[发明专利]二氧化碳回收系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于，并要求于2009年9月10日提交的在先日本专利申请No.2009-208839的优先权；该专利申请以引用的方式全文结合到本文中。

技术领域

本文所描述的实施例总体上涉及一种二氧化碳回收系统，其用于回收动力生产系统等中的化石燃料(例如，煤)燃烧排气中包含的二氧化碳。

背景技术

如今，由于全球变暖的观点，抑制温室效应的气体的排放已成为了一种全球性的解决方案。抑制温室效应的气体中的二氧化碳的排放正是一种解决方案。解决方案涉及动力生产系统，例如自然能量的利用、核能发电的推广、节能、以及提高动力生产的效率都是积极地尝试。

另外，通过对当前动力生产技术的改进和革新，从使用占据了动力生产总量的大部分的化石燃料的燃烧排气中回收二氧化碳的技术已经发展为二氧化碳排放方法。在回收包含在燃烧排气中的二氧化碳的气体分离和净化技术中，有采用固体吸收剂的吸收方法、所述吸收方法衍生出来的一种技术的压力振荡吸收方法和温度振荡吸收方法、采用碱金属盐溶液的热碱方法、和采用具有微孔径的有机聚合物和无机物的膜分离方法等等。还有一种胺方法，其采用主要成分为链烷醇胺的吸收剂来进行化学吸收，在上述所描述的方法中，胺方法是目前世界上受到最多关注的方法。

在胺方法中，进行吸收操作使得主要成分是链烷醇胺的吸收剂吸收二氧化碳、以及通过对吸收了二氧化碳的吸收剂加热操作来释放已由吸附剂吸收的二氧化碳从而实现吸收剂的再生操作。从系统外部提供热量对于吸收剂的再生操作是很有必要的。

在胺方法中进行二氧化碳回收所需要的主要能量是再生操作的热量。当化石燃料的燃烧排气作为二氧化碳回收过程要处理的对象时，其通常是化石燃料燃烧产生的热量作为吸收剂再生操作的热源的情形。因此，构造一种用于二氧化碳回收的热量需求量小的装置是很有必要的。

另外，当煤等被用作燃料时，氧化硫、颗粒物等会混入到燃烧排气中。氧化硫、颗粒物等通常通过移除过程进行移除，但是少数组分的氧化硫、颗粒物等的残余物量会聚集在吸收剂中，有可能产生例如热交换器和运输机器(例如，泵)受污染、和吸收剂的组分改变等影响。另外，有可能吸收剂的变质产物和结构材料的腐蚀产物可以具有类似的效应。因此，上述限定的聚集在吸收剂中的杂质(少数组份)需要立刻被移除。另外，需要建立一种技术，使得通过移除过程造成的吸收剂损失和热量损失较小。

特开JP-A 2008-207123号公报公开了一种方法，其中在二氧化碳回收系统中提供过滤膜设备，蒸发器被设置来移除二氧化碳回收系统的吸收剂中聚集的固体物质，其用于加热和凝结过滤膜设备收集到的溶液中的杂质；特开JP-A 2008-238113号公报公开了一种方法，其中在二氧化碳回收系统内部提供了阴离子交换树脂塔，固-液分离器被设置在它之前的级上，用于移除吸收剂中固体物质和阴离子杂质，以上所揭示的两种方法用于解决上述所提出的问题。

在特开JP-A 2008-207123号公报中并没有清楚地描述所述过滤膜设备的操作，并且还有一种可能性就是，吸收剂保持将达到100℃的高温的热能或者来自再生塔的更多排放将会损失。再者，其并没有描述在高温环境中使用过滤膜材料的相关情况，并且还有一种可能性就是，由于所选择的材料的原因，杂质通过来自于过滤膜材料的洗脱材料落入到吸收剂中。

特开JP-A 2008-238113号公报描述了一种方法，其中离子杂质被阴离子交换树脂所移除。然而，众所周知，由于离子交换树脂的离子交换团的退化，从阴离子交换团获得的具有氨基的阳离子杂质被析出。因此，一种处理阳离子杂质的对策被通常地提出，就是在阴离子交换树脂的下一级设置阳离子交换树脂等等，但是这会带来吸收剂处于具有高浓度链烷醇胺的碱性环境下的操作问题。

进一步地，在特开JP-A 2008-238113号公报中还揭示设置阴离子交换树脂塔移除由于链烷醇胺中氧化变质产物产生的有机酸，但是阴离子交换树脂所固有的离子交换团公知地具有较低的耐热性和耐氧化变质性。因此，就产生了一个问题，阳离子的洗脱从具有氨基的阴离子交换团发生，并且如果阴离子交换树脂在链烷醇胺被氧化和变质的环境下使用，那么吸收剂中的杂质将会增加。另外，还有一种可能性，由于设备的污染会造成热损失，例如将热交换器设置在吸收剂循环路径中时，由于杂质的原因会造成热损失。本发明的另一个目的是提供一种抑制热损失的二氧化碳回收系统。

发明内容