專(zhuān)利名稱(chēng)：：二氧化碳的純化的制作方法二氧化碳的純化發(fā)明背景本發(fā)明涉及一種用于純化含有選自氧氣("Oz")和一氧化碳("CO")的第一雜質(zhì)的不純的液體二氧化碳("C02")的方法和裝置。該工藝和，特別用于從廢二氧化碳?xì)庵谢厥斩趸?，例如含氧燃?oxyfod)燃燒過(guò)程的煙氣或氫氣("H2")變壓吸附過(guò)程("PSA")的廢氣。人們迫切需要開(kāi)發(fā)新工藝用于從化石燃料，^M;Jt料或烴質(zhì)燃料發(fā)電,同時(shí)捕獲二氧化碳。新工藝?yán)硐氲貞?yīng)當(dāng)是比現(xiàn)有工藝更有效并且更經(jīng)濟(jì)。在本文中考慮的是含纖料燃燒過(guò)程。在含氧燃料燃燒中，燃料在純氧中燃燒，非必須地循環(huán)冷煙氣或蒸汽或水以調(diào)節(jié)火焰溫度。在去除了燃燒產(chǎn)生的大量氮?dú)夂笸ㄟ^(guò)冷卻和水冷凝得到二氧化碳濃度較高的^^煙氣。含氧燃料燃燒過(guò)程理想地適用于傳統(tǒng)的煤粉鍋爐以產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電。在冷卻和所含水蒸汽被冷凝后，煤粉鍋爐中的含氧燃料燃燒產(chǎn)生的凈煙氣通常包括約65mol^到約95mol^的二氧化碳和高達(dá)約5mol^的氧氣，余下部分的主體是氮?dú)夂蜌鍤狻Ｑ鯕?，氮?dú)夂蜌鍤獗环Q(chēng)作"雜質(zhì)氣體"。煙氣中氧氣的主要部分源于比煤的完全燃燒所需過(guò)量的氧氣。氧氣的其余部分源于泄漏至,爐和對(duì)流段內(nèi)的空氣。煙氣中的氮?dú)夂蜌鍤庠从谔峁┙o煤燃燒的氧氣進(jìn)料，其通常的氧氣純度為90mol^到99.6molX，一般為95molX到97mol%，以及泄漏到鍋爐和對(duì)流段內(nèi)的空氣。煙氣中還存在諸如酸性氣體的雜質(zhì)和其它從煤和燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。雜質(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。煙氣(在洗滌和干燥后)中的這些雜質(zhì)的總量取決于燃料的組成和燃燒的斜牛。在煙氣中的二氧化碳能夠被ie存在例如地質(zhì)構(gòu)造中之前，必須將煙氣純化。這樣，水溶性的組分如三氧化硫，氯化氫和氟化氫通常通過(guò)與水直接接觸從煙氣中除去，水不僅洗掉了這些組分，還冷卻了煙氣并使水汽冷凝。二氧化硫和氮氧化物可以在二氧化碳被壓縮到管線壓力的過(guò)程中去除，如2005年11月28日提交的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮閁SNo.11/287640的專(zhuān)利申請(qǐng)中所述，其公開(kāi)的內(nèi)W^此弓l作參考。該工藝還去除了任何可能存在于二氧化碳中的汞。二氧化碳的管線壓力通常為從約揚(yáng)巴到約250巴，遠(yuǎn)高于二氧化碳的臨界壓力。優(yōu)選除去大部分雜質(zhì)氣體以減少壓縮二氧化碳所需的能量并確保不會(huì)在管線中鵬儲(chǔ)存二氧化碳的地質(zhì)構(gòu)造中出現(xiàn)兩相流瞎形。當(dāng)欲將二氧化碳用于濃縮油或氣的回收操作中時(shí)，由于可能氧化導(dǎo)致鉆井設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，氧氣的存在會(huì)引起問(wèn)題。二氧化碳的典型的純度指標(biāo)是最大雜質(zhì)含量為3mo1。/。，并且在將二氧化碳用于^fl油回收時(shí)，最大氧含量通常是100ppm或更低，甚至低至lppm。下一階段的二氧化碳的純化在目前工藝中釆用以下技術(shù)通過(guò)冷卻二氧化碳粗料至一個(gè)非常接近二氧化碳凝固點(diǎn)的溫度，此時(shí)二氧化碳的分壓為從約7巴到約8巴，將雜質(zhì)氣體從30巴左右壓力下的壓縮干燥預(yù)純化的二氧化碳粗料流中除去。剩余的氣體含有大約25moin/。的二氧化碳，在被加熱和膨脹做功放出能量后被分離并排出。這單一工藝能達(dá)至喲90%的二氧化碳回收率。如果能夠很經(jīng)濟(jì)i腿到極高的，如97%以上的二氧化碳回收率，將大大改善含纖料的燃燒過(guò)程。目前采用的將化石燃料的含M料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳輸送至地質(zhì)貯存點(diǎn)的技7于將其壓縮至通常約100巴到約250巴的管線壓力。用在較小的二氧化碳排放源或管線太貴的情況下的一種可選技術(shù)是在低于臨界壓力的壓力下將二氧化碳液化并以液體形式在例如大mit油罐中運(yùn)輸。如果能夠fflil二氧化碳純化工藝很經(jīng)濟(jì)地制備在近環(huán)境^^下通過(guò)管線輸送的液體二氧化碳產(chǎn)品而不是二氧化碳臨界流，將大大改善含氧燃料的燃燒過(guò)程。含氧燃料發(fā)電系統(tǒng)中碳捕集的一個(gè)重要目標(biāo)是提供一種方法來(lái)處理壓縮后的二氧化碳粗料以去除氮?dú)夂蜌鍤獠⒔档脱鹾恐?00ppm以下，j繼具剤氐育號(hào)和高二氧化碳回收率。二氧化碳的回收率(基于全部煙氣流中的二氧化碳)理想地在97%以上。此外，如果純化的二氧化碳產(chǎn)品是以低于臨界壓力的低溫液體流形式制得，就能以液體或以超臨界流體的形式輸送至一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)存地點(diǎn)。從化石燃料中捕集二氧化碳的另一種方法是M蒸汽催化重整、部分氧化、氣體加熱催化重整或Mil這些已知工藝的結(jié)合將化石燃料轉(zhuǎn)化成一氧化碳和氫氣的混合物即所謂的合成氣體(或合成氣)，接下31—氧化碳和水的轉(zhuǎn)換反應(yīng)制備純凈的富氫產(chǎn)品氣體，其中的主要雜質(zhì)是二氧化碳。這些工藝在高壓下發(fā)生，通常從約20巴到約70巴。氫氣必須與例如甲烷和一氧化碳的雜質(zhì)分離開(kāi)。一氧化碳也必須被分離并純化。一個(gè)優(yōu)選的純化方法是釆用多床變壓吸附("PSA")過(guò)程來(lái)制備純的氫氣。通常的PSA單元在25巴的壓力下運(yùn)行，對(duì)進(jìn)料氣體通常具有約85%到約90%的氫回收率。通常具有約1.2巴到約1.5巴壓力的廢氣的組成，取決于用來(lái)從化石燃料中制備氣體所用的方法。例如，由蒸^7天然氣催化重整器制備的進(jìn)料氣體產(chǎn)生的PSA廢氣，通常含有至少約60molo/。的二氧化碳，與較低含量的氫氣、甲烷、一氧化碳和水蒸汽。在此瞎況下，目標(biāo)是將一氧化碳和甲烷的含量降低到100ppm以下。圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)中從含flM料燃燒過(guò)程制備的二氧化碳粗料中去除雜質(zhì)氣體的工藝流程圖。該工藝在"Of/w"D/ox:/^Ca/^/化5torageZ)ee/Geo/ogz'ca/Formcrft.07w-^a^/ts1決eCC^Ca;似re尸/ry'ec"(CaptureandSeparationofCarbonDioxidefromCombustionSources;Vol."Chapter26;pp451475;Elsevier)中公開(kāi)。在圖1中，二氧化碳的分離在低溫工廠中進(jìn)行，使用二氧化碳冷凍將粗二氧化碳進(jìn)料氣體)t4卩至二氧化碳凝固點(diǎn)左右2"C的a^。此時(shí)，未冷凝的氣體發(fā)生相分離，含有約25mol^的二氧化碳和約75mol^雜質(zhì)氣體的氣相被分離，并在暖化和膨脹做功放出能量后排入大氣。該工藝在接M料氣體混合物的凝固點(diǎn)溫度的-54.5"C下將雜質(zhì)氣體從二氧化碳中分離出去，此時(shí)二氧化碳蒸汽壓是7.4巴。冷凍負(fù)荷由兩股壓力分別在8.7巴和18.1巴的二氧化碳液流在換熱器E101和E102中蒸發(fā)來(lái)提供。產(chǎn)生的兩股二氧化碳?xì)饬鞅凰屯趸級(jí)嚎s機(jī)，K101和K102,通常是多級(jí)壓縮機(jī)中的兩級(jí)。在圖1中，含M料的進(jìn)料130和氧氣的進(jìn)料132在一錯(cuò)ftM料燃燒單元R101中燃燒產(chǎn)生煙氣流134，其熱量用于在發(fā)電站(未示出)中產(chǎn)生蒸汽。煙氣流134被分成主要部分(氣流138)和次要部分(氣流136)。氣流138循環(huán)返回含氧燃料燃燒單元R101。煙氣流136在氣液接觸設(shè)備C105中被水洗除去水溶性組分并制得洗滌后煙氣。7jC流142被送入設(shè)備C105中，然后含有煙氣中7K溶性組分的水流144被排出以提供洗滌后煙氣流146。煙氣流146在壓縮機(jī)K105中被壓縮以制備約30巴壓力下的洗滌后煙氣流1，并將其在一對(duì)熱再生脫水干燥器C103中千燥至低于-6(TC的露點(diǎn)、鵬，來(lái)制備千燥后廢二氧化^流2。氣流2在換熱器E101中M間接換熱7賴(lài)隨沐23°C，來(lái)制備氣態(tài)二氧化碳粗料供給相分離設(shè)備CIOI，在此將其分離以制備第一富二氧化碳液體禾晗主要雜質(zhì)氣體的第一蒸汽。第一富二氧化碳液體流4在閥V101中被減壓至約18巴以制壓后的第—富二氧化碳液M[5，后者在換熱器EIOI中M間接換熱蒸發(fā)以提微令凍負(fù)荷并制備第一富二氧化碳?xì)怏w流6。來(lái)自相分離器CIOI的第一蒸汽流7在換熱器E102中ffiil間接換熱被冷卻至-54.5。C以制備部分冷凝的液體流8。液體流8被送入第二相分離器C102并被分離麟二富二氧化碳液體和含大部分剩余雜質(zhì)氣體的第二蒸汽。第二富二氧化碳液體流13在換熱器E102中TO間接換熱被暖化至約-51°C，以制備暖化后的第二富二氧化碳液體流14，后者在閥V102中被減壓至8.7巴以制備減壓后的第二富二氧化碳液體流15。液體流15在換熱器E101，E102中ilil間接換熱蒸發(fā)并暖化以提^^令凍負(fù)荷并制備第二富二氧化碳?xì)怏w流16。液體流13在換熱器E102中的初始暖化對(duì)防止第二富二氧化碳液1tt從約30巴的Mffi過(guò)程中的凝固非常關(guān)鍵。來(lái)自相分離器C102的第二蒸汽流9在換熱器E101，E102中M51間接換熱被加熱至環(huán)境溫度以制備暖化的第二氣體流10，后者在預(yù)加熱器E103中ilil間接換熱被加熱至約30(TC以制備預(yù)熱的第二氣體流11。氣體流11在透平機(jī)K103中膨脹做功產(chǎn)生能量和含有約25mol^二氧化碳和絕大部分雜質(zhì)氣體的廢氣流12，隨后將該廢氣流排入大氣。