tǒng)的管路^S;至少一個熱交換器，用于與通常至少一股工藝M過間接熱交Jfe^或部分冷M^脫污染1化航體或由此制得的氣體，生成部分冷凝的粗二氧化碳液體；AA0M氣體千皿統(tǒng)傳送污染的二氧化^體或來自于污染的二氧化m體的氣體S0f^熱，器的管路裝置；分離部分冷凝的粗二氧化碳液體生麟一不純液態(tài)二氧化碳和貧二氧化碳蒸氣的第一相分離器；MM熱交換驗送部分冷凝的粗:ift化碳液體至臓第一相分離器的管、傳送貧二氧化碳蒸氣至IJ戶;M熱交換器進行^P或部分冷繊尋到7^P的和部分冷凝的貧1化碳液體的管路^S;分離部分冷凝的貧zm化碳液體為第二不純液態(tài)1化碳和廢蒸氣的第二相分離器si^M熱交換制專送部分冷凝的貧1化碳液體M^^m二相分離器的管路體；管路ct，用于將廢蒸汽w;Mmz^i分離割專送到，熱交換器，皿與通常M^—股的工藝間,熱暖化，生^^f^S料氣；以及，脫熱魏制^^s料氣舒;f^分離系統(tǒng)的管路體。設備可以包括管路^s，用于/A^二相分離制專送第二富1化碳的液體至熱交換器進行暖化，以^^化的第二富1化碳的液體；，二富1化碳液體^154脹的第二富1化碳液體的第四自裝置；從熱交換制專送暖化的第二富二氧化碳液體至嗨四Mi^g的管路驢；以及皿四Mffi^g傳^li脹的第二富:^化碳液體至熱交換器蒸發(fā)，以M1化^^^^荷的管1￡0這些具體鄉(xiāng)方式可以包括皿一相分離劍專送第一富二氧化碳的液體到熱交換器暖化，以,暖化的第一富^ft化碳液體的管ii^S;用于降低暖化的第一富二氧化碳液體壓力以,膨脹的第一富1化碳液體的第五Mffi^置，生成的液體壓力大于暖化的第二富1化碳的液體；用于從熱交換^f^M化的第一富1化碳的液體至第五Mffi^置的管路裝置；以及用于皿五Mffi^g傳送膨脹的第一富1化碳液體至熱交換器蒸發(fā)以生成二氧化,體及il^負荷的管^g。設備的雌具體鵷方式通常包括用于Mil間接熱交換加熱至少一部分排出氣以生働[]熱的排出氣體的預熱器；用于;!AM分離單元^^排出氣至預繊的管Ji^g;用于膨脹至少一部分加熱的排出氣以生成能量和膨脹的排出氣的透平系統(tǒng)；用于從預^f^加熱的排出氣!BS平系統(tǒng)的管足^S;排出膨脹的排出氣至大氣的排出口；以及用于腿平系統(tǒng)#脹的排出氣至排出口的管l^g。設備通常包括一個二氧化aB^gffl于臓1化歡體生成管下壓力下的壓縮的二氧化m體。二氧化mE縮m^S通常是多級離心式:i^化affi縮機。^Wi道氣除去選自S02和NOx的一種或多種污然物的具體鄉(xiāng)方式中，戶脫設備可以包括至少一，流，液,設備，用于用水在升高的壓力和氧氣下洗像煙道氣或由其制得的氣體，當要除去S02和Na時，洗滌足夠的時間以使S02轉(zhuǎn)化為硫酸和減NOx被轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛?；Mf^—壓縮^g傳送升高壓力下的戶;Mi道氣s^個或^n/液^M設備的管路，；以及循聰酚jc溶液和娜肖酚K溶^s^^M^/液,設備的(多個)管、錢一壓縮m^g是多mJE^幾的具體實施方式中，該設備可以包括^1@道氣自煙道氣的氣體壓力提高到第"^高壓力的第一jBi機；傳送^i道氣到戶;f^m—iBi機的管^g;用于^一升高的壓力下用zK洗滌足夠長的時間得到無S02的二氧化m體和硫斷條液的第一逆流液,設備；^m—升高的壓力下，一ffi^機f^i0M煙道氣Mm—逆流液接,置的管i^g;循聰斷JC溶液到第"^/液,荅的管J^fi;第二m機，用于ra無so2的二氧化an體至高于第^高的壓力下的第二升高的壓力；從第一液接觸^g傳送無S02的二氧化^體至第二壓縮機的管路裝置；第二逆流液^4設備，用于用7K^二升髙的壓力下洗滌無S02的^化鵬體足夠長的時間，得到無S02、貧N(X的二氧化鵬術(shù)鵬酚J^溶液；用于在第二升高的壓力下^二ffi^縮機fiit無so2的zm化m體M^二，液,設備的管^a;循環(huán)硝斷K溶^Mm二液,設備的管路^0第一和第二l縮機^是多級1化TO縮裝置中的級。"