使用致冷系統(tǒng)的低溫CO2分離發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通過將煙道氣流致冷以冷凝其中存在的CO2，從富含CO2的煙道氣流分離CO2的方法和系統(tǒng)。背景在燃燒設(shè)備(例如發(fā)電設(shè)備)中，在燃料(例如煤、油、泥煤、廢料等)的燃燒中，產(chǎn)生熱的過程氣體，這樣的過程氣體除其它組分以外還含有二氧化碳CO2。隨著提高的環(huán)境要求，已開發(fā)用于從過程氣體除去二氧化碳的各種過程。CO2捕集通常包括冷卻（或壓縮和冷卻）煙道氣，以將CO2冷凝為液體或固體形式，和將其與非可冷凝的煙道氣組分(例如N2和O2)分離。在CO2捕集之前，通常需要清潔富含二氧化碳的煙道氣。氣體清潔操作通常可包括除去灰塵、硫化合物、金屬、氮氧化物等。通過各種方式(例如，使用合適的外部致冷劑)，可實(shí)現(xiàn)將煙道氣冷卻至其冷凝溫度。使用外部致冷劑的CO2捕集系統(tǒng)在投資成本和操作成本兩者方面可能昂貴。作為備選，通常使用自動(dòng)致冷系統(tǒng)，其中將富含CO2的煙道氣壓縮、冷卻和膨脹，以實(shí)現(xiàn)CO2的冷凝。在這些系統(tǒng)中，液體CO2產(chǎn)物用作富含CO2的煙道氣的冷卻介質(zhì)。由于在這些系統(tǒng)中在冷凝介質(zhì)和蒸發(fā)介質(zhì)之間溫度緊密接近，通常必須使用銅焊鋁（brazedaluminium）換熱器進(jìn)行CO2冷凝。除了昂貴以外，鋁對(duì)于來自化石燃料燃燒的煙道氣中所含的許多痕量組分(如汞和顆粒物質(zhì))的污損敏感。因此，自動(dòng)致冷系統(tǒng)通常需要大量的努力以除去CO2冷凝步驟上游的煙道氣中的有害組分，例如顆粒過濾器、汞吸附器和SOX/NOX洗滌器。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于從煙道氣流（例如，在含氧氣體存在下產(chǎn)生于燃燒燃料的鍋爐中）除去二氧化碳的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法減輕至少一個(gè)以上提及的問題。根據(jù)本文描述的各方面從煙道氣流除去二氧化碳的系統(tǒng)和方法允許成本高效的CO2分離，使用簡(jiǎn)單、穩(wěn)健的換熱器設(shè)計(jì)和材料。根據(jù)本文說明的各方面，提供了用于冷凝煙道氣流中的二氧化碳(CO2)的致冷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含含有致冷劑的致冷回路，所述致冷回路包含多階段致冷劑壓縮機(jī)，致冷劑冷凝器，致冷劑冷凍器，煙道氣冷凍器，第一CO2冷凝器，第二CO2冷凝器，其中所述多階段致冷劑壓縮機(jī)設(shè)置為將來自所述煙道氣冷凍器、第一CO2冷凝器和第二CO2冷凝器的致冷劑壓縮至壓力P0，所述致冷劑冷凝器設(shè)置為冷凝所述經(jīng)壓縮的致冷劑，所述致冷劑冷凍器設(shè)置為使用在所述第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2冷凍至少一部分所述經(jīng)冷凝的致冷劑，所述煙道氣冷凍器設(shè)置為在低于P0的第一膨脹壓力P1下使用第一部分所述經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑來冷凍所述煙道氣流，所述第一CO2冷凝器設(shè)置為在低于P1的第二膨脹壓力P2下使用第二部分所述經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑從所述經(jīng)冷凍的煙道氣流冷凝和分離第一部分CO2，所述第二CO2冷凝器設(shè)置為在低于P2的第三膨脹壓力P3下使用第三部分所述經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑從所述經(jīng)冷凍的煙道氣流冷凝和分離第二部分CO2。致冷系統(tǒng)包含致冷劑冷凍器，其設(shè)置為使用在第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2冷凍至少一部分經(jīng)冷凝的致冷劑。常規(guī)的致冷循環(huán)預(yù)見在由外部冷卻劑(例如，冷卻水)給定的條件下致冷劑的冷凝。當(dāng)致冷劑膨脹至相應(yīng)于限定的溫度的壓力水平時(shí)，這可導(dǎo)致高的蒸氣部分，因?yàn)樵诮^熱膨脹期間的潛熱變化等于所得到的蒸氣部分蒸發(fā)的熱量。該蒸氣部分僅增加很少致冷負(fù)荷，但是必須在致冷劑壓縮機(jī)中壓縮和在致冷劑冷凝器中冷凝。通過系統(tǒng)中冷源的高度熱集成，本文描述的致冷系統(tǒng)允許殘余的蒸氣部分最小化。在進(jìn)料煙道氣中具有足夠高的CO2濃度，可實(shí)現(xiàn)多于90%的CO2收率。根據(jù)一些實(shí)施方案，致冷回路還包含第一輔助致冷劑冷凍器，其設(shè)置為在所述致冷劑用于所述第一CO2冷凝器之前，使用在所述第一CO2冷凝器中分離的液體CO2進(jìn)一步冷凍所述第二部分經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑，和/或第二輔助致冷劑冷凍器，其設(shè)置為在所述致冷劑用于所述第二CO2冷凝器之前，使用在所述第二CO2冷凝器中分離的液體CO2進(jìn)一步冷凍所述第三部分經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑。第一和/或第二輔助致冷劑冷凍器使來自在第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2的冷回收最大化。根據(jù)一些實(shí)施方案，將分別來自煙道氣冷凍器、第一CO2冷凝器和第二CO2冷凝器的每部分致冷劑隨后進(jìn)料至多階段致冷劑壓縮機(jī)的合適的壓縮階段，并且再壓縮至壓力P0。根據(jù)一些實(shí)施方案，致冷回路還包含換熱器，其設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣冷卻至少一部分經(jīng)冷凝的致冷劑。已發(fā)現(xiàn)，來自第二CO2冷凝器的冷的耗盡CO2的煙道氣可有利地用于預(yù)冷來自致冷劑冷凝器的經(jīng)冷凝的致冷劑，然后在致冷劑冷凍器和/或輔助致冷劑冷凍器中將所述制冷劑冷凍。致冷系統(tǒng)可結(jié)合到用于從煙道氣流除去CO2的煙道氣處理系統(tǒng)中，例如，在含氧氣體存在下，在燃燒燃料的鍋爐中產(chǎn)生的煙道氣流。在用于從煙道氣流除去CO2的煙道氣處理系統(tǒng)中結(jié)合致冷系統(tǒng)，允許系統(tǒng)中冷源的高度熱集成，這可在系統(tǒng)中提供顯著的總體能量節(jié)約。