[发明专利]使用浓缩溶液的小型吸收-解吸工艺和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用浓缩溶液从气流中离析CO₂的小型吸收-解吸工艺和设备。

背景技术

特别是由于与其相关的环境问题，在最近几年CO₂的离析得到了更多的关注。存在能够从不同种类废气中移除CO₂以使得工艺对环境更友好的需求。已研究地一种方法是使用吸收剂的溶液。溶液与包括CO₂的废气接触并且CO₂吸收在液体中，在通过改变物理条件释放CO₂之前从气相中分离CO₂。

从废气中移除CO₂的传统方法将使用例如如图1所示的标准吸收-解吸工艺。在该工艺中，废气具有在间接或直接接触冷却器之前或之后由鼓风机产生的压力。随后，废气输送至吸收塔，在吸收塔中废气与向下流动的吸收剂逆流地接触。在柱的顶部，清洗区适用于基本采用水来移除跟随废气而源自CO₂移除区的残余吸收剂。将源自吸收器下部的富含CO₂的吸收剂经由给予进入解吸塔之前的富吸收剂预加热的热回收热交换器而泵入解吸柱顶部。在解吸塔中，朝向塔上部运动的气流剥离了CO₂。在顶部上方的跟随CO₂的水和吸收剂在解吸器顶部上方的冷凝器中回收。重沸器中形成了蒸汽，在重沸器中，贫CO₂的吸收剂经由热回收热交换器和冷却器而泵入吸收柱的顶部。

用于从废气中移除CO₂的已知工艺涉及引起在废气中显著压力降低的设备。如果允许这种压力降低，将导致在发电设备或其他产生废气的设备的出口中形成压力。这是不合需要的。在气轮机的例子中，这将导致在发电过程中效率降低。为了克服这个缺点，需要昂贵的废气鼓风机。

现有技术存在的另外问题在于，吸收塔和前述的废气冷却器都是昂贵的设备。

标准CO₂捕捉设备也需要大量房产面积。

另外的问题在于，通过吸收－解吸工艺循环大量的稀释过的吸收剂需要大量的能量和热交换。必须循环的溶液量大大受到工艺中使用的吸收剂浓度影响。浓度越高，越少的稀释剂要被加热、冷却以及循环。影响合适的浓度的因素是溶液的粘度、溶液的腐蚀性、可溶性以及将要使用的溶液和设备的其他化学和物理特性。

从环境以及经济角度考虑，包括在吸收溶液中的稀释剂/溶剂应优选为无毒的并且无需任何额外努力或动作来处理。

US2006/0045830公开了一种使用基于乙二醇醚胺的特殊类型吸收剂。其指明了，与传统的烷醇胺基吸收剂相比，这些特殊吸收剂可以采用高浓度。此外，其公开了，传统胺所用的浓度介于15－60重量％之间。

DE102006010595公开了用于吸收包括CO₂的酸性气体的特殊烷醇胺的使用。可以利用浓度比传统吸收剂甲基二乙醇胺MDEA更高的烷醇胺吸收剂。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于利用更高浓度传统胺CO₂吸收剂并且因此减少加热、冷却和循环大量稀释剂的需求的方法。

本发明提供了一种用于从废气中吸收并解吸CO₂的方法，包括将废气送入大体水平通道，其中，吸收流体沿废气流动方向喷入通道，并且在通道的较低部分处作为富含CO₂的吸收流体被收集并且输送进旋转解吸器叶轮的中心，在该中心解吸CO₂。

在一个实施例中，吸收流体具有高浓度烷醇胺CO₂吸收剂。吸收流体中烷醇胺的浓度可以介于50与100重量％之间。在另一实施例中，吸收流体中烷醇胺的浓度介于70与90重量％之间。

依照本发明一个实施例，吸收剂浓度介于70与95重量％之间。

依照本发明另一实施例，吸收剂浓度介于70与80重量％之间。

本发明涉及从废气中回收CO₂。尽管本发明示例涉及从来自电厂的废气中回收CO₂，但是本领域技术人员将易于理解，本发明的原则同等地适用于其他产生废气的工艺，例如来自混合循环燃气电厂、燃煤电厂、锅炉、水泥厂、精炼厂、吸热工艺的加热炉的气体，吸热工艺例如天然气或包含CO₂废气的类似源的蒸汽重整。