Mffi^置"通常為減壓閥，第一、第二第三、第四和第五MS^g優(yōu)選是3te的Mg閥。至少一個熱交換器通常是多流道板翅式熱交換器，其具有多個流道，(多條))t4P流體和(多條)加熱流體為逆流流動。期望(多條)原料流體iSASJ(多條)產(chǎn)品流體離開通常姓熱交換器的熱動力學效率最高的位置。主熱交換器通常用鋁制造。以下1例并參照附圖2和3描述本發(fā)明圖2中描述的本發(fā)明工藝(以及更m地，圖3中描述的工藝)的多種具體實施方式與在圖1中所描述的現(xiàn)有M工藝相類似，^工藝都用于從電廠^M料燃燒單元產(chǎn)生的煙道氣中回收1化碳。附圖中使用同樣的附圖^iB指代工藝間共同的特征。接下來討論的是圖2和3中的附加特征。圖2中描述的工藝與圖1中的現(xiàn)有^o:2^間的主要區(qū)另提:在圖1中，暖化的第二氣流10簡單加熱然后膨,生倉遣；然而在圖2中，暖化的第二氣流10A包含約29mol。/。的1化碳和約13mol。/。的氧氣，具有大約30bar的壓九約i4。c盼鵬，被傳^^膜分離系統(tǒng)Mioi去回收rm化碳和氧氣。參考圖2,將離開熱鄉(xiāng)器E101在約30bar的壓力下的itn流10A傳徵膜分離系統(tǒng)M101,在M101中M^T散分離成包括大約63mol。/。1化碳和約1711101%的氧氣的滲流10C和包含大約7mol。/。1化碳的排出氣的不滲透物流10B。滲iMT流10C與來自^fUi料燃^31f呈的煙道氣流138混合，然后做為混合流140被循環(huán)回^W料纖單元用于控制燃燒驗。不滲^T流10B在預繊mo3中艦間^^熱Wn熱娜鵬的排出氣流ii,^it平系統(tǒng)K103中膨脹^J^脹后的排出氣流12,隨后流體12豐糊咄至伏氣中。參照圖3，自燃料流130與氧氣流132在^ftM料燃燒單元R101中^fel道氣流134。流體134被分為主要部分(流體138)和次要部分(流體136),流體138循環(huán)回^料燃燒單元R101，流體136在氣-液,容器C105中用水(流體142、144)洗滌生戯滌后的煙道氣流146。流體146腿縮機K105中臓到;^勺30bar4^包含:^勺73mol%1化碳的l縮后的煙道氣流101。流體101^^^^組熱再MMC^PmiC103,在C103中流體101被千燥污染1化戲流102。流體102與由下游(見下文)循環(huán)回的臓的富氧氣流117混合形m^且二氧化戲流103。流體103在熱交換器E101中與約15bar壓力下的膨脹的富1化碳液(見下文)間接熱交換，產(chǎn)生粗1化碳流體104和1化,流126。流體104被微合再沸器E106用于再沸塔C104中富4化碳的底液，以生傲荅C104的富1化碳的蒸氣和7襯啲粗zm化碳流105，其中的1分可能被冷凝。流體105在熱交換器E102中艦間接熱^S—步,，頓部分冷凝的粗1化碳流106。流體106被^P超在約-54'C下操作的冷端相分離容器ao2，^tb分離皿蒸氣和不純液態(tài)zm化碳。