為了在使用本文描述的致冷系統(tǒng)的煙道氣處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有效的CO2冷凝，兩個(gè)重要的因素為(a)富含CO2的煙道氣流的壓力和(b)富含CO2的煙道氣流的水蒸汽含量。要經(jīng)受CO2冷凝的富含CO2的煙道氣流應(yīng)優(yōu)選處于一定壓力下，在該壓力下，當(dāng)CO2冷凝器中煙道氣的溫度降低時(shí)，煙道氣中的氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為液體形式。煙道氣壓縮機(jī)操作用于將煙道氣壓縮至一定壓力(例如約30巴或更高)，在該壓力下，當(dāng)CO2冷凝器中煙道氣的溫度降低時(shí)，氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為液體形式。在富含CO2的煙道氣中殘余的水可導(dǎo)致在CO2冷凝器的換熱器中形成冰，最終導(dǎo)致降低的冷卻能力和堵塞換熱器的問題。通過在CO2冷凝器的上游提供吸附干燥器，避免這些問題，或至少最小化。吸附干燥器可例如設(shè)置為將煙道氣的水露點(diǎn)降低至約-60℃。根據(jù)本文說明的其它方面，提供了用于從煙道氣流除去CO2的煙道氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含煙道氣壓縮機(jī)，煙道氣吸附干燥器，和如上文定義的用于冷凝二氧化碳(CO2)的致冷系統(tǒng)，其中所述煙道氣冷凍器在煙道氣壓縮機(jī)與煙道氣吸附干燥器之間布置，并且第一和第二CO2冷凝器在煙道氣吸附干燥器的下游串聯(lián)布置。根據(jù)一些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)還包含第一輔助致冷劑冷凍器，其設(shè)置為在所述致冷劑用于所述第一CO2冷凝器之前，使用在所述第一CO2冷凝器中分離的液體CO2進(jìn)一步冷凍所述第二部分經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑，和/或第二輔助致冷劑冷凍器，其設(shè)置為在致冷劑用于第二CO2冷凝器之前，使用在第二CO2冷凝器中分離的液體CO2進(jìn)一步冷凍第三部分經(jīng)冷凍、冷凝的致冷劑。第一和/或第二輔助致冷劑冷凍器使來自在第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2的冷回收最大化。根據(jù)一些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)還包含CO2產(chǎn)物泵，優(yōu)選在CO2冷凝器與致冷劑冷凍器或輔助致冷劑冷凍器之間布置，其設(shè)置為將第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2泵送至一定壓力，例如約60巴，該壓力足以防止致冷劑冷凍器和/或第一輔助致冷劑冷凍器和/或第二輔助致冷劑冷凍器中的經(jīng)冷凝CO2蒸發(fā)。根據(jù)一些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)還包含換熱器，其設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣冷卻至少一部分經(jīng)冷凝的致冷劑。已發(fā)現(xiàn)來自第二CO2冷凝器的冷的耗盡CO2的煙道氣可有利地用于預(yù)冷來自致冷劑冷凝器的經(jīng)冷凝的致冷劑，然后在致冷劑冷凍器和/或輔助致冷劑冷凍器中冷凍所述制冷劑。根據(jù)某些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)包含第一換熱器，其設(shè)置為使用來自所述第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣冷卻至少一部分所述經(jīng)冷凝的致冷劑，第二換熱器，其設(shè)置為使用來自所述煙道氣壓縮機(jī)的暖煙道氣再加熱來自所述第一換熱器的耗盡CO2的煙道氣，煙道氣膨脹器，其設(shè)置為膨脹來自所述第二換熱器的經(jīng)再加熱的壓縮的耗盡CO2的煙道氣，和第三換熱器，其設(shè)置為使用來自所述煙道氣膨脹器的耗盡CO2的煙道氣進(jìn)一步冷卻來自所述第一換熱器的經(jīng)冷凝的致冷劑。在各步驟中冷卻經(jīng)冷凝的致冷劑，使來自第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣的冷回收最大化。根據(jù)煙道氣處理系統(tǒng)的一些實(shí)施方案，致冷劑冷凍器設(shè)置為使用在第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2冷凍第一部分經(jīng)冷凝的致冷劑，和換熱器設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣冷卻第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑。根據(jù)某些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)包含致冷劑冷凍器，其設(shè)置為使用在所述第一和/或第二CO2冷凝器中分離的液體CO2冷凍第一部分所述經(jīng)冷凝的致冷劑，第一換熱器，其設(shè)置為使用來自所述第二CO2冷凝器的耗盡CO2的煙道氣冷卻第二部分所述經(jīng)冷凝的致冷劑，第二換熱器，其設(shè)置為使用來自所述煙道氣壓縮機(jī)的暖煙道氣再加熱來自所述第一換熱器的耗盡CO2的煙道氣，煙道氣膨脹器，其設(shè)置為膨脹來自所述第二換熱器的經(jīng)再加熱的壓縮的耗盡CO2的煙道氣，和第三換熱器，其設(shè)置為使用來自所述煙道氣膨脹器的耗盡CO2的煙道氣冷卻第三部分所述經(jīng)冷凝的致冷劑。根據(jù)一些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)還包含煙道氣冷凝器，其用于除去來自煙道氣流的水蒸汽，參考煙道氣流的總體流動(dòng)方向，布置在煙道氣壓縮機(jī)的上游。根據(jù)一些實(shí)施方案，煙道氣處理系統(tǒng)還包含選擇性催化還原(SCR)單元，其用于除去來自煙道氣流的氮氧化物(NOx)，參考煙道氣流的總體流動(dòng)方向，布置在第二CO2冷凝器的下游。根據(jù)本文說明的各方面，提供了一種使用外部致冷劑的循環(huán)流冷凝煙道氣流中的二氧化碳(CO2)的方法，所述方法包括將外部致冷劑壓縮和至少部分冷凝，以得到經(jīng)冷凝的外部致冷劑，通過憑借至少部分蒸發(fā)在步驟a)中得到的經(jīng)冷凝的外部致冷劑而使所述煙道氣流致冷，冷凝所述煙道氣流中的CO2，從所述煙道氣流分離所述經(jīng)冷凝的CO2，和使用在步驟c)中分離的經(jīng)冷凝的CO2，冷凍所述經(jīng)冷凝的外部致冷劑，用于步驟b)的致冷。