氣體流16在多級(jí)離心式二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的第一級(jí)K102中被壓縮以制備壓力在約18巴的壓縮后二氧化碳?xì)饬?7。在以冷卻水為y賴(lài)口齊啲中間冷卻器E104中，壓縮產(chǎn)生的熱量被從氣流17中移除。冷卻后的壓縮后二氧化m體流18與氣體流6混合，并且混合后的氣體流在壓縮機(jī)的第二級(jí)或更多級(jí)KIOI中進(jìn)一步壓縮以制備約110巴壓力下的進(jìn)一步壓縮的二氧化m體流19。氣體流19中的二氧化碳濃度約為96mol%。在以鍋爐給7K和/或冷凝液為冷卻劑的后冷器(ailercooler)E105中，壓縮產(chǎn)生的熱量被從氣流19中移除從而加熱鍋爐給水和減冷凝液，并制備例如約no巴的管線壓力下的冷去啲進(jìn)一步壓縮的二氧化碳?xì)庑g(shù)荒20。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在圖l中E101和E102被表示為分開(kāi)的換熱器。然而，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)辦理解的那樣，在實(shí)際應(yīng)用中，換熱器E101和E102通常構(gòu)成在熱動(dòng)力學(xué)上最有效部位上具有原料流進(jìn)口和產(chǎn)品流出口的主換熱器的組成部分。主換熱器E101和E102通常是多流道板翅換熱器，im用鋁制成。表1是圖1所述工藝的熱量和物料平衡表。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表l圖1所示的工藝制備純化的二氧化碳，在二氧化碳回收率為約89%下，二氧化碳濃度約為96molX，并且含有約0.9mol^的氧氣。通過(guò)蒸餾來(lái)純化含氧燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳的一般概念并不新第員。在這方面，Allam寧"y45StW(i少q/"決e五;rfrac"owq/"C6^^^o附F/weGasa50QM^尸w/群&e(iCoa/F/mi脂/er",MamandSpilsbury;EnergyConsers.Mgmt;Vol.33;No.5-8,pp373-378;1992)公開(kāi)了一種用來(lái)純化含氧燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳的方法，其S31蒸餾純化二氧化碳并去除"重"雜質(zhì)(如二氧化硫和二氧化氮)以及包sm氣，氮?dú)夂蜌鍤獾碾s質(zhì)氣體。在Allam等的文章中，二氧化碳系統(tǒng)被集成在空氣分離單元("ASU")中，通過(guò)氧氣和氮?dú)獾呐蛎泚?lái)為二氧化碳的液化提供冷凍負(fù)荷。該工藝將從二氧化碳中分離出的一部M氧氣流循環(huán)回鍋爐，作為此時(shí)的吹掃氣流以防止雜質(zhì)累積。f頓一個(gè)精餾塔，在其冷端從二氧化碳?xì)饬髦腥コ^輕的雜質(zhì)。在第二個(gè)塔中，也在其冷端從得到的二氧化碳?xì)饬髦腥コ蜓趸锖偷趸铩４送?，?^ffl蒸餾塔從含，料燃燒31f呈中產(chǎn)生的二氧化碳中去除氧氣的大體想法已在本發(fā)明人的題為"尸t^/Jc加'o"o/0^/we/-D^7Vet/G92/or&(^"fr^o^7or￡OiT，的文章中公開(kāi)，該文章發(fā)表于8111GreenhouseGasControlTechnologiesConference(GHGT-8),Trondheim,2006年6月。但是，并未公開(kāi)關(guān)于如何實(shí)施該大體想法的細(xì)節(jié)。其它的現(xiàn)有技術(shù)包括GB-A-2151597(Duckett;1985公開(kāi))，其描述了一種方法，j頓膜來(lái)濃鄉(xiāng)氐濃度二氧化碳原料流以便通過(guò)相分離來(lái)純化。旨在制備液體二氧化碳商品而非從燃燒過(guò)程回收盡可能多的二氧化碳，因此從進(jìn)料的二氧化碳的回收率很低，為約70%。GB-A-2151597公開(kāi)了利用二氧化碳的進(jìn)料流來(lái)給蒸餾塔的再沸器提供熱量。GB-A-2151597還公開(kāi)了利用外部冷凍源來(lái)提供蒸餾工藝運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的液體。US-A4602477(Lucadamo;1986年7月公開(kāi))公開(kāi)了一種獲取烴^it^并通過(guò)將其分離成輕質(zhì)烴，重質(zhì)烴和廢二氧化碳?xì)饬鲝亩蛊湓鲋档墓に?。二氧化碳的存在降低氣體的熱價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。除了在低溫下進(jìn)行的蒸餾步驟外，該工藝還^ffi二氧化碳膜單元來(lái)精細(xì)地去除輕質(zhì)烴產(chǎn)品中的二氧化碳。US-A4602477中公開(kāi)的工藝的目的并非生產(chǎn)高純度的二氧化碳，而是從烴類(lèi)原料中去除二氧化碳。蒸餾步驟產(chǎn)生二氧化碳，作為具有冷凝器的精餾塔的副產(chǎn)物。該工藝還^ffl—個(gè)汽提it^純化重質(zhì)烴流。US-A4977745(Heichberger;1990年12月公刑公開(kāi)了一種純化二氧化碳純度為85mol^以上的原料的工藝。高壓的殘余物流被加熱并膨脹以回收能量，而使用外部的冷凍源來(lái)液化二氧化碳。EP-A-0964215(Novakand等；1999年12月公開(kāi))公開(kāi)了一種工藝，從4OT二氧化碳冷凍食品的工藝中回收二氧化碳。該工藝包括使用蒸餾塔來(lái)回收二氧化碳。塔的二氧化碳進(jìn)料流在作為回流物料送入塔內(nèi)前為塔內(nèi)的再沸器提供熱負(fù)荷。US-A4952223(Kirshnamurthy等;1999年8月公刑公開(kāi)了一種二氧化碳液化工藝，其中通過(guò)使排放氣體經(jīng)過(guò)PSA系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)富二氧化碳循環(huán)流和一個(gè)貧二氧化碳排氣流，從而改善了二氧化碳的回收率。發(fā)明相M根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種方法用于純化含有選自氧氣和一氧化碳的第一雜質(zhì)的不純的二氧化碳，所述方S^括壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w；冷凝至少一部分所述壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w以制備不純的二氧化碳液體；膨脹至少一部分所述不純的二氧化碳液體以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體；及在一個(gè)傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離至少一部分所述膨脹后的不純的二氧化碳液體以制備富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸m口二氧化鵬液。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種裝置用于純化含有選自氧氣和一氧化碳的第一雜質(zhì)的不純的二氧化碳，所述裝置包括第一壓縮機(jī)設(shè)備，用于壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w；冷凝設(shè)備，用于冷凝壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w以制備不純的二氧化碳液體管道設(shè)備，用于將壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w從所述第一壓縮機(jī)設(shè)備輸,所述冷凝設(shè)備；第一減壓設(shè)備，用于膨脹不純的二氧化碳液體以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體；管道設(shè)備，用于將不純的二氧化碳液體從所述冷凝設(shè)備輸送至所述第一減壓設(shè)備；傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)，用于分離膨脹后的不純的二氧化碳液體以制備富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸汽和二氧化液；及管道設(shè)備，用于將膨脹后的不純的二氧化碳液體,A^f述第一減壓設(shè)備輸送至所述塔系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)的操作條件可以選擇，從而二氧化碳底液可以直接從塔底移出作為產(chǎn)品，易于Milit路，海路或管線輸送而無(wú)需進(jìn)一步的壓力調(diào)節(jié)。附圖簡(jiǎn)介附圖1是/她二氧化鵬體中回收二氧化碳的現(xiàn)有技術(shù)的示意歐流程圖);附圖2是本發(fā)明一種具體實(shí)施方式的示意圖(流程圖)，其中二氧化碳在分配前被泵送；以及附圖3是本發(fā)明一種具體實(shí)施方式的示意圖(流程圖)，其中液體二氧化碳被閃蒸并循環(huán)閃蒸后的二氧化碳?xì)怏w。發(fā)明詳述本方法包括壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w。至少一部分壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w通常與例如水的冷卻劑通過(guò)間接換熱來(lái)冷凝以制備不純的二氧化碳液體。至少一部分壓縮后的不純的二氧化碳液體經(jīng)膨脹以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體，并且至少一部分膨脹后的不純的二氧化碳液itt傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離以制備富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸汽和二氧化碳底液。其它的雜質(zhì)可能會(huì)存在于不純的液體二氧化碳中。例如，如果該方法用于回收含氧^t料:^燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳，該其它的雜質(zhì)通常包皿氣，氮?dú)夂蜌鍤?