廢蒸氣流107在熱，器E102和E101中Mil間,交換暖他(l環(huán)境皿，生^i^流108A供給PRISM⑧膜分離系統(tǒng)M101,在MIOI中航體31擴散分離生成包含分離的1化碳和氧氣的滲透物流體108C以及排出氣的不滲透物流體IO犯。滲M/流體108C與來自于^B料^i程的煙道氣流138混合^H乍為物流140循環(huán)回^1料單元R101。物流108B在預熱器E103中經(jīng)間,熱，約30bar、約300'C的加熱后排出氣流109。流體109ffit平系統(tǒng)K103中膨脹做功產(chǎn)生會^M和排放到大氣的膨脹的排出氣流110。流體110包#約6mol。/。的^化碳，大約74mol。/o的氮氣，大約10mol。/。的氬氣，大約10mol。/。的氧氣和大約18ppm的一氧化氮。包含大約95molo/o的I^化碳，大約1mo雄氧，她4mol%的總的氮氣和氬氣的不純1化碳液流111從相分離器C102中移出，在熱交換器E102中艦間微熱暖腿約-30'C，產(chǎn)生暖化的不純1化碳液流112,然后在閥VI03中從約30bar膨M約17bar產(chǎn)^0脹的不純^^1化碳液流113，將該不純二氧化碳液流1134鍵至瞎C104的頂端。暖化流體111以防止在閥V103中膨脹期間形成固體1化碳。包含大約lmol。/。氧氣的不純:i^化碳液M塔C104中分離，產(chǎn)生富氧的塔頂蒸氣和富二氧化碳的塔底液體。汽JI^的作用是將從i^l取的^ft化碳中的氧濃度斷氐至10ppm。塔底51與粗氣態(tài):^化碳流再沸器E106(肚文)內(nèi)間驗魏再沸，給i^^富1化碳的蒸氣。富氧氣的if3!蒸氣包含大約68mol。/。的1化碳，6.4moP/。的氧氣禾口25.6mom的氮氣加氬氣。二氧化碳濃駄高以至于不能允許這種蒸氣翻咄。因此,富氧氣的i頓蒸氣流114在熱交換器E102和E101中M間接熱交換m,產(chǎn)生富氧氣的氣流115。流體115ffl^i^幾K104中從約17bar臓至約30bar,產(chǎn)^MI的富氧氣流i16,^mp器mo7中與通常^7jc的冷卻齊iJ衝i間接熱交換移除臓熱,，產(chǎn)^JBI的富氧氣流117循環(huán)到流體102(肚文)。流體117循環(huán)的結(jié)果是^P分離的氣體最終都M5g平K103排出，并且作為流體110排放到大氣中。富:ift化碳的塔底液流118被分成兩部分，流體119和流體124。紅藝的部，IJ冷負荷如下提供將流體119在閥門V102中膨EM大約5.6barM膨脹的富1化碳的液流120;其后在熱交換器E102和E101中蒸發(fā)并暖化流體120，由此生成zm化戲流m。其絲嶺負荷如下麟將流體124在閥門V101中膨腿大約15bar生^i脹的富:i^化碳的液體125;其后在熱交換器E101中蒸發(fā)并m流體125生成Z^化^流126。將流體121和流體126在多級離心壓縮機KIOI、K102中JBg并混合，生成約110bar壓力下的目的zm化^n流128。JBI的1化^:體包括大約99.9moiyo的1化碳和僅i5^^勺10ppm的氧氣。乘lj下的部分由非常少量的氮氣，氬氣和氮的氧化物鄉(xiāng)滅。在示例性的具體實船式中，JBi機KlOl，K102中的一些^ff有級都是絕熱操作，因而，臓熱可用中間糊器E104和后糊器E105M:與mP劑的間^熱i^E^縮的l化^;體中移出。K102是具有非必須的中間7襯P器的UB^機(標出)。K101有四級，—、Z^三之間有(多個)中間7W器(未示出)。目熱用于預熱鍋爐給7JCSV或冷凝物。