根據(jù)一些實(shí)施方案，用于冷凍經(jīng)冷凝的外部致冷劑的經(jīng)冷凝的CO2的壓力保持足以防止經(jīng)冷凝的CO2在冷凍期間蒸發(fā)，例如，約60巴。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述方法還包括使用從中已分離出經(jīng)冷凝的CO2的煙道氣流，預(yù)冷經(jīng)冷凝的外部致冷劑，用于步驟b)的致冷，隨后使用在步驟c)中分離的經(jīng)冷凝的CO2，冷凍經(jīng)冷凝的外部致冷劑。根據(jù)一些實(shí)施方案，所述方法還包括使用在步驟c)中分離的經(jīng)冷凝的CO2，冷凍第一部分所述經(jīng)冷凝的外部致冷劑，用于步驟b)的致冷；和使用從中已分離出所述經(jīng)冷凝的CO2的煙道氣流，冷凍第二部分所述經(jīng)冷凝的外部致冷劑，用于步驟b)的致冷。在以上提及的方法和系統(tǒng)的實(shí)施方案中的外部致冷劑可例如為丙烷或丙烯。通過以下附圖和詳述來舉例說明上描和其它特征。由說明書和權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它目的和特征將顯而易見。附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)在參考附圖，附圖為示例性實(shí)施方案：圖1示意性描述鍋爐系統(tǒng)。圖2示意性描述CO2分離系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。圖3示意性描述CO2分離系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。圖4示意性描述CO2分離系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。優(yōu)選實(shí)施方式的詳述本文中壓力的單位為“巴”，除非另外說明，否則表示絕對(duì)壓力。關(guān)于兩種流體之間的熱交換(例如加熱、冷卻或冷凍)，本文使用的術(shù)語“間接”或“間接地”是指不將兩種流體混合在一起而發(fā)生熱交換。這樣的間接熱交換可例如在間接接觸換熱器中實(shí)施，其中流體流保持分隔，并且熱量連續(xù)通過不滲透的分隔壁而傳遞。本文公開的各方面的致冷系統(tǒng)或煙道氣處理系統(tǒng)可例如在燃燒設(shè)備(例如鍋爐系統(tǒng))中實(shí)施。圖1為從其側(cè)面觀看的鍋爐系統(tǒng)1的示意性表示。鍋爐系統(tǒng)1包含作為主要部件的鍋爐2(在該實(shí)施方案中，為氧燃料鍋爐)、蒸汽渦輪發(fā)電系統(tǒng)(示意性說明為4)和煙道氣處理系統(tǒng)3。煙道氣處理系統(tǒng)可例如包含灰塵去除裝置(其可例如為織物過濾器或靜電沉淀器8)、二氧化硫去除系統(tǒng)(其可為濕洗滌器10)和CO2分離系統(tǒng)40、140、240。燃料(例如煤、油或泥煤)包含在燃料儲(chǔ)存器12中，并且可經(jīng)由供應(yīng)管線14供應(yīng)至鍋爐2。采用本身已知的方式，氧氣源16操作用于提供氧氣。氧氣源16可為空氣分離設(shè)備(其操作用于從空氣中分離氧氣)、氧氣分離膜、儲(chǔ)存槽或用于向鍋爐系統(tǒng)1提供氧氣的任何其它來源。供應(yīng)導(dǎo)管18操作用于向鍋爐2傳送產(chǎn)生的氧氣，其通常包含90-99.9體積%氧氣(O2)。導(dǎo)管20操作用于向鍋爐2傳送含有二氧化碳的再循環(huán)的煙道氣。如圖1中說明的，在鍋爐2的上游，供應(yīng)導(dǎo)管18接合導(dǎo)管20，使得氧氣和含有二氧化碳的再循環(huán)的煙道氣可變成彼此混合，以形成氣體混合物，該混合物通常含有約20-50體積%的氧氣，余量主要為二氧化碳和水蒸汽。由于幾乎沒有空氣進(jìn)入鍋爐2，幾乎沒有氮?dú)夤?yīng)至鍋爐2。在實(shí)際操作中，供應(yīng)至鍋爐2的小于3體積%的氣體體積為空氣，其主要經(jīng)由例如鍋爐2和煙道氣處理系統(tǒng)3作為空氣滲漏進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)1。鍋爐2操作用于在氧氣存在下燃燒經(jīng)由供應(yīng)管線14供應(yīng)的燃料，與經(jīng)由導(dǎo)管20供應(yīng)的含有二氧化碳的再循環(huán)煙道氣混合。蒸汽管線22操作用于向蒸汽渦輪發(fā)電系統(tǒng)4傳送由于燃燒在鍋爐2中生產(chǎn)的蒸汽，發(fā)電系統(tǒng)4操作用于產(chǎn)生電力形式的動(dòng)力。導(dǎo)管24操作用于向灰塵去除裝置8傳送在鍋爐2中產(chǎn)生的富含二氧化碳的煙道氣?！案缓趸嫉臒煹罋狻笔侵附?jīng)由導(dǎo)管24離開鍋爐2的煙道氣含有至少40體積%的二氧化碳(CO2)。離開鍋爐2的煙道氣通常多于50體積%為二氧化碳。通常，離開鍋爐2的煙道氣含有50-80體積%的二氧化碳。“富含二氧化碳的煙道氣”的余量為約15-40體積%的水蒸汽(H2O)、2-7體積%的氧氣(O2)，因?yàn)樵阱仩t2中通常優(yōu)選稍微過量的氧氣，和共約0-10體積%的其它氣體，主要包括氮?dú)?N2)和氬氣(Ar)，因?yàn)榭諝獾囊恍B漏很少能完全避免。在鍋爐2中產(chǎn)生的富含二氧化碳的煙道氣通?？砂问綖槔缁覊m顆粒、鹽酸HCl、氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和重金屬(包括汞Hg)的污染物?；覊m去除裝置8從富含二氧化碳的煙道氣中除去大多數(shù)灰塵顆粒。導(dǎo)管26操作用于向濕洗滌器10傳送來自織物過濾器8的富含二氧化碳的煙道氣。濕洗滌器10包含循環(huán)泵28，其操作用于在漿料循環(huán)管線30中將包含例如石灰石的吸收液體從濕洗滌器10的底部循環(huán)至布置于濕洗滌器10的上部部分的一組噴嘴32。漿料噴嘴32操作用于在濕洗滌器10中精細(xì)分布吸收液體，以實(shí)現(xiàn)吸收液體與煙道氣之間的良好接觸，所述煙道氣經(jīng)由導(dǎo)管26送至濕洗滌器10并且在濕洗滌器10的內(nèi)部基本上垂直向上流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有效除去二氧化硫(SO2)和來自富含二氧化碳的煙道氣的其它酸性氣體。煙道氣處理系統(tǒng)3還包含煙道氣冷凝器37，其中將煙道氣冷卻低于其水露點(diǎn)，并且由所得到的冷凝而釋放的熱量作為低溫?zé)崃炕厥?。煙道氣的水含量可例如從進(jìn)料至煙道氣冷凝器的煙道氣的約40體積%降低至離開煙道氣冷凝器的煙道氣的約5體積%。取決于煙道氣冷凝器中的pH和溫度，煙道氣冷凝還可導(dǎo)致還原煙道氣中的硫氧化物(SOX)。