；硫氧化?如二氧化硫)；和氮氧化物(如一氧化氮和二氧化氮)。如果該方法用于回收氫氣PSA過(guò)程產(chǎn)生的i^t中的二氧化碳，該其它的雜質(zhì)通常包括氫氣；一氧化碳；氮?dú)?；甲烷和氬氣。本發(fā)明的方法也用于從不純的二氧化碳中去除這些其它雜質(zhì)的大部分。不純的、液體二氧化碳通常含有至少約90mol%，優(yōu)選約95mol^的二氧化碳。二氧化碳底、M常含有至少約99mol%，至少約99.5mol^并且最，至少約99.9mol^的二氧化碳。壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w的壓力通常為從約50巴到約90巴，優(yōu)選從約65巴到約75巴。在該方法用于純化含料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳的具體實(shí)施方式中，壓縮后的不純的二氧化碳的壓力可以是從約68巴到約71巴。在該方法用于純化氫氣PSA過(guò)程產(chǎn)生的廢氣中的二氧化碳的具體實(shí)施方式中，壓縮后的不純的二氧化碳的壓力會(huì)略低一些，例如從約66巴到約67巴。壓縮后的二氧化碳的冷凝溫度與氣體的壓力成正比。因此，壓力升高時(shí)，冷凝纟顯度也升高。本發(fā)明的具體實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w的壓力相對(duì)較高因此冷凝溫度也相對(duì)較高。事實(shí)上，在，的壓力下，壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w可以與作為^4卩齊啲水通過(guò)間接換熱被冷凝。這一特點(diǎn)減少了工藝所需的冷凍負(fù)荷從而能夠陶氐整體的能耗。塔系統(tǒng)的操作壓力通常為從二氧化碳的三相點(diǎn)壓力左右，即約5.18巴，到約50巴，并且j，從約25巴到約35巴，例如約30巴。育,操作分離塔系統(tǒng)以制備壓力低于二氧化碳臨界壓力即約73.9巴的二氧化碳底液。然后該液體二氧化碳產(chǎn)品適于從塔系統(tǒng)的底取出并通過(guò)油罐車(chē)或油輪輸送。對(duì)于油罐車(chē)，塔系統(tǒng)制備的二氧化碳底液的壓力以從約15巴到約30巴為宜，對(duì)于郵輪，壓力以從約5巴到約10巴為宜。這些具體實(shí)施方式提供了除iiai管線在超臨界壓力下輸送二氧化碳以外的可選方法。但是，在一些具體實(shí)施方式中，至少一部分的二氧化碳底液會(huì)被泵送以制備壓縮后的二氧化碳液體，其壓力可以高于二氧化碳的臨界壓力。壓縮后的二氧化碳液體的壓力可以為從約100巴到約250巴。在這些具體實(shí)施方式中，至少一部分的不純的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)與壓縮后的二氧化碳液體間接換熱被預(yù)冷以制備用于壓縮的預(yù)冷后的不純的二氧化碳?xì)怏w和溫化的壓縮后的二氧化碳液體。二氧化液通過(guò)與粗料二氧化碳?xì)怏w間接換熱來(lái)再沸以制備用于塔的二氧化碳蒸氣和被冷卻的粗料二氧化碳?xì)怏w。一部分的粗料二氧化碳?xì)怏w可能在塔系統(tǒng)的再沸過(guò)程中被冷凝。粗料二氧化碳?xì)怏w的壓力可為從約15巴到約60巴，優(yōu)選從約25巴到約35巴，例如約30巴。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，所述塔系統(tǒng)的操作壓力近似等于粗料二氧化碳?xì)怏w的壓力。粗料二氧化m體通常含有至少約60mol%的二氧化碳，ttj^人約60mol%到約90mol"K)，例如約75mol^的二氧化碳。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，該方法包括通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱暖化至少一部分富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸汽，以律恪富含第一雜質(zhì)的氣體；及將至少一部分的富含第一雜質(zhì)的氣體與含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料混合以制備所述粗料二氧化碳?xì)怏w。如果塔系統(tǒng)的操作壓力低于含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料的壓力，那么富含第一雜質(zhì)的氣體需要在循環(huán)前在循環(huán)壓縮機(jī)中被壓縮至含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料的壓力。但是，在i腿的具體實(shí)施方式中，塔系統(tǒng)在高于含雜質(zhì)二氧化碳?xì)怏w原料壓力的壓力下操作，其高出值近似等于塔系統(tǒng)與含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料之間的內(nèi)部壓降。這類(lèi)具體實(shí)施方式不需要循環(huán)壓縮機(jī)，從而具有更低的整體能耗。在其它的具體實(shí)施方式中，富含第一雜質(zhì)的蒸汽可以在換熱設(shè)備中的絕熱位置循環(huán)回含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料中。在另外的具體實(shí)施方式中，富含第一雜質(zhì)的氣體可以從含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w原料中被獨(dú)立地部分冷凝出并分別^A單個(gè)或兩個(gè)相分離器中。不純的二氧化碳?xì)怏w來(lái)自粗料二氧化碳?xì)怏w。在這類(lèi)具體實(shí)施方式中，該方法可以包括通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱^it一步冷卻至少一部分所述被冷卻的粗料二氧化碳?xì)怏w，以制備部分冷凝的粗料二氧化碳流體；相分離至少一部分所述部分冷凝的粗料二氧化碳流體以制備第一不純的液體二氧化碳和貧二氧化碳蒸氣；膨脹至少一部分第一不純的液體二氧化碳以制備第一壓力下的膨脹的第一不純液體二氧化碳；及通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)蒸發(fā)至少一部分所述膨脹的第一不純的液體二氧化碳，以提供該方法所需的至少一部分冷凍負(fù)荷和第一不純的氣態(tài)二氧化碳。在這類(lèi)具體實(shí)施方式中，第一不純的氣態(tài)二氧化碳構(gòu)成了不純的二氧化碳?xì)怏w的至少一部分。第一壓力通常為從約10巴到約25巴，例如從約17巴到約18巴。該方法還可以包括通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)冷卻至少一部分所述貧二氧化碳蒸氣，以制備部分冷凝的貧二氧化碳流體；相分離至少一部分所述冷凝的貧二氧化碳液體以制備第二不純的液體二氧化碳和乏二氧化碳蒸氣；膨脹至少一部分所述第二不純的液體二氧化碳以制備低于第一壓力的第二壓力下的膨脹的第二不純液體二氧化碳；及通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)蒸發(fā)至少一部分所述膨脹的第二不純的液體二氧化碳，以提供該方法所需的一部分冷凍負(fù)荷和第二不純的氣態(tài)二氧化碳。第二壓力可以為從二氧化碳的三相點(diǎn)附近到約15巴，從約7巴到約8巴。在膨脹之前通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)暖化第二不純的液體二氧化碳，可以防止第二不純的液體二氧化碳在膨脹過(guò)程中形成固體二氧化碳。該方法可以包括壓縮至少一部分所述第二不純的氣態(tài)二氧化碳以制備在大約所述第一壓力下的壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳；及將至少一部分的所述壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳與至少一部分所述第一不純的氣態(tài)二氧化碳或由其得到的氣體混合以制備至少一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w。乏二氧化碳蒸氣一般通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱暖化至環(huán)境溫度，以制備乏二氧化碳?xì)怏w。至少一部分該乏二氧化碳?xì)怏w通過(guò)間接換熱來(lái)加熱，然后膨脹做功以產(chǎn)生能量和膨脹后的乏二氧化碳?xì)怏w，該氣體通常被排入大氣。廢二氧化碳?xì)怏w壓縮產(chǎn)生的壓縮熱可以用于加熱乏二氧化碳?xì)怏w。全部的惰性氣體或其它的雜質(zhì)通常由于富含第一雜質(zhì)氣體的循環(huán)最終排入膨脹后的乏二氧化碳?xì)怏w。作為皿二氧化碳底液的替代方案，該方法可以包括閃蒸至少一部分所述二氧化碳底液以制備第三壓力下的二氧化碳蒸氣和液體二氧化碳；通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)暖化至少一部分所述二氧化碳蒸氣，以提供二氧化碳循環(huán)氣體；循環(huán)至少一部分所述二氧化碳循環(huán)氣體來(lái)形成一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w。術(shù)語(yǔ)"閃蒸"是本領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)，指的魏常M閥來(lái)降低流體的壓力，并^M壓后的流體^A—個(gè)容器，在其中液相和氣相分離。二氧化、常在低于塔的操作壓力和高于二氧化碳三相點(diǎn)的任意壓力下被閃蒸，適宜閃蒸到第三壓力，該壓力從二氧化碳的三相點(diǎn)壓力到約30巴，通常從約6巴到約10巴，例如約7巴。第三壓力完4^蟲(chóng)立于第一和第二壓力，并且iM使得工藝效率最佳。例如，當(dāng)?shù)谌龎毫Φ扔诘谝粔毫r(shí)，無(wú)需壓力調(diào)整，二氧化碳循環(huán)氣體就可以與第一不純的氣態(tài)二氧化碳混合來(lái)形成不純的二氧化碳?xì)怏w，從而避免了循環(huán)壓縮機(jī)的能耗。當(dāng)?shù)谌龎毫Φ扔诘诙毫r(shí)，無(wú)需壓力調(diào)整，二氧化碳循環(huán)氣體就可以與第二不純的氣態(tài)二氧化碳混合?；旌虾蟮亩趸?xì)怏w然后被壓縮至第一壓力并與第一不純的氣態(tài)二氧化碳混合，形成不純的二氧化碳?xì)怏w。