對此，流體121^JBi機K102的初女敏中MiBi產(chǎn)^E縮的1化^n流122。JBI熱M:在中間冷卻器E104中與冷凝物的間接熱，從流體122除去，產(chǎn)生壓力約15bar的^P的JBH化^流123。流體123與流體126混合，該混合流在(多個)JBI機KIOI的其織中臓，產(chǎn)繼一步MI的二氧化a^流127。流體127的壓縮熱M1在，器E105中與冷凝物間接熱交換移除，產(chǎn)生管^15力下的目1化^^流128，利于約110bar。實施例1對圖2中戶;MX2^用商業(yè)軟併AspenPlus2004.1)進fiH十^m^。表3中,i^莫擬的熱量和質(zhì)量平衡表。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>圖2戶jf^工藝^lj;^勺85moP/。的zm化碳回收^tl大約50mol。/。的氧氣回收率(包含大約20moiy。的氮，卩氧氣總滲透率)，這相當于^化碳的總回收率從圖l戶標的現(xiàn)有脈中的大約89mol。/。提高至;^勺98moiy。。另外，循環(huán)縫的氧氣M^了^Jt料XiJft^勺3.2%的需求。ASU所需功率的^1^定程度上被惰tiJ^脹機K103能源回收的M^、所抵消?？墒?，因為^ft化碳回收，力口，單位功率^>;^勺9%。實施例2對圖3戶^工藝釆用商業(yè)軟ffiAspenPlus2004.1)謝fi十M^。表4中鵬該模擬的熱量和質(zhì)量平衡表。圖3所示的工2ii^大約98moP/。的I^化碳回收率。另外，循環(huán)體的氧氣鈔了^M料)W^約3.5%的需求。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>本發(fā)明,具體^式的優(yōu)點包括改善了雌1化碳的凈化；生產(chǎn)的二氧化^E度至少為97mol%,通常至少為99mol%,例如99.9mol%;妒的1化#^有非常低的氧氣或~^化^*,例如不艦1000ppm，—般不鵬100ppm,通常在約10ppm(棘如果需要的話可以更低)；^的1化齢有非常低的氮氣和氬氣鵬他污染物縫，一般混始量不鵬麵ppm;與圖1朋示的現(xiàn)有fe^相比斷氐了^J力耗(定義的單位為kWh/toraie分離的:i^化碳)；與圖l朋示的現(xiàn)有^a比提高了:^化碳的回收率。應當理解，本發(fā)明并不限于以上參照^^具體實施方^^f描述的細節(jié)，而是可以在不背離本發(fā)柳口以下權(quán)利要求所限定的精神和做范圍內(nèi)進行多種修改和變化。權(quán)利要求1.一種用來將選自碳質(zhì)燃料、烴質(zhì)燃料及其混合物的燃料進行含氧然料燃燒的方法，所述方法包括在含氧燃料燃燒單元中，氧氣存在的情況下燃燒所述燃料以產(chǎn)生含二氧化碳的煙道氣；通過擴散穿越膜分離系統(tǒng)中的至少一個可滲透膜，從含二氧化碳的進料氣中分離二氧化碳以產(chǎn)生分離的二氧化碳氣體和排出氣；以及將至少部分所述分離的二氧化碳氣體從所述膜分離系統(tǒng)傳送至所述含氧燃料燃燒單元。2、根據(jù)權(quán)利要求i的方法，其中戶;f^a料氣來自戶;f^ffii氣。3、根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中^it料氣JiM^^i道氣^自于煙道氣的氣體中分離出來的貧二氧化分。