硫氧化物在形成的冷凝物中被捕集，并且從煙道氣分離。此外，在冷凝期間，去除夾帶在來自前面的二氧化硫去除步驟的煙道氣中的洗滌液或漿料，例如，石灰漿料。至少部分清潔的富含二氧化碳的煙道氣經(jīng)由導(dǎo)管34離開濕洗滌器10，導(dǎo)管34將煙道氣送至氣體分割點(diǎn)36，其中將至少部分清潔的富含二氧化碳的煙道氣分離成為兩個(gè)流，即，經(jīng)由導(dǎo)管20再循環(huán)返回至鍋爐2的第一流，和經(jīng)由煙道氣冷凝器37和導(dǎo)管38送至CO2分離系統(tǒng)的第二流。在CO2分離系統(tǒng)中，通過壓縮和冷凝，CO2與煙道氣的輕質(zhì)氣體(例如，N2、Ar、O2)至少部分分離。經(jīng)壓縮的二氧化碳因此經(jīng)由導(dǎo)管43離開CO2分離系統(tǒng)，并且運(yùn)走用于處理，其有時(shí)稱為“CO2封存”。經(jīng)由導(dǎo)管20再循環(huán)返回至鍋爐2的第一流通常占離開濕洗滌器10的富含二氧化碳的煙道氣總流的50-75體積%。通常占離開濕洗滌器10的富含二氧化碳的煙道氣總流的25-50體積%的第二流從而經(jīng)由煙道氣冷凝器37和導(dǎo)管38送至CO2分離系統(tǒng)40、140、240，下文中將更詳細(xì)地描述。在本文描述的實(shí)施方案中，借助煙道氣的壓縮和通過致冷而冷凝，實(shí)現(xiàn)CO2分離。圖2示意性說明用于冷凝煙道氣流中的二氧化碳(CO2)的CO2分離系統(tǒng)。圖2的CO2分離系統(tǒng)可在圖1的鍋爐系統(tǒng)中實(shí)施。CO2分離系統(tǒng)40包括煙道氣導(dǎo)管55，其操作用于將煙道氣從鍋爐送至煙道，任選經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)煙道氣處理單元，例如灰塵去除裝置、二氧化硫去除系統(tǒng)和煙道氣冷凝器。CO2分離系統(tǒng)40可任選包含至少一個(gè)壓縮機(jī)44，其具有至少一個(gè)(并且通常2-10個(gè))壓縮階段，用于壓縮富含二氧化碳的煙道氣。煙道氣壓縮機(jī)操作用于將煙道氣壓縮至一定壓力，在該壓力下，當(dāng)CO2冷凝器64、70中煙道氣的溫度降低時(shí)，氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為液體形式。在多階段壓縮機(jī)中，通常將富含二氧化碳的煙道氣壓縮至約20巴或更高的壓力，例如約33巴。每一個(gè)壓縮階段可布置為單獨(dú)的單元。作為備選，數(shù)個(gè)壓縮階段可通過共同的驅(qū)動(dòng)軸操作。在一個(gè)或多個(gè)壓縮階段的下游，壓縮機(jī)44還可包含中間冷卻單元(未顯示)。中間冷卻單元還可設(shè)置為收集和處置在富含二氧化碳的煙道氣的壓縮和/或冷卻期間形成的任何液體冷凝物。CO2分離系統(tǒng)40包括致冷系統(tǒng)50，其具有含有液體和/或蒸氣形式的致冷劑的致冷回路51。多種不同的致冷劑可用于供應(yīng)致冷系統(tǒng)中冷凝CO2所需的冷卻和冷凝負(fù)荷。可使用的致冷劑的實(shí)例包括丙烷(R290)和丙烯(R1270)和它們的混合物。還可按期望使用具有期望的熱力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)的其它致冷劑。致冷回路51包括多階段致冷劑52壓縮機(jī)，其設(shè)置為將致冷劑壓縮至預(yù)定的壓力。多階段壓縮機(jī)52可例如具有三個(gè)或更多個(gè)壓縮階段，每一個(gè)壓縮階段設(shè)置為將致冷劑壓縮至特定壓力水平。多階段壓縮機(jī)52可在兩個(gè)或更多個(gè)壓縮階段之間提供有中間冷卻。將冷的氣態(tài)致冷劑從多階段壓縮機(jī)52內(nèi)的低壓壓縮至壓力P0，例如約8-25巴范圍(取決于致冷劑和冷凝介質(zhì)溫度)，并且引向致冷劑冷凝器53內(nèi)。高壓致冷劑隨后在致冷劑冷凝器53內(nèi)基本上冷凝，其可通過水、強(qiáng)制通風(fēng)等冷卻。將經(jīng)冷凝的致冷劑分布至煙道氣冷凍器60、第一CO2冷凝器64和第二CO2冷凝器70，在這里所述致冷劑用于冷凍含有CO2的煙道氣。煙道氣冷凍器60包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。煙道氣冷凍器還包含換熱器，其中將致冷劑膨脹至壓力P1，例如約5巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約10-20℃范圍的溫度。在煙道氣冷凍器中冷凍期間，從煙道氣沉淀的水從煙道氣流分離，并且經(jīng)由管線61除去。來自煙道氣冷凍器的耗盡水蒸汽的經(jīng)冷凍的煙道氣隨后送至第一CO2冷凝器64，任選經(jīng)由吸附干燥器(未顯示)。第一CO2冷凝器64包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第一CO2冷凝器64還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P1的壓力P2，例如約2.7巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-20℃的溫度，導(dǎo)致來自煙道氣的至少一部分CO2冷凝。第一CO2冷凝器64還包含第一氣/液分離器65。氣/液分離器65從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線66離開氣/液分離器65，并且通過CO2產(chǎn)物泵67泵送至CO2產(chǎn)物鼓。排放氣體經(jīng)由管線68離開氣/液分離器65。部分耗盡CO2的排放氣體經(jīng)由管線68送至第二CO2冷凝器70。第二CO2冷凝器70包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第二CO2冷凝器70還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P2的壓力P3，例如大氣壓(約1巴)，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-42℃的溫度，導(dǎo)致至少一部分CO2從自煙道氣中冷凝。致冷溫度受到致冷劑的最小可達(dá)到溫度的限制。對(duì)于丙烯或丙烷，在環(huán)境壓力水平下，該溫度限度為約-45℃。第二CO2冷凝器70還包含氣/液分離器71。氣/液分離器71從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線72離開氣/液分離器71，并且通過CO2產(chǎn)物泵73泵送至CO2產(chǎn)物鼓。排放氣體經(jīng)由管線74離開氣/液分離器71。致冷系統(tǒng)50還包含致冷劑冷凍器80。