當(dāng)?shù)谌龎毫εc第一壓力和第二壓力不同時(shí)，在混合形成不純的二氧化碳?xì)怏w之前，各種不純的二氧化碳?xì)怏w的壓力必須被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。就此而論，第三壓力可能高于第一(和第二)壓力，這種情況下，在與二氧化碳循環(huán)氣體混合成不純的二氧化碳?xì)怏w之前，第一(和第二)不純的氣態(tài)二氧化碳將必須被壓縮到第三壓力。該方法可以用于從任何至少含60mol%的二氧化碳的廢氣流中回收二氧化碳。但是，該方法尤其用于回收來(lái)自含纖料燃燒過(guò)程的煙氣或氫氣PSA過(guò)程的iTt的二氧化碳。第一雜質(zhì)可以是氧氣。在這些具體實(shí)施方式中，不純的二氧化碳?xì)怏w可以從含^t料燃燒過(guò)程的煙氣中獲得。煙氣通常產(chǎn)生自含氧燃料燃燒過(guò)程中:^料在純氧存在下的燃燒，這些燃料選自^M燃料；烴質(zhì)燃料；及其混合物。煙氣通常被水洗滌以除去至少絕大部分7K溶性雜質(zhì)并冷卻煙氣。通常將得到的洗滌后煙氣壓縮以形成壓縮后的煙氣，然后通常被干燥。洗滌步驟通常發(fā)生,流氣液接觸容器中，例如洗滌(或滌氣)塔。洗滌后的煙氣被壓縮至氣體^B喿系統(tǒng)的操作壓力。在氣體干燥系統(tǒng)是至少一個(gè)船乂千燥器的具體實(shí)式中，該操作壓力通常為從約10巴到約50巴，iM/人約25巴到約35巴，例如約30巴。可以M在乏二氧化碳?xì)怏w膨脹和排放之前將其預(yù)熱來(lái)回收壓縮熱。第一雜質(zhì)是氧氣的本發(fā)明的具體實(shí)施方式可以與在同族申請(qǐng)中公開(kāi)的方法結(jié)合使用，該申請(qǐng)為由APCIDocket證明確認(rèn)，序號(hào)為USSN(待通知)No.07024AUSA并且與本申請(qǐng)同日提交，其公開(kāi)內(nèi)容在此弓l作參考。因此，在第一雜質(zhì)是氧氣的具體實(shí)施方式中，該方法可以包括在含氧燃料燃燒單元中在氧氣的存在下燃燒選自燃料；烴質(zhì)燃料；及其混合物的燃料，以制備含氧二氧化碳的煙氣；通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱來(lái)暖化至少一部分乏二氧化碳蒸氣，以提供乏二氧化m體；在膜分離系統(tǒng)中通過(guò)擴(kuò)散過(guò)至少一個(gè)透過(guò)性膜從至少一部分所述乏二氧化碳?xì)怏w中分離二氧化碳，以制絲離的二氧化碳?xì)怏w和排放氣體及將至少一部分來(lái)自膜分離系統(tǒng)的分離的二氧化碳?xì)怏w送入含氧燃料燃燒單元。排放氣體可以在膨脹做功放出能量后排入大氣。在USSN11/287640(其公開(kāi)內(nèi)容在此弓l作參考)中公開(kāi)的方法可以與本發(fā)明的方法結(jié)合來(lái)去除至少一部分的一種或多種來(lái)自煙氣壓縮序列的二氧化碳?xì)怏w中的選自硫氧化物和NOx(即一氧化氮和二氧化氮)的其它雜質(zhì)。因此，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括壓縮煙氣，或由其得到的氣體，至升高的壓力，通常從約10巴到約50巴；在氧氣和水的存在下并且需要去除硫氧化物、NOx時(shí)，維持所述煙氣在所述升高的壓力下足夠長(zhǎng)的時(shí)間以倒m氧化物轉(zhuǎn)化成硫酸和/或?qū)Ox轉(zhuǎn)化月站肖酸；及從煙氣中分離硫酸和鄰硝酸以制備無(wú)二氧化硫、乏Na的二氧化m體，該氣體然后通常在需要的情況下進(jìn)一步壓縮至操作壓力后送入氣體干燥系統(tǒng)。這些具體實(shí)施方式的一^點(diǎn)是煙氣中存在的任何形式的汞也被去除。當(dāng)粗料二氧化碳?xì)怏w含有S02和M入時(shí)，該方^^包括在第一升高的壓力下將S02轉(zhuǎn)化成硫酸和第二升高的壓力下將NOx轉(zhuǎn)化鄉(xiāng)肖酸，其中第二升高的壓力高于第一升高的壓力。一部分NOx可以在第一升高的壓力下轉(zhuǎn)化成硝酸。例如，當(dāng)S02進(jìn)料濃度足夠低時(shí)，在第一升高的壓力下制備的硝酸比硫酸更多。在這些實(shí)施例中，該方法通常包括在第一逆流氣液接觸設(shè)備中用水在所述第一升高的壓力下洗滌煙氣或由其得到的氣體，以制備無(wú)S02的二氧化碳?xì)怏w和硫酸7jC溶液；壓縮至少一部分無(wú)S02的二氧化碳?xì)怏w至第二升高的壓力；及在第二逆流氣/液接觸設(shè)備中用水在第二升高的壓力下洗滌至少一部分無(wú)SOz的二氧化碳?xì)怏w以制備無(wú)so2、乏Na的二氧化m體和硝酸7乂溶液。然后，在需要的情況下被非必須地進(jìn)一步壓縮后，至少一部分的無(wú)so2、乏Na的二氧化m體被送入氣體"B喿系統(tǒng)以制備含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w。至少一部分的硫酸水溶液，可選擇地在被泵送和/或冷卻后，通常被循環(huán)回第一逆流液接觸設(shè)備。至少一部分的硝酸t(yī)K溶液，可選擇地在被Mit和/或冷卻后，通常被循環(huán)回第二逆流，液接觸設(shè)備。第一升高的壓力通常為從10巴到20巴，并且優(yōu)選約15巴。當(dāng)煙氣被壓縮至第一升高的壓力時(shí)，這樣的壓縮tt^是絕熱的。第二升高的壓力通常為從25巴到35巴，并且4，約30巴。第一雜質(zhì)可以是一氧化碳。在這些具體實(shí)施方式中，不純的二氧化碳?xì)怏w可以從氫氣PSA工藝的廢氣中獲得。麵燃料(如煤)或烴質(zhì)燃料(如甲烷駄然氣)可以艦蒸汽催化重整、部分氧化、氣體加熱催化重整或這些工藝的結(jié)合被轉(zhuǎn)化成合成氣。合成氣可以與水一起通過(guò)變換反應(yīng)來(lái)制備含二氧化碳作為主要組分的富氫氣體。這些工藝通常發(fā)生在從約20巴到約70巴的壓力下。通過(guò)PSA系統(tǒng)，通常為多床PSA單元，氫氣可以從富氫氣體中分離出來(lái)。PSA系統(tǒng)通常在約25巴的壓力下操作。PSA系統(tǒng)的廢氣流的組成取決于使用的燃料但魏常包括至少約60mom的二氧化碳及少量的氫氣、甲、一氧化碳和水。這些富含第一雜質(zhì)的氣體(在這些具體實(shí)施方式中，該氣體含有相當(dāng)數(shù)量的一氧化碳及氫氣、甲烷和二氧化碳)不是被排放，而是被循環(huán)回合成氣發(fā)生鵬。^!過(guò)工藝流之間的間接換熱從內(nèi)部提供該方法所需全部冷凍負(fù)荷的至少大部分(即超過(guò)50%)，優(yōu)選至少75%并且更4允選至少900%。任何余下的不能通過(guò)蒸發(fā)工藝流液體從內(nèi)部提供的冷凍負(fù)荷可以通過(guò)蒸發(fā)外部冷凍劑來(lái)提供。但是，優(yōu)選該方法需要的全部冷凍負(fù)荷都通過(guò)工藝流之間的間接換熱從內(nèi)部提供，即不需要使用外部的冷凍劑。術(shù)語(yǔ)"冷凍負(fù)荷"僅指亞環(huán)境冷凍負(fù)荷，即低于環(huán)境溫度下的冷凍負(fù)荷，并不包括在環(huán)境溫度或其以上溫度的冷卻負(fù)荷。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，不純的液體二氧化碳^^在某塔或每塔的頂部或接近塔頂部的位置進(jìn)料。裝置包括第一壓縮機(jī)設(shè)備，用于壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二冷凝設(shè)備，用于冷凝壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w以制備不純的二氧化碳液沐管道設(shè)備，用于將壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w從所述第一壓縮機(jī)設(shè)備輸送至所述冷凝設(shè)備；第一減壓設(shè)備，用于膨脹不純的二氧化碳液體以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體；管道設(shè)備，用于將不純的二氧化碳液體從所述冷凝設(shè)備輸送至所述第一減壓設(shè)備；傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)，用于分離膨脹后的不純的二氧化碳液體以制備富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸汽和二氧化液；及管道設(shè)備，用于將膨脹后的不純的二氧化碳液體從所述第一減壓設(shè)備輸送至所述塔系統(tǒng)。用于執(zhí)行特定功能的"設(shè)備"是改裝并構(gòu)造以執(zhí)行該功能的一個(gè)設(shè)備或多個(gè)設(shè)備。例如，"管道設(shè)備"是適于在裝置的各示出部分之間輸送相關(guān)流體的任意形式的管道。合適的例子是管子或管網(wǎng)。但是，管道設(shè)備可以包括其它的特點(diǎn)例如在換熱設(shè)備,縮機(jī)設(shè)備中的至少一個(gè)流體通道。"冷凝設(shè)備"的操作是M與例如水的至少一種y賴(lài)口齊,接換熱冷卻壓縮后的不純的二氧化m體。合適的冷凝設(shè)備的例子是第一壓縮機(jī)設(shè)備的后冷器。"第一壓縮機(jī)設(shè)備"是適用于壓縮二氧化碳?xì)怏w的任何形式的壓縮機(jī)。M的例子包括單級(jí)或多級(jí)離心壓縮機(jī)，或者帶有非必須的內(nèi)部冷卻的多級(jí)離心壓縮機(jī)中的至少一級(jí)。"第一減壓設(shè)備"可以是任何適用于膨脹壓縮后的液體二氧化碳的設(shè)備。合適的例子包括減壓閥。傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)通常包括至少一個(gè)蒸餾(或汽提)塔。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，只有一個(gè)這樣的塔。裝置通常包括換熱器，用于通過(guò)與通常至少一種工藝流間接換熱冷卻至少一部分不純的二氧化碳液體，以制備^4啲不純的二氧化碳液體。在這些具體實(shí)施方式中，用于將不純的二氧化碳液體從冷凝設(shè)備送至第一減壓設(shè)備的管道設(shè)備包括f^設(shè)備，用于將不純二氧化碳液體從冷凝設(shè)備送至換熱設(shè)備；換熱設(shè)備中的至少一個(gè)流體通道；及管道設(shè)備，用于將冷卻后的不純的二氧化碳液體從換熱設(shè)備送至第一減壓換熱設(shè)備通常是具有多個(gè)流體通道的多流道板翅換熱器，其中(多個(gè))冷流與(多個(gè))熱流逆流流動(dòng)。