[发明专利]在物理洗气中使洗涤剂再生的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过在洗涤区内用物理作用(以物理方式起作用)的洗涤剂进行洗涤而提纯气体混合物(进料)的方法，该洗涤剂在洗涤时加载气体成分并在洗涤后进行再生，其中通过降压(闪出Ausflashen)和汽提从加载的洗涤剂去除在洗涤时共吸收的物质。此外，本发明还涉及用于实施该方法的设备。

背景技术

共吸收的物质应理解为虽然期望残留在气相中但是在洗涤时被物理作用的洗涤剂溶解并且从待提纯的气体混合物分离出的物质。通过适当选择物理作用的洗涤剂，虽然可以使称作共吸收的效应最小化，但是无法完全抑制。

此类方法在现有技术中早已是已知的，多年来被本领域技术人员称作所谓的物理洗气。其利用液体吸收气体并保持在溶液中而不会在此情况下发生化学键结的性质。液体吸收气体的程度表示为溶解系数：气体在液体中溶解的程度越高，则溶解系数越大。溶解系数取决于温度，通常随着温度的降低而增大。

为了通过物理洗涤从气体混合物溶解出气体成分i而需要的最小的洗涤剂的量W_min可以很好地由下式计算出：

W_min＝V/(p·λ_i)

在该式中，V代表待分离的气体混合物的总量，p代表气体混合物中的压力，λ代表待洗出的气体成分对于所用洗涤剂的溶解系数。在气体混合物的各成分的溶解系数差别足够大的前提下，通过相应地调节洗涤剂的量，可以在洗涤步骤中基本上与其他气体成分无关地分离出溶解系数最大的气体成分，即选择性去除。利用更大量的洗涤剂，可以按照相同的原理在后续的洗涤步骤中选择性地洗出具有相似溶解系数的其他气体成分或气体成分的组。

所吸收的气体成分在洗涤之后再次从加载的洗涤剂分离出，由此使洗涤剂再生。再生的洗涤剂通常再次用于洗气，同时对再生时产生的气流进行废物处理，或者可能地在经过处理之后送至经济的用途。

在“Gas Separation & Purification”，1988年12月，第2卷，第171-176页中描述了一种物理洗气方法，其中从包含氢气(H₂)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)以及酸性气体(H₂S、COS)的进料借助于用作物理作用的洗涤剂的甲醇选择性地分离出CO₂和酸性气体。为了分离出酸性气体，使用甲醇，其在进行CO₂分离时已经预先加载二氧化碳。以此方式形成两股洗涤剂流，其中一股仅加载CO₂，而另一股既加载CO₂又加载酸性气体。在洗气之后接着进行的再生过程中，首先使两股洗涤剂流相互分离地减压至平均压力，以释放共吸收的氢气和一氧化碳，它们由于溶解系数小而仅相对较弱地与洗涤剂结合，并将它们再次送回进料中。接着使不含酸性气体的洗涤剂流进一步减压，其中可获得二氧化碳流。还可在需要时选择性地通过减压利用额外的硫的反洗涤而从第二洗涤剂流获得另一股二氧化碳流。为了使酸性气体富集，借助氮气从第二洗涤剂流提取出(汽提)残留的CO₂。利用不含酸性气体的甲醇对既加载CO₂但还加载酸性气体的氮气进行洗涤，其中对酸性气体进行反洗涤，并产生不含酸性气体的、含有氮气的残余气体(尾气)。

在加载的洗涤剂流减压至平均压力时，仅释放一部分的共吸收的物质，因此除了二氧化碳以外还将氢气和一氧化碳也送入尾气中。因此通常需要例如通过底部燃烧(Unterfeuerung)或后期燃烧而处理尾气，从而能够遵守法定的有害物质极限值。由于氮气的比例高，将尾气送回该过程中以回收共吸收的物质是无意义的。

为了减少将CO₂排入地球大气并限制温室效应对全球气候的影响，几年来采取的方案有：将技术工艺中产生的二氧化碳送入地下的储存器中并最终在此储存。在该称作暂时储存(Sequestrierung)的方法中，需要强烈压缩CO₂并以约100巴的压力导入储存器中。因为必须以显著的经济成本伴随压缩氮压载物，并且占用CO₂储存器中原本就狭窄的存储空间，所以尾气无法进行此类处理。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够克服现有技术中的缺点的方法以及用于实施该方法的设备。

所提出的目的在方法方面根据本发明以如下方式实现，将在使加载的洗涤剂再生时分离出的气体用作汽提气体，从而在闪出后提取出(汽提)仍残留在加载的洗涤剂中的共吸收的物质。