致冷劑冷凍器80包含換熱器，其設(shè)置為通過與來自第一CO2冷凝器64和/或第二CO2冷凝器70的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸來冷凍致冷劑。來自第一CO2冷凝器64和第二CO2冷凝器70的經(jīng)冷凝的CO2的溫度通?？煞謩e為約-20℃和-42℃。在致冷劑冷凍器80中，致冷劑的溫度可從約15-30℃范圍降低至約-17℃。來自致冷劑冷凍器80的經(jīng)冷凍的致冷劑經(jīng)由管線81、82、83分布至煙道氣冷凍器60、第一CO2冷凝器64和第二CO2冷凝器70?？蛇x擇分布至煙道氣冷凍器、第一CO2冷凝器和第二CO2冷凝器中的每一個(gè)的致冷劑的量，以在每一個(gè)換熱器中提供期望的致冷。將來自煙道氣冷凍器60、第一CO2冷凝器64和第二CO2冷凝器70的用過的致冷劑返回至多階段壓縮機(jī)52，用于再壓縮并用于進(jìn)一步冷卻煙道氣流。在壓力P1(例如約5巴)下，將來自煙道氣冷凍器60的用過的致冷劑送至適用于在P1壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)52的第一壓縮階段52’。在壓力P2(例如約2.7巴)下，將來自第一CO2冷凝器64的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓56送至適用于在P2壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)52的第二壓縮階段52’’。在壓力P3(例如約1巴)下，將來自第二CO2冷凝器70的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓57送至適用于在P3壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)52的第三壓縮階段52’’’。隨后將用過的致冷劑流再壓縮至壓力P0，并且再用于致冷回路。可在CO2產(chǎn)物鼓87中收集來自致冷劑冷凍器80的液體CO2產(chǎn)物，并且可隨后通過CO2產(chǎn)物泵88泵送至適于輸送或進(jìn)一步加工的壓力水平。如果在單一步驟中在CO2產(chǎn)物泵67或73內(nèi)將壓力提高至該水平，泵會(huì)將太多熱量引入CO2產(chǎn)物流中，從而降低可用于在致冷劑冷凍器和/或輔助致冷劑冷凍器中使致冷劑冷凍的負(fù)荷。圖3示意性描述集成到用于從煙道氣流（例如在含氧氣體存在下，在燃燒燃料的鍋爐中產(chǎn)生的煙道氣流）除去CO2的煙道氣處理系統(tǒng)中的CO2分離系統(tǒng)的實(shí)施方案。CO2分離系統(tǒng)140包含至少一個(gè)壓縮機(jī)144，其具有至少一個(gè)(通常2-10個(gè))壓縮階段，用于壓縮富含二氧化碳的煙道氣。煙道氣壓縮機(jī)144操作用于將煙道氣壓縮至一定壓力，在該壓力下，當(dāng)在CO2冷凝器164，170中煙道氣的溫度降低時(shí)，氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為液體形式。在多階段壓縮機(jī)中，通常將富含二氧化碳的煙道氣壓縮至約20巴或更高的壓力，例如約33巴。每一個(gè)壓縮階段可布置為單獨(dú)的單元。作為備選，數(shù)個(gè)壓縮階段可通過共同的驅(qū)動(dòng)軸來操作。在一個(gè)或多個(gè)壓縮階段的下游，壓縮機(jī)144還可包含中間冷卻單元(未顯示)。中間冷卻單元還可設(shè)置為收集和處置在富含二氧化碳的煙道氣的壓縮和/或冷卻期間形成的任何液體冷凝物。殘余的水可導(dǎo)致在CO2冷凝器的換熱器中形成冰，最終導(dǎo)致降低的冷卻能力和堵塞換熱器的問題。通過在CO2冷凝器的上游提供吸附干燥器，避免這樣的問題，或至少最小化。因此，CO2分離系統(tǒng)140還可包含吸附干燥器162，其操作用于除去在富含CO2的煙道氣流中的至少一部分剩余的水蒸汽。吸附干燥器162提供有包含對(duì)水蒸汽具有親和力的水蒸汽吸附劑(也稱為干燥劑)的填料。干燥劑可例如為硅膠、硫酸鈣、氯化鈣、蒙脫土粘土、分子篩或已知其同樣用作干燥劑的另一種材料。因此，當(dāng)經(jīng)壓縮和冷凍的富含二氧化碳的煙道氣經(jīng)過所述填料時(shí)，氣體的至少一部分水蒸汽含量將吸附在干燥劑填料上。由于煙道氣中的水蒸汽可阻塞CO2冷凝器的換熱器，在吸附干燥器中將煙道氣的水露點(diǎn)降低至約-60℃?？蓛?yōu)選選擇干燥器材料，使得其可承受最終形成的酸。這允許省略用于除去SOX和NOX化合物（否則其可損害吸附劑的完整性）的附加步驟。吸附干燥器162可提供有再生和加熱系統(tǒng)，用于間歇再生吸附干燥器的水蒸汽吸附能力。布置供應(yīng)導(dǎo)管190，用于向系統(tǒng)供應(yīng)再生氣體。再生氣體優(yōu)選為不與吸附干燥器的填料反應(yīng)的惰性氣體。合適氣體的實(shí)例包括氮?dú)饣騼?yōu)選帶有低量的汞和水蒸汽的另一種惰性氣體。優(yōu)選，在CO2分離系統(tǒng)140中與二氧化碳分離的通常包含氮?dú)庾鳛槠渲饕M成之一的排放氣體用作再生氣體。再生系統(tǒng)包含適合加熱再生氣體的加熱器191。加熱回路與加熱器連接，用于在加熱器中循環(huán)加熱介質(zhì)(例如蒸汽)。為了使吸附干燥器162的填料材料再生，加熱器通常可將再生氣體加熱至約120-300℃的溫度。在再生序列期間，將已加熱的再生氣體從再生和加熱系統(tǒng)供應(yīng)至吸附干燥器162。再生氣體加熱填料材料并導(dǎo)致水蒸汽解吸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該系統(tǒng)可提供有兩個(gè)并聯(lián)的吸附干燥器，那些并聯(lián)的吸附干燥器中的一個(gè)進(jìn)行操作，而另一個(gè)并聯(lián)的吸附干燥器經(jīng)歷再生。根據(jù)另一種實(shí)施方案，在吸附干燥器的填料再生期間，富含二氧化碳的煙道氣可排放至大氣。參考圖3，煙道CO2分離系統(tǒng)140包含致冷系統(tǒng)150，用于冷凝煙道氣流中的二氧化碳。致冷系統(tǒng)150包含含有液體和/或蒸氣形式致冷劑的致冷回路151。多種不同的致冷劑可用于供應(yīng)在致冷系統(tǒng)中冷凝CO2所需的冷卻和冷凝負(fù)荷?？墒褂玫闹吕鋭┑膶?shí)例包括丙烷(R290)和丙烯(R1270)和它們的混合物。也可按期望使用具有期望的熱力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)的其它致冷劑。致冷回路151包含多階段致冷劑壓縮機(jī)152，其設(shè)置為將致冷劑壓縮至預(yù)定的壓力。多階段壓縮機(jī)可例如具有三個(gè)或更多個(gè)壓縮階段，每一個(gè)壓縮階段設(shè)置為將致冷劑壓縮至某特定力水平。