期望進(jìn)料流進(jìn)入和產(chǎn)品流離開(kāi)主換熱器的位置是在熱動(dòng)力學(xué)最有效的部位。換熱器通常由鋁制成。在特定的具體實(shí)施方式中，裝置可以包括用于從塔系統(tǒng)的塔底直接向例如油罐車(chē)或油輪分配二氧化碳底液的管道設(shè)備。在其它的實(shí)施例中，該裝置包括泵設(shè)備，用于泵送二氧化鵬液以制備壓縮的二氧化碳液體；及魏設(shè)備，用于將二氧化碳底、m塔系統(tǒng)輸送至泵設(shè)備。"泵設(shè)備"通常是液體泵。在這些具體實(shí)施方式中，裝置通常包括管道設(shè)備用于將壓縮后的二氧化碳液體從泵設(shè)備輸送至分配管線。這樣的具體實(shí)施方式包括預(yù)冷卻器，用于通過(guò)與壓縮后的二氧化碳液體間接換熱預(yù)冷不純的二氧化m體；髓設(shè)備，用于將壓縮后的二氧化碳液體從泵設(shè)備輸送至預(yù))t4職；及管道設(shè)備，用于將預(yù)冷的不純的二氧化碳?xì)怏w從預(yù)冷卻器輸送至第一壓縮機(jī)設(shè)備。裝置通常包括再沸器，用于ilil與粗料二氧化碳?xì)怏w間接換熱使二氧化碳底液再沸，以制備用于塔的二氧化碳蒸汽和冷去啲粗料二氧化碳?xì)怏w。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的，再沸器可以位于塔系統(tǒng)內(nèi)部(例如在塔底)，或塔系統(tǒng)外部。根據(jù)再沸器與塔的相對(duì)位置，適用的魏設(shè)備(多個(gè))可以用于再沸器，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣。裝置可以包括管道裝置，用于將富含第一雜質(zhì)的塔頂蒸汽從塔系統(tǒng)輸送至換熱設(shè)備使其暖化以制備富含第一雜質(zhì)的氣體；及管道設(shè)備，用于將來(lái)自換熱設(shè)備的富含第一雜質(zhì)的氣體與含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w混合以制備粗料二氧化碳?xì)怏w，并且將至少一部分粗料二氧化碳?xì)怏w輸送至再沸器。裝置雌包括管道設(shè)備，用于將冷卻后的粗料二氧化碳?xì)怏w從再沸器輸送至換熱設(shè)備，艦間接換熱進(jìn)一步冷卻以制備部分冷凝的粗料二氧化碳流體；相分離器，用于將部分冷凝的粗料二氧化碳流體ffiil相分離分離成第一不純的液體二氧化碳和貧二氧化碳蒸氣；管道設(shè)備，用于將部分冷凝的粗料二氧化碳流體從換熱設(shè)備輸送至相分離器；第二減壓設(shè)備，用于膨脹第一不純的液體二氧化碳以制備第一壓力下的膨脹后的第一不純液體二氧化碳；管道設(shè)備，用于將第一不純的液體二氧化碳從相分離器輸送至第二減壓設(shè)備；管道設(shè)備，用于將膨脹后的第一不純的液體二氧化碳從第二減壓設(shè)備輸送至換熱設(shè)備進(jìn)行蒸發(fā)，來(lái)為該方法提^7令凍負(fù)荷和第一不純的氣態(tài)二氧化碳；及管道設(shè)備，用于將第一不純的氣態(tài)二氧化碳從換熱設(shè)備輸送至第一壓縮機(jī)設(shè)備。裝置雌還包括管道設(shè)備，用于將貧二氧化碳蒸氣從相分離器輸送至換熱設(shè)備，通過(guò)間接換熱將其7賴(lài)口以制備部分冷凝的貧二氧化碳流體；另一相分離器，用于將部分冷凝的貧二氧化碳流體通過(guò)相分離制備第二不純的液體二氧化碳和乏二氧化碳蒸氣；管道設(shè)備，用于將部分冷凝的貧二氧化碳流體從換熱設(shè)備輸送至另一相分離器；第三減壓設(shè)備，用于膨脹第二不純的液體二氧化碳以制備膨脹后的第二不純的液體二氧化碳；管道設(shè)備，用于將第二不純的液體二氧化碳從另一相分離器輸送至第三減壓設(shè)備；及，設(shè)備，用于將膨脹后的第二不純的二氧化碳輸送至換熱設(shè)備進(jìn)行蒸發(fā)，來(lái)為該方法提供冷凍負(fù)荷和第二不純的氣態(tài)二氧化碳。"第二壓縮設(shè)備"可以是單級(jí)或多級(jí)離心式壓縮豐/M者是帶有非必須的內(nèi)部冷卻的多級(jí)離心式壓縮機(jī)中的一級(jí)或多級(jí)。在ttit的具體實(shí)施方式中，第一和第二壓縮設(shè)備是同一整體嚙合的機(jī)器中的不同級(jí)。在這些具體實(shí)施方式中，用于將第二不純的液體二氧化碳從另一相分離器輸送至第三減壓設(shè)備的管道設(shè)備可以包括管道設(shè)備，用于將第二不純的液體二氧化碳從另一相分離器輸送至換熱設(shè)備進(jìn)行暖化，來(lái)制備暖化的第二不純的液體二氧化碳；換熱設(shè)備中的至少一個(gè)流體通道；及管道設(shè)備，用于將暖化的第二不純的液體二氧化碳從換熱設(shè)備輸送至第三減壓設(shè)備。裝置可以包括第二壓縮機(jī)設(shè)備，用于壓縮第二不純的氣態(tài)二氧化碳以制備壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳；管道設(shè)備，用于將第二不純的氣態(tài)二氧化碳從換熱設(shè)備輸送至第二壓縮機(jī)設(shè)備；及管道設(shè)備，用于將壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳從第二壓縮機(jī)設(shè)備輸，用于將第一不純的氣態(tài)二氧化碳送至第一壓縮機(jī)設(shè)備的管道設(shè)備中。在其它優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，裝置包括閃蒸罐，用于閃蒸二氧化碳底液以制備第三壓力的二氧化碳蒸氣和液體二氧化碳；，設(shè)備，用于將二氧化、皿塔系統(tǒng)輸送至閃蒸罐；管道設(shè)備，用于將二氧化碳蒸氣從閃蒸罐輸送至換熱設(shè)備進(jìn)行暖化，以制備二氧化^^循環(huán)氣體；及管道設(shè)備，用于將二氧化碳循環(huán)氣體作為至少一部分的不純的二氧化碳?xì)怏w循環(huán)回第一壓縮機(jī)設(shè)備。在這樣的具體實(shí)施方式中，需要的，將取決于第三壓力相對(duì)于第一和第二壓力的量級(jí)。例如，當(dāng)?shù)谌龎毫Φ扔诘谝粔毫r(shí)，裝置可以進(jìn)一步包括管道設(shè)備，用于將二氧化碳循環(huán)氣體與第一不純的氣態(tài)二氧化碳混合并將混合后的氣^f送至第一壓縮機(jī)設(shè)備。當(dāng)?shù)谌龎毫εc第一壓力不同時(shí)，在相關(guān)的二氧化碳?xì)怏w混合并輸送至第一壓縮機(jī)設(shè)備之前，就需要其它的壓縮機(jī)設(shè)備及(多個(gè))適用的管道設(shè)備。根據(jù)各壓力之間的關(guān)系，其它的壓縮設(shè)備可以用于第一(或第二)不純的氣態(tài)二氧化碳OT于二氧化碳循環(huán)氣體。當(dāng)?shù)谌龎毫Φ陀诘谝粔毫r(shí)，對(duì)于用于循環(huán)二氧化碳循環(huán)氣體的管道設(shè)備的一錯(cuò)擇包括第三壓縮機(jī)設(shè)備，用于壓縮二氧化碳循環(huán)氣體以制備第一壓力下的壓縮后的二氧化碳循環(huán)氣體；管道設(shè)備，用于將二氧化碳循環(huán)氣體從換熱設(shè)備輸送至第三壓縮機(jī)設(shè)備；及管道設(shè)備，用于將壓縮后的二氧化碳循環(huán)氣體作為至少一部分的不純的二氧化^體循環(huán)回第一壓縮機(jī)設(shè)備。"第三壓縮機(jī)設(shè)備"可以是單級(jí)或多級(jí)離心式壓縮機(jī)或者是帶有非必須的內(nèi)部冷卻的多級(jí)離心式壓縮機(jī)中的一級(jí)或多級(jí)。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，第一，第二和第三壓縮設(shè)備是同一整體嚙合的機(jī)器中的不同級(jí)。在廢二氧化碳?xì)怏w是來(lái)自含料燃燒產(chǎn)生的煙氣的具體實(shí)施方式中，裝置可以包括含氧;)t料燃燒單元，用于在氧氣的存在下燃燒選自碳質(zhì)燃料、烴質(zhì)燃料、及其混合物的燃料以制備含有二氧化碳的煙氣；氣-液接觸容器，用于用7jC洗滌至少一部分的煙氣以去除7R溶性組分并制備洗滌后的煙氣；M設(shè)備，用于將煙氣從含氧燃料燃燒單元輸送至氣-液接觸容器；第四壓縮機(jī)設(shè)備，用于壓縮冼滌后的煙氣以制備壓縮后的煙氣；魏設(shè)備，用于將洗滌后的煙氣從氣-液接觸容器輸送至第四壓縮機(jī)設(shè)備；氣體^B喿系統(tǒng)，用于干燥壓縮后的煙氣以制備含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w；管道設(shè)備，用于將壓縮后的煙氣從第四壓縮機(jī)設(shè)備輸送至氣體干燥系統(tǒng)；及管道系統(tǒng)，用于將含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w，或由其得到的氣體，輸送至再沸器。"第四壓縮機(jī)設(shè)備"可以是單級(jí)或多級(jí)離心式壓縮機(jī)或者是帶有非必須的內(nèi)部^4啲多級(jí)離心式壓縮機(jī)中的一級(jí)或多級(jí)。但是，第四壓縮設(shè)備為如下組合軸向壓縮機(jī)提供余下的壓縮負(fù)荷(例如從約l巴到約15巴之間的壓縮)，離心式壓縮機(jī)提供余下的壓縮負(fù)荷(例如從約15巴到約30巴)。裝置可以包括含氧燃料燃燒單元，用于在氧氣的存在下燃燒選自碳質(zhì)it料、烴質(zhì)燃料、及其混合物的燃料以制備含有二氧化碳的煙氣；管道設(shè)備，用于將乏二氧化碳蒸氣輸送至換熱設(shè)備，通過(guò)間接換熱使其暖化以制備乏二氧化碳?xì)怏w；膜分離系統(tǒng)，包括至少一41性膜用于從乏二氧化碳?xì)怏w中分離二氧化碳以制備分離后的二氧化碳?xì)怏w和排出氣體；，設(shè)備，用于將乏二氧化碳?xì)怏w從換熱設(shè)備輸送至膜分離系統(tǒng)；及管道設(shè)備，用于將分離后的二氧化碳?xì)怏w從膜分離單元輸送至含氧燃料燃燒單元。在包括去除一種或多種來(lái)自煙氣的S02和NOx雜質(zhì)的具體實(shí)施方式中，裝置可以包括至少一個(gè)逆流，液接觸設(shè)備，用于洗滌煙氣或由其制得的氣體，該洗滌是用7jC在升高的壓力下和氧氣的存在下進(jìn)行，當(dāng)需要去除S02，Na時(shí)，維持該過(guò)禾駛夠長(zhǎng)的時(shí)間以便將SOz轉(zhuǎn)化成硫酸和/或?qū)Ox轉(zhuǎn)化卿肖酸；管道設(shè)備，用于將升高壓力下的煙氣從第四壓縮機(jī)設(shè)備輸送到某個(gè)或各個(gè)，液接觸設(shè)備；及Wil設(shè)備，用于^^酸水溶液和/或硝酸水溶液循環(huán)到某個(gè)或各4^/液接觸設(shè)備。