[发明专利]二氧化碳回收型蒸汽发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳回收型蒸汽发电系统，用于从锅炉 (boiler)中燃烧燃料生成蒸汽时所形成的排气中回收二氧化碳，其中 使用吸收液来吸收二氧化碳，同时产生电能。特别地，本发明涉及一 种二氧化碳回收型蒸汽发电系统，其能够抑制发电效率的降低，并且 能够提从排气抽取回收二氧化碳所需的能量。

背景技术

最近，在火力发电设备领域，以环境保护为出发点对提高发电效 率进行了积极的研究。举例来说，在常规火力发电设备中，用于汽轮 机操作的蒸汽温度为600℃左右。然而，最近的研究着眼于通过进一 步升高蒸汽温度来提高发电效率。

作为提高发电效率的方法，已知一种煤炭气化联合循环发电法使 用煤炭，这种化石型燃料具有高蕴藏量并且能以相对低价获得，还已 知蒸汽发电法，其使用由微粉化煤炭锅炉产生的超临界压力蒸汽。在 这些方法中，煤炭气化发电法可以通过升高供应至燃气轮机的燃气的 温度而提高发电效率。同时，蒸汽发电法可以通过在驱动汽轮机的同 时升高由微粉煤炭锅炉产生并且供应至汽轮机的蒸汽(或涡轮蒸汽) 的温度和压力来提高发电效率。事实上，在这种蒸汽发电法中，曾经 试图通过将涡轮蒸汽的温度升高到高达700℃或更高温度来提高发电 效率，期望能够在不久的将来实现商业化。

顺便说一下，近年来，因二氧化碳导致的所谓的温室效应被指为 全球变暖的主要原因。因此，紧迫需要抑制排放二氧化碳，以便保存 地球环境。为此，一种通过使火力发电站或类似物产生的排气与二氧 化碳吸收液相接触而回收排气所含二氧化碳的方法被着重研究。

一般而言，二氧化碳回收系统包括吸收单元(塔)，其被构造成将 排气所含二氧化碳吸收到吸收液中，以及再生单元(塔)，其被构造成 从吸收二氧化碳的吸收液释放二氧化碳气体并将释放的含有蒸汽的二 氧化碳气体排放(参看JP2004-323339A，JP2005-254212A，和 JP2006-342032A)。再生单元分别连接着压缩机，其压缩从再生单元排 出的含有蒸汽的二氧化碳气体，以及再沸器，其通过加热从再生单元 供应的吸收液而产生蒸汽(或再生蒸汽)。

在通过使用这种二氧化碳回收系统回收二氧化碳的情况下，由锅 炉产生的排气被供应至吸收单元的下部，而吸收液被供应至吸收单元 的上部。因此，含有二氧化碳的排气和吸收液被带到彼此逆流接触， 以使得排气所含二氧化碳被吸收到吸收液中。排气，在从其提取或去 除二氧化碳后，被从吸收单元的上部排放。

用于吸收二氧化碳的吸收液被从吸收单元经过浓淡热交换器(再 生热交换器)供应至再生单元的上部。同时，由再沸器中加热吸收液 而产生的高温再生蒸汽被供应至再生单元的下部。因此，用于吸收二 氧化碳的吸收液和再生蒸汽被带到彼此逆流接触，以使得从吸收液释 放的二氧化碳气体吸收二氧化碳。含有蒸汽的二氧化碳气体被从再生 单元排出，然后通过压缩机被压缩。压缩的二氧化碳气体被供应和存 储在预期的设备中。通过这种方式，排气所含的二氧化碳气体可被回 收。作为再沸器中加热吸收液以生成蒸汽的常规热源，在锅炉中产生 并且从中抽取的涡轮蒸汽被使用。

用于吸收二氧化碳的吸收液包括通过将一或多种胺化合物溶解在 水中而制备的胺化合物水溶液。下面的胺化合物曾被提及。

举例来说，JP61-71819A公开了酸性气体报废用成分，其含有非 水溶剂，例如立体位阻胺类、环丁砜或类似物。在立体位阻胺类中， 2-氨基-2-甲基-1-丙醇或类似物被举例为立体位阻单氨基伯醇。 JP5-301023A公开了使用特定的位阻胺水溶液，其代表为选自下述一 组的位阻胺类：2-氨基-2-甲基-1-丙醇，2-(甲基氨基)-乙醇，2-(乙 基氨基)-乙醇，2-(二乙氨基)-乙醇，和2-(羟乙基)-哌啶。或者， JP8-252430A公开了使用分别含有仲胺以及叔胺的混合胺水溶液，其 浓度范围为10至45％重量。此外，“Chemical Engineering Science”(Vol. 41，No.4，pp.997-1003)公开了位阻胺类中的一种即2-氨基-2-2-甲 基-1-丙醇的水溶液在吸收二氧化碳时的表现。

虽然多种能够吸收二氧化碳的吸收液被报道过，它们都使用含有 这种胺化合物的吸收液，如前所述，仍需要能够使得吸收液与含有二 氧化碳的排气直接接触，以便从排气回收二氧化碳。