多階段壓縮機(jī)可在兩個(gè)或更多個(gè)壓縮階段之間提供有中間冷卻。冷的氣態(tài)致冷劑從在多階段壓縮機(jī)152內(nèi)的低壓壓縮至壓力P0，例如在約8-約25巴范圍(取決于致冷劑和冷凝介質(zhì)溫度)，并且引向致冷劑冷凝器153。高壓致冷劑隨后基本上在致冷劑冷凝器153內(nèi)冷凝，其可通過水、強(qiáng)制通風(fēng)等冷卻。經(jīng)冷凝的致冷劑分布至煙道氣冷凍器160、第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170，在此用于冷凍在煙道氣導(dǎo)管155中行進(jìn)的含有CO2的煙道氣。煙道氣冷凍器160包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。煙道氣冷凍器還包含換熱器，其中將致冷劑膨脹至壓力P1，例如約5巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約6-20℃范圍的溫度。在煙道氣冷凍器中在冷凍期間，從煙道氣沉淀的水從煙道氣流分離，并且經(jīng)由管線161除去。來自煙道氣冷凍器的耗盡水蒸汽的經(jīng)冷凍的煙道氣隨后送至吸附干燥器162。將來自吸附干燥器162的經(jīng)冷凍和干燥的煙道氣送至第一CO2冷凝器164。第一CO2冷凝器包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第一CO2冷凝器還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P1的壓力P2，例如約2.7巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-20℃的溫度，導(dǎo)致來自煙道氣的至少一部分CO2冷凝。第一CO2冷凝器164還包含第一氣/液分離器165。氣/液分離器165從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線166離開氣/液分離器165，并且通過CO2產(chǎn)物泵167泵送至例如約60巴的壓力，當(dāng)其用于在致冷劑冷凍器180和/或輔助致冷劑冷凍器184中冷卻致冷劑時(shí)，足以防止蒸發(fā)CO2產(chǎn)物。排放氣體經(jīng)由管線168離開氣/液分離器165。部分耗盡CO2的排放氣體經(jīng)由管線168送至第二CO2冷凝器170。第二CO2冷凝器包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第二CO2冷凝器還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P2的壓力P3，例如大氣壓(約1巴)，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-42℃的溫度，導(dǎo)致來自煙道氣的至少一部分CO2冷凝。致冷溫度受到致冷劑的最小可達(dá)到溫度的限制。對(duì)于丙烯或丙烷，在環(huán)境壓力水平下，該溫度限度為約-45℃。第二CO2冷凝器還包含氣/液分離器171。氣/液分離器171從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線172離開氣/液分離器171，并且通過CO2產(chǎn)物泵173泵送至例如約60巴的壓力，當(dāng)其用于在致冷劑冷凍器180和/或輔助致冷劑冷凍器186中冷卻致冷劑時(shí)，足以防止蒸發(fā)CO2產(chǎn)物。排放氣體經(jīng)由管線174離開氣/液分離器171。致冷系統(tǒng)150還包含致冷劑冷凍器180。致冷劑冷凍器180包含換熱器，其設(shè)置為通過與來自第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸來冷凍致冷劑。來自第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170的經(jīng)冷凝的CO2的溫度通常分別可為約-20℃和-42℃。致冷劑的溫度可在致冷劑冷凍器180中從約15-30℃降低至約-10℃。將來自致冷劑冷凍器180的冷凍致冷劑分開，并且經(jīng)由管線181，182、183分布至煙道氣冷凍器160、第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170?？蛇x擇分布至煙道氣冷凍器160、第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170中的每一個(gè)的致冷劑的量，以在每一個(gè)換熱器中提供期望的致冷。圖3中的致冷系統(tǒng)150還包含兩個(gè)輔助致冷劑冷凍器184、186，用于進(jìn)一步提高來自第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170的冷的經(jīng)冷凝的CO2的冷回收。第一輔助致冷劑冷凍器184在第一CO2冷凝器與致冷劑冷凍器180之間的管線168上布置，并且設(shè)置為通過與來自第一CO2冷凝器164的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸，將來自致冷劑冷凍器180的致冷劑進(jìn)一步冷凍至約-17℃。第二輔助致冷劑冷凍器186在第二CO2冷凝器170與致冷劑冷凍器180之間的管線174上布置，并且設(shè)置為通過與來自第二CO2冷凝器170的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸，將來自致冷劑冷凍器180的致冷劑進(jìn)一步冷凍至約-39℃。來自致冷劑冷凍器180的液體CO2產(chǎn)物可在CO2產(chǎn)物鼓187中收集，并且可隨后通過CO2產(chǎn)物泵188泵送至適于輸送或進(jìn)一步加工的壓力水平。如果在CO2產(chǎn)物泵167或173內(nèi)在單一步驟中將壓力提高至該水平，泵將引入太多熱量到CO2產(chǎn)物流中，從而降低可用于在致冷劑冷凍器和/或輔助致冷劑冷凍器中使致冷劑冷凍的負(fù)荷。圖3中的致冷系統(tǒng)150還包含以下布置：使用來自第二CO2冷凝器的冷的耗盡CO2的煙道氣，用于預(yù)冷來自致冷劑冷凝器的至少一部分經(jīng)冷凝致冷劑。該布置包含第一換熱器192，其設(shè)置為通過經(jīng)由管線174與來自第二CO2冷凝器170的冷的耗盡CO2的煙道氣間接接觸，冷卻來自致冷劑冷凝器153的致冷劑。第二換熱器193設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)144的暖煙道氣再加熱來自第一換熱器192的耗盡CO2的煙道氣。煙道氣膨脹器194設(shè)置為膨脹來自第二換熱器的經(jīng)再加熱的壓縮的耗盡CO2的煙道氣，導(dǎo)致降低煙道氣的溫度。