在第四壓縮機(jī)設(shè)備是多級(jí)壓縮機(jī)的情形下，設(shè)備可以包含第一壓縮級(jí)，用于將煙氣壓縮至第一升高的壓力；設(shè)備，用于將煙氣供給第一壓縮級(jí)；第一逆流，液接觸設(shè)備，用于用7]C在第一升高的壓力下洗條煙氣足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以制備無(wú)S02的二氧化碳?xì)怏w和硫酸水溶液；魏設(shè)備，用于將第一升高壓力下的煙氣從第一壓縮機(jī)輸送到第一^/液接魏設(shè)備，用于^^酸7K溶液循環(huán)至l傑^/液接觸塔；第二壓縮級(jí)，用于將無(wú)SOz的二氧化m體壓縮至第二升高的壓力，該壓力高于第一升高的壓力；魏設(shè)備，用于將無(wú)S02的二氧化m體從第^/液接觸設(shè)備輸送到第二壓縮級(jí)；第二逆流液接觸設(shè)備，用于用7K在第二升高的壓力下洗滌無(wú)S02的二氧化m體足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以制備無(wú)S02、乏NOx的二氧化碳?xì)怏w和硝酸水溶液;M設(shè)備，用于將第二升高的壓力下的無(wú)S02的二氧化碳?xì)怏w從第二壓縮機(jī)輸送到第二^/液接觸設(shè)備；髓設(shè)備，用于將硝酸水溶液循環(huán)回第二^/液接觸設(shè)備；及魏設(shè)備，用于將無(wú)S02，乏NOx的二氧化鵬體從第二逆流，液接觸設(shè)備輸送至氣體干燥系統(tǒng)。第一和第二壓縮級(jí)可以是同一臺(tái)多級(jí)整體聯(lián)接的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)上的多個(gè)級(jí)。但是，在優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，軸向壓縮機(jī)用于壓縮至第一升高的壓力(例如約15巴)，并且整體聯(lián)接機(jī)器中的至少一級(jí)用來(lái)壓縮至第二升高的壓力(例如從約15巴到約30巴)。在純化來(lái)自氫氣PSA系統(tǒng)的廢氣的具體實(shí)施方式中，裝置可以包括氫氣PSA系統(tǒng)，用于分離含有二氧化碳和一氧化碳的粗料氫氣以制備氫氣和含有一氧化碳的二氧化碳廢氣；第五壓縮設(shè)備，用于壓縮二氧化碳廢氣以制備壓縮后的二氧化at氣；管道設(shè)備，用于將二氧化碳廢氣從PSA系統(tǒng)輸送至第五壓縮設(shè)備；氣體干燥系統(tǒng)，用于干燥壓縮后的二氧化碳廢氣以制備含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w；髓設(shè)備，用于將壓縮后的二氧化碳戯輸送至氣體千燥系統(tǒng)；及管道設(shè)備，用于將含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w，或由其制得的氣體輸送至再沸器。"第五壓縮機(jī)設(shè)備"可以是單級(jí)或多級(jí)離心式壓縮機(jī)。下面本發(fā)明將只m實(shí)施例的方式結(jié)合附圖2和3加以說(shuō)明。附圖2和3中表示的工藝能夠用于純化含^jt料燃燒過(guò)程(未示出)產(chǎn)生的煙氣或氫氣PSA系統(tǒng)(未示出)產(chǎn)生的廢氣。為方便起見(jiàn)，以下的描述，用于純化含氧燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣時(shí)的示例性具體實(shí)施方式的探討。參照附圖2，含氧燃料燃燒過(guò)程(未示出)產(chǎn)生的煙氣在洗滌塔(未示出)中洗滌以去除7jC溶性雜質(zhì)，然后在壓縮機(jī)(未示出)中壓縮以制備壓縮后的煙氣流101，相當(dāng)于附圖1中的5見(jiàn)有技術(shù)中的氣流1，具有約30巴的壓力并含有約73mol。/。的二氧化碳。氣流101被^A—對(duì)熱再生脫水干燥器C103中進(jìn)行干燥以制備含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)饬?02。氣流102與從下游(見(jiàn)下文)循環(huán)回的壓縮后的富氧氣流123混合以形成il且料二氧化m流103。氣流103被用于再沸器E104內(nèi)使傳質(zhì)分離塔C104(見(jiàn)下文)再沸以制備塔C104的蒸汽和冷卻后的粗料二氧化碳?xì)饬?04。氣流104在換熱器EIOI中被進(jìn)一步冷卻并部分冷凝以制備部分冷凝的粗料二氧化碳流體105。流體105被送入相分離器C101中，被分離成第一不純的液體二氧化碳和貧二氧化碳蒸汽。第一不純的液體二氧化碳流117通過(guò)減壓閥V101膨脹以制備在約17.9巴的壓力的第一不純的液體二氧化碳流118。液流118在換皿E101中fflil間接換熱蒸發(fā)以提供一部分該方法需要的冷凍負(fù)荷和第一不純的氣態(tài)二氧化碳流119。貧二氧化碳蒸汽流106從相分離器CIOI中移出并在換熱器E102中通過(guò)間接換熱冷卻并部分冷凝以制備部分冷凝的貧二氧化碳(carbondioxide<lepleted)流體107。流體107被送入另外的相分離器C102中，在此被分離以制備第二不純的液體二氧化碳和乏二氧化碳蒸汽。從該另外的相分離器C102中移出的乏二氧化碳(carbondioxide-lean)蒸汽流108，在換熱器E102，E101中ilii間接換熱被暖化以制備約19。C溫度下的乏二氧化碳?xì)饬?09。氣流109在預(yù)熱器E103中Jlil間接換熱被加熱至約300°C以制備膨脹后的氣流110，后者，平機(jī)KIOI中做功膨脹至大氣壓力左右以提供電力和排放到大氣中的排放氣流111。第二不純的液體二氧化碳流112在換熱器E102中ffi)l間接換熱被暖化以制備暖化后的第二不純的液體二氧化碳流113。液流113通過(guò)減壓閥V102膨脹以制備約7.7巴壓力下的膨脹后的第二不純的液體二氧化碳流114。液流114在換熱器E102，E101中ffiil間接換熱蒸發(fā)，以提供另一部分該方法需要的冷凍負(fù)荷和第二不純的氣態(tài)二氧化碳流115。氣流115在壓縮機(jī)K102中被壓縮并且一部分的壓縮熱在換熱器E105中通過(guò)間接換熱移出，以制備約17.9巴壓力下的壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳流116。氣流116與氣流119混合以制備不純的二氧化碳?xì)怏w后者在壓縮機(jī)KIOI中壓縮以制備約70.9巴壓力下的壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w。壓縮熱在通常器E106中通過(guò)間接換熱從所述壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w移出，從而冷凝壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w并制備不純的二氧化碳液流120。液流120在換熱器E101中通過(guò)間接換熱被亞冷卻以制備不純的二氧化碳液流121。液流121經(jīng)過(guò)減壓閥V103膨脹以制備約30巴壓力下的膨脹后的不純的二氧化碳液體，然后被送入塔C104的塔頂，在塔中被分離成富氧的頂部蒸汽和二氧化碳底液。在再沸器E104中通過(guò)與粗料二氧化碳?xì)饬?03間接換熱蒸發(fā)一部分的二氧化液使塔(3104再沸。富氧的頂部蒸汽流122在換熱器EIOI中通過(guò)間接換熱暖化以制備暖化后的富氧氣流123，后者被循環(huán)到含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)饬?02中以提供粗料二氧化碳?xì)饬?03。在其它(未圖示)的實(shí)施例中，汽流122可以循環(huán)到其它位置。例如，汽流122可以在換熱器EIOI中的絕熱部位循環(huán)到氣流104中。進(jìn)一步地，氣流123可以在換熱器E101中從氣流104中獨(dú)立地部分冷;疑出來(lái)，然后作為單另的原料f艇入相分離器C101。魏一步地，氣流122可以在換熱器E101，E102中從氣流104中獨(dú)立地部分冷凝出來(lái)，然后作為單另的原料流被:^A相分離器C102。富二氧化液流124從塔C104中移出并在泵P101皿以制備約110巴壓力下的壓縮后的二氧化碳液流125以便通過(guò)管線輸送。附圖2中的塔C104的冷凍和熱泵負(fù)荷由兩壓力級(jí)二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)操作的一個(gè)排出壓力和兩個(gè)吸入壓力是由粗料二氧化m體的30巴的壓力和純度以及塔C104的操作壓力級(jí)來(lái)決定的，其中塔C104的操作壓力級(jí)由需要的二氧化碳液^ir送壓力來(lái)確定。在附圖2所示的具體實(shí)施方式中，塔C104在約30巴的壓力下操作，并且二氧化碳液體產(chǎn)品被壓縮至高于二氧化碳的臨界壓力。但是，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是塔C104識(shí)多在不同的壓力下操作以便適應(yīng)二氧化碳液#^送壓力的要求。例如，塔可以在從約15巴到約30巴的壓力下操作以制備具有適于公路油罐運(yùn)輸?shù)膲毫Φ囊后w二氧化碳，也可以在從約5巴到約10巴的壓力下操作以制備具有適于油^輸?shù)膲毫Φ囊后w二氧化碳，而無(wú)需壓力調(diào)節(jié)。附圖3所示的具體實(shí)施方式與附圖2所示的具體實(shí)施方式相類(lèi)似。附圖3中使用與附圖2中相同的附圖標(biāo)記^^兩個(gè)實(shí)施例中共同的特點(diǎn)。接下來(lái)僅對(duì)附圖3中具體實(shí)施方式的附加的特點(diǎn)加以論述。從塔C104中移出的具有約30巴壓力的富二氧化碳底液流124在閃蒸罐C106中閃蒸以制備二氧化碳蒸汽和具有約7巴壓力的液體二氧化碳。需要指出的是二氧化碳底液可以閃蒸至低于塔操作壓力且高于二氧化碳三相點(diǎn)壓力的任意壓力，取決于液體二氧化碳運(yùn)輸所要求的壓力。液體二氧化碳流125被移出用于輸g分配。二氧化碳蒸汽流126在換熱器E101，E102中通過(guò)間接換熱被暖化以制備二氧化碳?xì)饬?27。