4、臓權(quán)利要求3的旅，包括將至少部分戶;f^0道，水清洗，以除去水溶性組分并產(chǎn)生清皿的煙道氣；將至少部分戶;M清洗過的煙道氣或來自其中的氣體進行干燥，以產(chǎn)生污染的化賠體；M間接熱交換將至少部分戶;M污染的二氧化^^體^自其中的氣體冷卻和部分冷凝，以產(chǎn)生部分冷凝的粗二氧化碳流體；將至少部分艦部分冷凝的粗zm化碳流體進行相分離，以產(chǎn)生不純液態(tài)^m化碳和廢蒸氣；以及將至少部分戶;Mit蒸氣或由其制得的氣體作為戶/^料氣供給戶;f^分離系統(tǒng)。5、根據(jù)權(quán)利要求4的施，包括在千燥產(chǎn)舒脫污染的1化鵬體之前，臓至少,分臓清艦的煙道^^ra的鵬氣。6、根據(jù)權(quán)利要求4的施，包括在體;MM分離系縱前，鵬、司接熱交換暖腦少部分戶;f^蒸氣以產(chǎn)^itn。7、根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括在傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離至少部分戶皿不純液態(tài)^m化碳，以產(chǎn)生富都荅頂蒸氣和富二氧化碳塔底液；以及舒脫糊和部分冷凝以產(chǎn)鈔脫部分冷凝的粗1化碳流體之前，將至少部分戶，富彰fi蒸氣^自其中的氣術(shù)盾環(huán)到;M污染的二氧化,體。8、根據(jù)權(quán)利要求7的施，包括艦間接熱交換暖化至少部分臓不純液態(tài)化碳，以產(chǎn)生暖化的不純液態(tài)1化碳；斷氐至少部分0f3^I化的不純液態(tài)^l化碳的壓力，以產(chǎn)生艦的不純液態(tài)二氧化碳；將至少部分臓艦的不純液態(tài)1化碳儲到臓傳質(zhì)分離塔系繊亍分離。9、根據(jù)權(quán)利要求7的方法，包括通過間接熱交換暖^M少部分戶;M富都f^蒸氣，以產(chǎn)生富氧氣體；以及將至少部分戶，富氧氣體進行壓縮，以產(chǎn)，于循環(huán)回所述污染的zm化m體的壓縮的富氧氣體。10、根據(jù)權(quán)利要求7的施，包^M與至少部分戶脫污染的zm化m體^^f^自其中的氣體進行間接熱交換，將富二氧化碳塔底^a行再沸，以掛共用于塔系統(tǒng)的富二氧化碳蒸氣，其中所述再沸^至少部分為冷卻和至少部分冷M^M污染的1化^^體^^^自其中的氣體所需的制冷負荷。11、根據(jù)權(quán)利要求l的方法，包括將至少部分戶;f^煙道氣用水清洗，以除去水溶魅且分并產(chǎn)生清、皿的煙道氣；將至少部分戶;^清,的煙道氣進行壓縮，以產(chǎn)4J5^縮的煙道氣；將至少部分戶;f^j^縮的煙道^t行千燥，以產(chǎn)生污染的i化m體；M:間接熱^^卩和部分冷》,少部分戶;f^污染的:^化^n體^自其中的氣體，以產(chǎn)生部分冷凝的粗1化碳流體；將至少部分自部分冷凝的粗1化碳流體進行相分離，以產(chǎn)^一富二氧化碳液體和貧:^f七碳蒸氣；M;間接熱交搬令卻和部分冷》1S少部分B^貧二氧化碳蒸氣，以產(chǎn)生部分凝結(jié)的貧1化碳流體；將至少部分戶，部分戶皿冷凝的貧1化碳流體進行相分離，以產(chǎn)4^二富二氧化碳液體和廢蒸氣；以及通過間接熱交換暖^S少部分戶;Mit蒸氣，以產(chǎn)^W原J斗氣。12、根據(jù)權(quán)利要求i的方法，其中i化^iar散穿^^^M分離系統(tǒng)中的至少一個中空纖維聚合膜，M^腿原料氣中分離出來。