將來自煙道氣膨脹器194的煙道氣送至第三換熱器195，在此將其用于進(jìn)一步冷卻來自第一換熱器的經(jīng)冷凝的致冷劑。任選，該布置還包含第四換熱器196，其設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)144的暖煙道氣再加熱自第三換熱器195的耗盡CO2的煙道氣來；第二煙道氣膨脹器197，其設(shè)置為使來自第四換熱器196的經(jīng)再加熱的耗盡CO2的煙道氣膨脹，導(dǎo)致降低煙道氣的溫度；和第五換熱器198，其設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)144的暖煙道氣再加熱來自第二煙道氣膨脹器197的經(jīng)膨脹的煙道氣。該任選的布置提供了再加熱的煙道氣，可能在再生氣體加熱器191中另外加熱后，其適合用作用于再生如上所述的吸附干燥器162的再生氣體?？蓪⒔?jīng)再加熱的煙道氣送至(任選的)SCR單元，用于通過選擇性催化還原為N2而從煙道氣除去氮氧化合物。將來自煙道氣冷凍器160、第一CO2冷凝器164和第二CO2冷凝器170的用過的致冷劑返回至多階段壓縮機(jī)152，用于再壓縮和使用，用于進(jìn)一步冷卻煙道氣流。在壓力P1(例如約5巴)下，將來自煙道氣冷凍器160的用過的致冷劑送至適用于在P1壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)152的第一壓縮階段152’。在壓力P2(例如約2.7巴)下，將來自第一CO2冷凝器164的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓156送至適用于在P2壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)152的第二壓縮階段152’’。在壓力P3(例如約1巴)下，將來自第二CO2冷凝器170的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓157送至適用于在P3壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)152的第三壓縮階段152’’’。用過的致冷劑流隨后再壓縮至壓力P0并再用于致冷回路。參考圖4，CO2分離系統(tǒng)240包含備選的致冷系統(tǒng)250。致冷系統(tǒng)250包含含有液體和/或蒸氣形式致冷劑的致冷回路251。多種不同的致冷劑可用于供應(yīng)在致冷系統(tǒng)中冷凝CO2所需的冷卻和冷凝負(fù)荷?？墒褂玫闹吕鋭┑膶?shí)例包括R290(丙烷)和R1270丙烯和它們的混合物。也可按期望使用具有期望的熱力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)的其它致冷劑。致冷回路包含多階段致冷劑壓縮機(jī)252，其設(shè)置為將致冷劑壓縮至預(yù)定的壓力。多階段壓縮機(jī)可例如具有三個(gè)或更多個(gè)壓縮階段，每一個(gè)壓縮階段設(shè)置為將致冷劑壓縮至特定壓力水平。多階段壓縮機(jī)可在兩個(gè)或更多個(gè)壓縮階段之間提供有中間冷卻。將冷的氣態(tài)致冷劑從在多階段壓縮機(jī)252內(nèi)的低壓壓縮至壓力P0，例如約8-約25巴范圍(取決于致冷劑和冷凝介質(zhì)溫度)，并且引向致冷劑冷凝器253內(nèi)。高壓致冷劑隨后基本上在致冷劑冷凝器253內(nèi)冷凝，其可通過水、強(qiáng)制通風(fēng)等冷卻。致冷回路251包含液體分割，其將來自致冷劑冷凝器253的致冷劑流分成第一和第二部分。將第一部分經(jīng)冷凝的致冷劑經(jīng)由管線254a引向致冷劑冷凍器280，其設(shè)置為使用在第一CO2冷凝器264和/或第二CO2冷凝器270中分離的液體CO2冷凍第一部分經(jīng)冷凝的致冷劑。將第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑經(jīng)由管線254b引向換熱器布置，其設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器270的耗盡CO2的煙道氣冷卻第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑。第一部分經(jīng)冷凝的致冷劑經(jīng)由管線254a從致冷劑冷凝器253送至致冷劑冷凍器280。致冷劑冷凍器包含換熱器，其設(shè)置為通過與來自第一CO2冷凝器264和第二CO2冷凝器270的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸來冷凍致冷劑。來自第一CO2冷凝器264和第二CO2冷凝器270的經(jīng)冷凝的CO2的溫度通?？煞謩e為約-20℃和-42℃。致冷劑的溫度可在致冷劑冷凍器280中從約15-30℃降低至約-17℃。將來自致冷劑冷凍器280的經(jīng)冷凍的致冷劑分開，并經(jīng)由管線281、282、283分布至煙道氣冷凍器260、第一CO2冷凝器264和第二CO2冷凝器270。可選擇分布至煙道氣冷凍器260、第一CO2冷凝器264和第二CO2冷凝器270中的每一個(gè)的致冷劑的量，以在每一個(gè)換熱器中提供期望的致冷。煙道氣冷凍器260包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。煙道氣冷凍器還包含換熱器，其中將致冷劑膨脹至壓力P1，例如約5巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約6-20℃范圍的溫度。在煙道氣冷凍器中在冷凍期間，從煙道氣沉淀的水從煙道氣流分離，并且經(jīng)由管線161除去。來自煙道氣冷凍器的耗盡水蒸汽的經(jīng)冷凍的煙道氣隨后送至第一CO2冷凝器264，任選經(jīng)由吸附干燥器262。第一CO2冷凝器包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第一CO2冷凝器還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P1的壓力P2，例如約2.7巴，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-20℃的溫度，導(dǎo)致來自煙道氣的至少一部分CO2冷凝。第一CO2冷凝器264還包含第一氣/液分離器265。氣/液分離器265從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線266離開氣/液分離器265，并且通過CO2產(chǎn)物泵267泵送至例如約60巴的壓力，當(dāng)其用于在致冷劑冷凍器280中冷卻致冷劑時(shí)，足以防止蒸發(fā)CO2產(chǎn)物。