氣流127在壓縮機(jī)K105中被壓縮以制備具有壓力為約17.6巴的壓縮后的二氧化碳?xì)怏w，該氣^^換熱器E107中通過(guò)間接換熱移除壓縮熱后形成氣流128后，與氣流119(在附圖3的具體實(shí)施方式中也具有約17.6巴的壓力)混合以制備不純的氣態(tài)二氧化碳。該不純的氣態(tài)二氧化碳與氣流116混合以制備不純的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?jí)嚎s機(jī)K101，K102和K105由具有多個(gè)徑向級(jí)的整體嚙合機(jī)織供。K101具有3個(gè)或4個(gè)級(jí)，除了由于排氣壓力高于臨界壓力的最后兩級(jí)，在一些級(jí)之間非必須地具有中間冷卻。K102是具有中間冷卻器和后冷器的同一臺(tái)機(jī)器上的一個(gè)級(jí)或兩個(gè)級(jí)。K105是同一臺(tái)整體嚙合機(jī)器上的其它級(jí)。在圖示的具體實(shí)施方式中，壓縮機(jī)KIOI，K102和K105的一些或全部級(jí)都是絕熱操作的，因此來(lái)自壓縮后的二氧化碳?xì)怏w的壓縮熱可采用中間冷卻器E105，E107和后冷器E106fflil與冷卻劑之間的間接換熱回收。E105和E107中的7賴(lài)卩劑是水。E106中的)t4卩齊阿以是鍋爐給水和/或電廠冷M7jC，因此壓縮熱可以用于預(yù)熱這些物流。實(shí)施例1計(jì)算機(jī)模擬題過(guò)商業(yè)模擬軟件(AspenPlusVersion2004.1)鄉(xiāng)行的，其中將附圖2所示的工藝和發(fā)電廠中含氧燃料燃燒的過(guò)程集成在一起。表2提供該模擬的熱量和物料平衡表。模擬達(dá)到的二氧化碳純度為約99.98mol%，具有約87.7%的二氧化碳回收率。該工藝的肖巨耗為約349.9kWMo皿e(捕集的二氧化碳)，低于附圖1中的工藝的354.7kWh/tonne的能耗。這些能耗數(shù)字包括了相關(guān)空氣分離單元的能耗。ffl31使用膜分離單元來(lái)回收氣流109中的乏二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳和氧氣，二氧化碳的回收率可以增加至約98%。從泵PIOI中排出的超臨界二氧化碳的輸激鵬是OTC。這種^4啲二氧化碳液t,用于將iJA壓縮機(jī)K101的混合的二氧化碳進(jìn)料從20。C預(yù)冷至3°C。這些附加的特點(diǎn)減少了約333kWh/to皿e的單位能耗。表2在此處。<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>表2實(shí)施例2進(jìn)^i十算機(jī)模擬(AspenPlusVersion2004.1)，其中將附圖2所示的工藝和氫氣PSA系統(tǒng)(未示出)集鵬一起。PSA系統(tǒng)的廢氣被壓縮到30bar以形成輸送到工藝中的壓縮廢氣流101。表3提供該模擬的熱量和物料平衡。該模擬表明一氧化齢量可以斷氐至約100ppm。表3在此處。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表3實(shí)施例3進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬(AspenPlusVersion2004.1)，其中將附圖3所示的工藝和發(fā)電廠中含^Jt料燃燒的過(guò)程集j^E—起。表4提供模擬的熱量和物料平衡表。本具體實(shí)施方式生成壓力約7巴的液體二氧化碳的能耗在約361.8kWh/tonne(捕集的二氧化碳)，令人驚奇地低于在7巴左右操作的傳質(zhì)分離塔制備液體二氧化碳的能耗(約375kWh/tonne)。表4在此處。<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>表4本發(fā)明的具體實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)包括提高了低溫二氧化碳的純度；生產(chǎn)的二氧化碳的純度至少為97mo1。/。，并且通常至少99mol%，例如99.9mol%;生產(chǎn)的二氧化碳含有很低含量的氧氣和一氧化碳，例如不超過(guò)1000ppm，一般地不超過(guò)100ppm，并且通常約10ppm(如果需要甚至更低)；生產(chǎn)的二氧化碳具有很低含量的氮?dú)夂蜌鍤饣蚱渌s質(zhì)，一般地混合含量不皿1000ppm;并且與圖1中的現(xiàn)有工藝相比，降低了總能耗(定義為kWh/tonne分離的二氧化碳)?？梢岳斫獗景l(fā)明并不局限于以上參考具體實(shí)施方式描述的細(xì)節(jié)，而是在不偏離本發(fā)明如權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變化和修改。權(quán)利要求1、一種用于純化含有選自氧氣和一氧化碳的第一雜質(zhì)的不純的二氧化碳的方法，所述方法包括壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w；將所述壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w的至少一部分冷凝以制備不純的二氧化碳液體；將所述不純的二氧化碳液體的至少一部分膨脹以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體；以及在傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)中分離至少部分所述膨脹后的不純的二氧化碳液體以制備富第一雜質(zhì)的頂部蒸汽和二氧化碳底液。2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中壓縮后的不純二氧化m體的壓力是從約50巴到約90巴。3、根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中塔系統(tǒng)的操作壓力是從約二氧化碳的三相點(diǎn)壓力到約50巴。4、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中二氧化碳底液的壓力低于二氧化碳的臨界壓力。5、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括將所述二氧化碳底液的至少一部棘送以制備所述加壓后的二氧化碳液體。6、根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中加壓后的二氧化碳液體的壓力高于二氧化碳的臨界壓力。7、根據(jù)權(quán)利要求6的方法，包括通過(guò)與所述加壓后的二氧化碳液體間接換熱來(lái)預(yù)冷至少一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w，以制備待壓縮的預(yù)冷后的不純二氧化碳?xì)怏w和經(jīng)暖化的加壓后的二氧化碳液體。8、根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中加壓后的二氧化碳液體的壓力是從約100巴到約250巴。9、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述二氧化51與二氧化碳粗料氣體間接換熱被再沸，以制備用于塔的二氧化碳蒸汽和冷卻的二氧化碳粗料氣體。10、根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中的二氧化碳粗料氣體的壓力是從約15巴到約60巴。11、根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述塔系統(tǒng)的操作壓力約等于所述二氧化碳粗料氣體的壓力。12、根據(jù)權(quán)利要求9的方法，包括通過(guò)間接換熱暖化至少一部分的所述富第一雜質(zhì)的頂部蒸汽以制備富第一雜質(zhì)的氣體；將至少一部分所述富第一雜質(zhì)的氣體與含雜質(zhì)的二氧化碳進(jìn)料氣體相混合以制備所述二氧化碳?xì)怏w粗料。13、根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中塔系統(tǒng)的操作壓力比含雜質(zhì)的二氧化碳進(jìn)料氣體高，高出的量等于塔系統(tǒng)與所皿料之間的內(nèi)部壓降。14、根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述不純的二氧化m體來(lái)自所述二氧化m體粗料。15、根據(jù)^l利要求14的方法，包括通過(guò)間接換熱進(jìn)一步冷卻至少一部分戶(hù);述被冷卻的二氧化碳?xì)怏w粗料以制備部分冷凝的二氧化碳流體粗料；相分離至少一部分所述部分冷凝的二氧化碳流體粗料以制備第一不純的液體二氧化碳和貧二氧化終膨脹至少一部分所述第一不純的液體二氧化碳以制備第一壓力下的膨脹后的第一不純的液體二氧化碳；并通過(guò)間接換熱蒸發(fā)至少一部分所述膨脹后的第一不純液體二氧化碳以提供至少一部分該方法所需要的冷凍負(fù)荷及第一不純的氣態(tài)二氧化碳，所述第一不純的氣態(tài)二氧化碳形成至少一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w。16、根據(jù)*51利要求15的方法，其中所述第一壓力是從約10巴到約25巴。17、根據(jù)禾又利要求15的方法，包括通過(guò)間接換熱冷卻至少一部分所述貧二氧化碳?xì)庖灾苽洳糠掷淠呢毝趸剂黧w；相分離至少一部分所述部分冷凝的貧二氧化碳流體以制備第二不純的液體二氧化戯乏二氧化碳?xì)?；膨脹至少一部分所述第二不純的液體二氧化碳以制備比第一壓力低的第二壓力下的膨脹后的的第二不純液體二氧化碳-,通過(guò)間接換熱蒸發(fā)至少一部分所述膨脹后的的第二不純的液體二氧化碳以提供一部分該方法所需要的冷凍負(fù)荷及第二不純的氣態(tài)二氧化碳。18、根據(jù)^Sl利要求17的方法，其中第二壓力是從約二氧化碳的三相點(diǎn)壓力到約15巴。19、根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中在膨脹前ffi31間接加熱暖化所述第二不純的液體二氧化碳來(lái)防止所述第二不純的液體二氧化碳在膨脹過(guò)程中形成固體二氧化碳。20、根據(jù)權(quán)利要求17的方法，包括壓縮至少一部分所述第二不純的氣態(tài)二氧化碳以制備所述第一壓力左右下的壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳；以及將至少一部分所述壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳與至少一部分所述第一不純的氣態(tài)二氧化碳或由此產(chǎn)生的氣體相混合，以制備至少一部分所述不純的二氧化鵬體。