13、用于根據(jù)權(quán)利要求l的方法將選自燃料、，燃料及其混，的燃料進行^M料麟的設備，臓設雜括^Mm燃燒單元，用于在氧氣存^^斗以產(chǎn)生含有^^化碳的煙道氣；包含至少一個可滲M的膜分離系統(tǒng)，用^13i擴散穿^^腿TO二氧化碳從含二氧化碳的進料氣中分離出來，以產(chǎn)生分離的二氧化,體和排出氣；以及管路^g，用于將分離的二氧化^體^^^Ji分離系統(tǒng)傳MM^^，燃料燃燒單元。14、如權(quán)利要求13中戶脫的設備，其中戶;f^料氣包^^氣和s^—種選自氮氣和氬氣的惰性氣體，選擇戶;^分離系棘頓氧氣滲透部分和對隋性氣體的一^i透部分之間皿可接受的平衡。15、如權(quán)利要求13中所述的設備，其中至少一個可滲M是中空辯隹聚合膜。16、如權(quán)利要求13中皿的設備，其中膜分離系統(tǒng)中膜的表ME積與單元#^只的比率至少為約1000m2/m3。17、如權(quán)利要求13中戶脫的設備，包括用于M^^1道氣纖由其制得的氣體產(chǎn)生貧二氧化鄉(xiāng)分的分離系統(tǒng)。18、根據(jù)權(quán)利要求13中的設備，包括氣-液,織，用于用水清^^M煙道氣，以除去水溶性組分并產(chǎn)生清洗過的煙道氣；用于將煙道氣從所述含料燃燒單元傳送至所述氣-液接觸容器的管路氣體千燥系統(tǒng)，用于將清^1的煙道氣或來自其中的氣體進行千燥，以產(chǎn)生污染的1化戲體；用于將清洗過的煙道氣/A0f述氣-液接觸容制專送M0f述氣體千燥系統(tǒng)的管路驢至少一個熱交換器，用^ii間接熱交^P和部分冷M0M污染的1化^體^自其中的氣體，以產(chǎn)生部分冷凝的粗1化碳流沐用于將污染的1化^體或來自其中的氣體;!A0M氣體千燥系統(tǒng)f^臓熱交換器的管^S;相分離器，用于相分離部分冷凝的粗1化碳流體，以產(chǎn)生不純液態(tài)1化碳和廢蒸氣；用于將部分冷凝的粗1化碳流體MM熱交換劍專i^M^^相分離器的管路驢用于將廢蒸氣^^自其中的氣體作為進料氣M^M相分離制專^MM^分離系統(tǒng)的管路^a。19、根據(jù)權(quán)利要求18的設備，其中用于將衝皿的煙道氣i^M氣-液接觸容槲鎖到腿氣體千麟統(tǒng)的臓管i^S包括第一壓縮m^g,用于壓縮凊^i的煙道氣，以Ji^壓縮的煙道氣；用于將清洗過的煙道氣從氣-液接觸容器傳送M^—壓縮,置的管路裝置；以及用于將壓縮的畑道氣iA0i^—it縮豐;i^g傳^M^^氣體^P皿統(tǒng)的管20、根據(jù)權(quán)利要求is的設備，其中用于將廢蒸氣/A^^相分離制專送到;f^H分離系統(tǒng)的管路^g包括將廢蒸氣i^M相分離劍雜^M熱交換^t行暖化，以產(chǎn)4^f^料戶;M熱交換器中的M^—條流體Mii;以及將進料氣iA0M熱交換制^M0f^M分離系統(tǒng)的管^S。21、根據(jù)權(quán)利要求18的設備，包括傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)，用于分離不純液態(tài)1化碳，以產(chǎn)生富氧-荅頂蒸氣和富1化碳塔底瓶用于將不純液態(tài)1化^^，相分離^f專^M^^t荅系統(tǒng)的管路^S;以及用于將富彰fii蒸氣^自其中的氣體;y^M塔系統(tǒng)循環(huán)至ij戶;Mffl于將污染的二氧化碳氣體從所述干燥系統(tǒng)傳送至所述熱交換器的管路裝置的管路裝置。