排放氣體經(jīng)由管線268離開氣/液分離器265。部分耗盡CO2的排放氣體經(jīng)由管線268送至第二CO2冷凝器270。第二CO2冷凝器包含計(jì)量裝置，例如膨脹閥(未顯示)，用于降低壓力和誘導(dǎo)蒸發(fā)經(jīng)冷凝的致冷劑。第二CO2冷凝器還包含換熱器，其中液化的致冷劑膨脹至低于P2的壓力P3，例如大氣壓(約1巴)，并且沸騰的致冷劑用于間接冷凍煙道氣流至約-42℃的溫度，導(dǎo)致來自煙道氣的至少一部分CO2冷凝。致冷溫度受到致冷劑的最小可達(dá)到溫度的限制。對(duì)于丙烯或丙烷，在環(huán)境壓力水平下，該溫度限度為約-45℃。第二CO2冷凝器還包含氣/液分離器271。氣/液分離器271從殘余的部分耗盡CO2的煙道氣(排放氣體)分離液體形式的經(jīng)冷凝的CO2。液化的CO2經(jīng)由管線272離開氣/液分離器271，并且通過CO2產(chǎn)物泵273泵送至例如約60巴的壓力，當(dāng)其用于在致冷劑冷凍器280和輔助致冷劑冷凍器286中冷卻致冷劑時(shí)，足以防止蒸發(fā)CO2產(chǎn)物。排放氣體經(jīng)由管線274離開氣/液分離器271。圖4中的致冷系統(tǒng)250還包含輔助致冷劑冷凍器286，用于進(jìn)一步提高來自第二CO2冷凝器270的冷的經(jīng)冷凝的CO2的冷回收。輔助致冷劑冷凍器286在第二CO2冷凝器270與致冷劑冷凍器280之間的管線272上布置，并且設(shè)置為通過與來自第二CO2冷凝器270的冷的經(jīng)冷凝的CO2間接接觸，將來自致冷劑冷凍器280的致冷劑進(jìn)一步冷凍至約-39℃。來自致冷劑冷凍器280的液體CO2產(chǎn)物可在CO2產(chǎn)物鼓287中收集，并且可隨后通過CO2產(chǎn)物泵288泵送至適于輸送或進(jìn)一步加工的壓力水平。如果在CO2產(chǎn)物泵273中在單一步驟中將壓力提高至該水平，泵將引入太多熱量到CO2產(chǎn)物流中，從而降低可用于在致冷劑冷凍器280和輔助致冷劑冷凍器286中使致冷劑冷凍的負(fù)荷。第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑經(jīng)由管線254b引向換熱器布置，其設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器270的耗盡CO2的煙道氣冷卻第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑。換熱器布置包含并聯(lián)布置的兩個(gè)換熱器292a、292b。將來自致冷劑冷凝器的第二部分經(jīng)冷凝的致冷劑分成兩個(gè)支流，每一個(gè)分別經(jīng)由管線254b1和254b2引向兩個(gè)換熱器中的一個(gè)。換熱器292a設(shè)置為使用來自第二CO2冷凝器270的耗盡CO2的煙道氣冷卻經(jīng)冷凝的致冷劑的支流254b1。換熱器293設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)244的暖煙道氣再加熱來自換熱器292a的耗盡CO2的煙道氣。煙道氣膨脹器294設(shè)置為使來自換熱器293的經(jīng)再加熱的壓縮的耗盡CO2的煙道氣膨脹。換熱器292b設(shè)置為使用來自煙道氣膨脹器294的耗盡CO2的煙道氣冷卻經(jīng)冷凝的致冷劑的支流254b2。將來自換熱器292a、292b的冷卻的第一和第二支流合并，并經(jīng)由管線295送至管線283，其在此與來自輔助致冷劑冷凍器286的致冷劑合并。任選，該排列還包含換熱器296，其設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)244的暖的煙道氣再加熱來自換熱器292b的耗盡CO2的煙道氣；第二煙道氣膨脹器297，其設(shè)置為使來自換熱器296的經(jīng)再加熱的耗盡CO2的煙道氣膨脹，導(dǎo)致降低煙道氣的溫度；和換熱器298，其設(shè)置為使用來自煙道氣壓縮機(jī)244的暖煙道氣再加熱來自第二煙道氣膨脹器297的經(jīng)膨脹的煙道氣。該任選的布置提供了再加熱的煙道氣，可能在再生氣體加熱器291中另外加熱之后，其適合用作用于再生如上所述的吸附干燥器262的再生氣體?？蓪⒔?jīng)再加熱的煙道氣送至(任選的)SCR單元，用于通過選擇性催化還原為N2而從煙道氣除去氮氧化物。將來自煙道氣冷凍器260、第一CO2冷凝器264和第二CO2冷凝器270的用過的致冷劑返回至多階段壓縮機(jī)252，用于再壓縮和使用，以進(jìn)一步冷卻煙道氣流。在壓力P1(例如約5巴)下，將來自煙道氣冷凍器260的用過的致冷劑送至適用于在P1壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)252的第一壓縮階段252’。在壓力P2(例如約2.7巴)下，將來自第一CO2冷凝器264的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓256送至適用于在P2壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)252的第二壓縮階段252’’。在壓力P3(例如約1巴)下，將來自第二CO2冷凝器270的用過的致冷劑任選經(jīng)由致冷劑壓縮機(jī)抽吸鼓257送至適用于在P3壓力下接受致冷劑的多階段壓縮機(jī)252的第三壓縮階段252’’’。用過的致冷劑流隨后再在多階段壓縮機(jī)252中壓縮至壓力P0并再用于致冷回路。上文描述的實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)包括：1)與常規(guī)的致冷CO2分離系統(tǒng)相比更低的能耗。2)允許使用對(duì)污損和腐蝕強(qiáng)健的簡(jiǎn)單、強(qiáng)健的換熱器設(shè)計(jì)和材料。3)出于過程的原因，不必需煙道氣精制設(shè)備。雖然已參考多個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化，并且等價(jià)物可替代本發(fā)明的要素。此外，在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可進(jìn)行許多修改，使得特定的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，旨在本發(fā)明不局限于作為預(yù)期實(shí)施本發(fā)明的最佳方式而公開的特定實(shí)施方案，而是本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。此外，使用術(shù)語“第一”、“第二”等不表示任何順序或重要性，而是使用術(shù)語“第一”、“第二”等區(qū)分一個(gè)要素與另一個(gè)。