21、根據(jù)權(quán)利要求l的方法，包括閃蒸至少一部分所述二氧化液以制備第三壓力下的二氧化碳蒸汽和液體二氧化碳；M:間接換熱劇徑少一部分所述二氧化碳蒸汽以提供二氧化碳循環(huán)氣；循環(huán)至少一部分所述二氧化碳循環(huán)氣以形成一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w。22、根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中第三壓力是從約二氧化碳的三相點(diǎn)壓力到約30巴。23、根據(jù)t又利要求21的方法，其中第三壓力約等于第二壓力。24、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該方法需要的全部的冷凍負(fù)荷M工藝流之間的間樹(shù)奐熱內(nèi)部提供。25、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一雜質(zhì)是氧氣。26、根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述不純的二氧化碳?xì)怏w是來(lái)自含氧燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣。27、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一雜質(zhì)是一氧化碳。28、根據(jù)權(quán)禾腰求27的方法，其中所述不純的二氧化碳?xì)怏w是來(lái)自氫氣PSA過(guò)程產(chǎn)生的i^。29、用于按照豐又利要求1的方法純化含有選自氧氣和1化碳的第一雜質(zhì)的不純二氧化碳的裝置，所述裝置包括用于壓縮不純的二氧化碳?xì)怏w以制備壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w的第一壓縮機(jī)設(shè)備；用于冷Mil縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w以制備不純的二氧化碳液體的冷凝器設(shè)備；用于將壓縮后的不純的二氧化碳?xì)怏w從所述第一壓縮機(jī)設(shè)備輸送到所述冷凝器設(shè)備的魏設(shè)備；用于膨脹不純的二氧化碳液體以制備膨脹后的不純的二氧化碳液體的第一減壓設(shè)備；用于將不純的二氧化碳液體^^f述冷凝器設(shè)備輸送到所述第一減壓設(shè)備的管道設(shè)備；用于分離膨脹后的不純的二氧化碳液體以得到富第一雜質(zhì)的頂部蒸汽和二氧化液的傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)；及用于將膨脹的不純的二氧化碳液體從所述第一減壓設(shè)備輸送到所述塔系統(tǒng)的設(shè)備。30、根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中冷凝器設(shè)備是第一壓縮機(jī)的后冷器。31、根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，包括用于通過(guò)間接換熱7賴(lài)環(huán)純的二氧化碳液體以制備冷卻后的不純的二氧化碳液體的換熱器設(shè)備，其中用于將不純的二氧化碳液體M^述冷凝器設(shè)備輸送到所述第一減壓設(shè)備的管道設(shè)備包括用于將不純的二氧化碳液體/A^述冷凝器設(shè)備輸送到所述換熱器設(shè)備的管道設(shè)備；在所述換熱器設(shè)備中的至少一個(gè)流體M;及用于將7賴(lài)卩后的不純的二氧化碳液體從所述換熱器設(shè)備輸送到所述第一減壓設(shè)備的管道設(shè)備。32、根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，包括用于魏二氧化鵬液以制備加壓后的二氧化碳液體的泵設(shè)備；及用于將二氧化碳底^A所述塔系統(tǒng)輸想lj所述泵設(shè)備的髓設(shè)備。33、根據(jù)權(quán)利要求32的體，包括用于通過(guò)與加壓后的二氧化碳液體間接換熱以預(yù)冷不純的二氧化碳?xì)怏w的預(yù)冷器；用于將加壓后的二氧化碳液體從所述泵設(shè)備輸送到所述預(yù)冷器的管道設(shè)備；及用于將頁(yè)冷后的不純的二氧化碳?xì)怏w從所述預(yù)冷^l輸送到所述第一壓縮機(jī)設(shè)備的管道設(shè)備。34、根據(jù)權(quán)利要求31的裝置，包括再沸器，用于通過(guò)與二氧化碳?xì)怏w粗料的間接換熱使二氧化鵬液再沸，以制備塔內(nèi)二氧化碳蒸汽和冷去啲二氧化碳?xì)怏w粗料。35、根據(jù)權(quán)利要求34的體，包括用于將富第一雜質(zhì)的二氧化碳頂部蒸汽從所述塔系統(tǒng)輸送至斷述換熱器設(shè)備以暖化來(lái)制備富第一雜質(zhì)的氣體的魏設(shè)備；及用于將來(lái)自所述換熱器設(shè)備的富第一雜質(zhì)的氣體與含雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w混合以形成二氧化碳?xì)怏w粗料并輸送至少一部分的所述二氧化碳?xì)怏w粗料到所述再沸器的管道設(shè)備。36、根據(jù)權(quán)利要求35的體，包括用于將^4卩后的二氧化碳?xì)怏w粗料從所述再沸器輸送到所述換熱器設(shè)備以進(jìn)一步冷卻來(lái)制備部分冷凝的二氧化碳流體粗料的管道設(shè)備；用于通過(guò)相分離將部分冷凝的二氧化碳流體粗料分離成第一不純的液體二氧化碳和貧二氧化碳蒸汽的相分離器；用于將部分冷凝的二氧化碳流體粗料從所述換熱器設(shè)備輸送到所述相分離器的管道設(shè)備；用于膨脹第一不純的、液體二氧化碳以制備在第一壓力下的膨脹后的第一不純的液體二氧化碳的第二Mil設(shè)備；用于將第一不純的液體二氧化碳從所述相分離器輸送到所述第二減壓設(shè)備的，設(shè)備；用于將膨脹后的第一不純的液體二氧化碳從第二減壓設(shè)備輸送到所述換熱器設(shè)備以蒸發(fā)來(lái)提供該方法的冷凍負(fù)荷及第一不純的氣態(tài)二氧化碳的管道設(shè)備；及用于將第一不純的氣態(tài)二氧化碳從所述換熱器設(shè)備輸送到所述第一壓縮機(jī)設(shè)備的管道設(shè)備。37、根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，包括.-用于將貧二氧化碳蒸汽從所述相分離器輸送到所述換熱器設(shè)備以冷卻來(lái)制備部分冷凝的貧二氧化碳流體的設(shè)備；用于將部分冷凝的貧二氧化碳流體相分離以制備第二不純的液體二氧化碳和二氧化碳戯的另一相分離器；用于將部分冷凝的貧二氧化碳流體從所述換熱器設(shè)備輸送到所述另一相分離器的管道設(shè)備；用于膨脹第二不純的液體二氧化碳以制備膨脹后的第二不純的液體二氧化碳的第三減壓設(shè)備；用于將第二不純的液體二氧化碳從所述另一相分離器輸送到所述第三減壓設(shè)備的管道設(shè)備；及用于將膨脹后的第二不純的二氧化碳輸送到所述換熱器設(shè)備以蒸發(fā)來(lái)提供該方法的冷凍負(fù)荷及第二不純的氣態(tài)二氧化碳的設(shè)備。38、根據(jù)權(quán)利要求37的裝置，其中所述用于將第二不純的液體二氧化碳AAM述第二相分離器輸送到所述第三減壓設(shè)備的f^設(shè)備包括用于將第二不純的液體二氧化碳從所述第二相分離器輸送到所述換熱器設(shè)備以暖化來(lái)制備曖化的第二不純的液體二氧化碳的管道設(shè)備-,^^述換熱器設(shè)備中的至少一個(gè)流體通道；及用于將暖化的第二不純的液體二氧化碳從所述換熱器設(shè)備輸送到所述第三減壓設(shè)備的管道設(shè)備。39、根據(jù)權(quán)利要求37的皿，包括用于壓縮第二不純的氣態(tài)二氧化碳以制備壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳的第二壓縮機(jī)設(shè)備；用于將第二不純的氣態(tài)二氧化碳從所述換熱設(shè)備輸送到所述第二壓縮機(jī)設(shè)備的，設(shè)備；及用于將壓縮后的第二不純的氣態(tài)二氧化碳從所述第二壓縮機(jī)設(shè)備輸送到所述用于將第一不純的氣態(tài)二氧化碳輸送到所述第一壓縮機(jī)的管道設(shè)備的管道設(shè)備。40、根據(jù)權(quán)利要求31的裝置，包括用于閃蒸二氧化碳底液以制備在第三壓力下的二氧化碳蒸汽和液體二氧化碳的閃蒸罐；用于將二氧化碳底^/人塔系統(tǒng)輸送到閃蒸罐的難設(shè)備；用于將二氧化碳蒸汽從閃蒸罐輸送到換熱器設(shè)備以暖化來(lái)制備二氧化碳循環(huán)氣的管道設(shè)備；及用于將二氧化碳循環(huán)氣作為至少一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w循環(huán)回第一壓縮機(jī)設(shè)備的設(shè)備。41、根據(jù)權(quán)利要求40的裝置，其中所述用于循環(huán)二氧化碳循環(huán)氣的管道設(shè)備包括用于壓縮二氧化碳循環(huán)氣以制備在所述第一壓力下的壓縮后的二氧化碳循環(huán)氣的第三壓縮機(jī)設(shè)備；用于將二氧化碳循環(huán)氣從所述換熱器設(shè)備輸送到所述第三壓縮機(jī)設(shè)備的管道設(shè)備；及用于將壓縮后的二氧化碳循環(huán)氣作為至少一部分所述不純的二氧化碳?xì)怏w循環(huán)回所述第一壓縮機(jī)設(shè)備的，設(shè)備。全文摘要通過(guò)在傳質(zhì)分離塔系統(tǒng)通過(guò)分離式膨脹，純化含有選自氧氣(“O₂”)和一氧化碳(“CO”)的第一雜質(zhì)的不純的二氧化碳(“CO₂”)。不純的二氧化碳可以來(lái)自，例如，含氧燃料燃燒過(guò)程的煙氣或氫氣(“H₂”)PSA系統(tǒng)的廢氣。文檔編號(hào)F25J3/02GK101231130SQ20081000958公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)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(qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司