22、根據(jù)權(quán)利要求21的設備，其中戶;f^于循環(huán)富節(jié)頗蒸氣的管i^g包括用于將富節(jié)OT蒸氣i^M塔系統(tǒng)f^戶;M熱交換器M3i間接熱交^行暖化，以產(chǎn)生富氧氣體的管^S;戶，熱，器中的至少一條流體fflit;第二壓縮，置，用于ra富氧氣體以產(chǎn)，縮的富氧氣體；用于將富氧氣體M0M熱^制^IM^^二壓縮^S的管路^g;以及用于將壓縮的富氧氣體;!AfM第二iBim^g^^S^^用于將污染的二氧化^n體W;M氣體千皿統(tǒng)^i^M^^熱交換器的管li^S的管^g。23、根據(jù)權(quán)利要求21的設備，包括用于將不純液態(tài)1化,腿相分離制t^脫熱交換器鵬司接熱交lfeS行暖化，以產(chǎn)生m的不純g^化碳的管路^S;Mffi^S,用于斷氐暖化的不純液態(tài):ift化碳的壓力，以產(chǎn)生MJ1的不純液態(tài)二氧化蔽用于將暖化的不純液態(tài)zm化猜服熱交換制專送到艦^E^a的管路驢；以及用于^壓的不純液態(tài)1化W^f^Mffi^g^^gB^塔系統(tǒng)的管路24、根據(jù)權(quán)利要求21的設備，包括用于戶;M塔系統(tǒng)的再沸器，用于皿與粗二氧化碳流體進行間接熱交換將富二氧化碳塔底^t行再沸，以為塔系統(tǒng)提供富二氧化碳蒸氣和冷卻的粗1化碳流體；用于將粗:ift化碳流體，;M熱交換，送到，，器的管路^fi;以及用于粉，的粗1化碳流體^^M再沸制^M^M熱^^器的管路裝置。25、根據(jù)權(quán)利要求13的設備，包括氣-液,織，用于用水清微;m煙道氣，以除去水溶性組分并產(chǎn)生清洗過的煙道氣；用于將煙道氣從所述含氧燃料燃燒單元傳送至所述氣-液接觸容器的管路第一j^縮m^g，用于JM^^a的'煙道氣，以^￡^縮的煙道氣；用于將清洗過的煙道氣A^述氣-液接觸容制專送至所述第一壓縮in^置的管路體；氣體千麟統(tǒng)，用于將臓的煙道^iS行千燥，以產(chǎn)生污染的i化賠體；用于將壓縮的煙道氣;!A^^—i3^縮in^S^^M^^氣體T^皿統(tǒng)的管、至少一個熱交換器，用于M3i間接熱^^卩和部分冷^^M污染的二氧化^體^^自其中的氣體，以產(chǎn)生部分冷凝的粗1化碳流體；用于將污染的二氧化^n體a自其中的氣體，;M氣體千皿統(tǒng)傳iiM臓熱魏器的管ji^g;第一相分離器，用于分離部分冷凝的粗zm化碳流體，以產(chǎn)生不純液態(tài)二氧化碳和貧二氧化碳蒸氣；用于將部分冷凝的粗:^化碳流體;^M熱交換謝專itS^M第一相分離器的管路裝置；用于將貧二氧化碳蒸氣傳送M^，熱交換，卩和部分冷凝，以產(chǎn)生^P和部分冷凝的貧:nft化碳流體的管li^g;第3目分離器，用于分離部分冷凝的貧:ift化碳流體，以產(chǎn)，二不純液態(tài)，七碳和廢蒸氣；用于將部分冷凝的貧zm化碳流體M0M熱交換制titl^，第1分離器的管ii^S;用于將廢蒸氣M^M第1分離^^專送至戶，熱交換器暖化，以產(chǎn)鈔;M進料氣的管^置；以及將進料氣^0M熱，謝專^M^M分離系統(tǒng)的管路^g。全文摘要二氧化碳從進料氣中被分離出，優(yōu)選來自含氧燃料燃燒過程的煙道氣分離，以產(chǎn)生分離的二氧化碳氣體，將其傳送至含氧燃料燃燒過程以提高該過程的性能。文檔編號F23C9/06GK101285573SQ200810109250公開日2008年10月15日申請日期2008年1月23日優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日發(fā)明者R·J·阿拉姆,V·懷特申請人:氣體產(chǎn)品與化學公司