[发明专利]用于提高混合气流中CO2去除的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月21日提交的具有美国序号61/038,494的题为“System and Method For Enhanced Removal of CO₂ From aMixed Gas Stream(用于提高混合气流中CO₂去除的系统和方法)”的同时待审美国临时申请的优先权，其公开以引用的方式全部结合到本文中来。

发明领域

所提出的发明涉及一种从含有二氧化碳和二氧化硫的工艺气流中除去二氧化碳(CO₂)的系统和方法。更详细地讲，所提出的发明涉及用于从烟道气流中除去CO₂的基于溶剂的烟道气处理系统，其中提供催化剂以增加溶剂在从烟道气流中捕获CO₂中或在使溶剂再生中的效率。

背景

在燃料如煤、油、泥煤、废物等在燃烧装置如与用于为发电厂提供蒸汽的锅炉系统相关的燃烧装置中燃烧时，产生高温工艺气体(或烟道气)。这种烟道气常将尤其含有二氧化碳(CO₂)。释放二氧化碳到大气中的负面环境效应已被广泛认识到并导致适于从上述燃料的燃烧中产生的高温工艺气体中除去二氧化碳的方法的发展。一种这样的系统和方法先前已被公开并涉及用于从燃烧后烟道气流中除去二氧化碳(CO₂)的单级基于冷冻氨(Chilled Ammonia)的系统和方法。

已知的基于溶剂的CO₂捕获系统如基于氨的系统和方法(CAP)提供用于从气流如燃烧后烟道气流中捕获/除去CO₂的相对低成本的方法。这类系统和方法的实例先前已在2005年4月12日提交且标题为Ultra Cleaning of Combustion Gas Including the Removal of CO₂(包括CO₂去除的燃烧气体的超级清洁)的待审专利申请PCT/US2005/012794中公开(国际公开号：WO 2006/022885/发明人：EIi Gal)。在该方法中，从烟道气流中吸收CO₂通过使冷冻氨离子氨溶液(或浆液)与含有CO₂的烟道气流接触来实现。

图1A为概括地描绘用于从烟道气流FG中除去各种污染物的烟道气处理系统15的图，该烟道气流FG由例如发电装置的蒸汽发生器系统中使用的锅炉系统26的燃烧室放出。该系统包括经构造以在使清洁的烟道气流排放到排气烟囱90(或其它处理)之前从烟道气流FG中除去CO₂的CO₂去除系统70。该系统还经构造以输出从烟道气流FG中除去的CO₂。CO₂去除系统70的细节概括地描绘于图1B中。

关于图1B，CO₂去除系统70包括用于从烟道气流FG中捕获/除去CO₂的捕获系统72和使用于从烟道气流FG中除去CO₂的离子氨溶液再生的再生系统74。捕获系统72的细节概括地描绘在图1C中。

关于图1C和图1D，概括地描绘了CO₂捕获系统70(图1A)的捕获系统72。在该系统中，捕获系统72为基于溶剂的CO₂捕获系统。更详细地讲，在该实例中，所使用的溶剂为冷冻氨。在用于CO₂去除的基于冷冻氨(CAP)的系统/方法中，提供吸收剂容器，其中使吸收性离子氨溶液(离子氨溶液)与含有CO₂的烟道气流(FG)接触。所述离子氨溶液通常为水性的且可由例如水和铵离子、碳酸氢根离子、碳酸根离子和/或氨基甲酸根离子组成。已知的CAP CO₂去除系统的实例概括性地描绘在图1C和图1D的图中。

关于图1C，吸收剂容器170经构造以接收来源于例如化石燃料燃烧锅炉26(参见图1A)的燃烧室的烟道气流(FG)。该吸收剂容器170还经构造以接收自再生系统74(参见图1B)供应的贫乏离子氨溶液。贫乏离子氨溶液经由液体分配系统122引入容器170，同时烟道气流FG也经由烟道气入口76由吸收剂容器170接收。