[发明专利]基于醇的气体汽提方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从吸收或吸附介质中汽提酸性气体如二氧化碳的方法。本发明还涉及方法、用途和设备。

背景技术

大规模燃烧方法通常用于市政和工业产生能量，用于从原矿和其他原材料中制备精炼产品，以及用于市政和工业废料的处理。这种燃烧方法通常连续产生很大体积的焚烧废气流，该废气流含有一种或多种不希望的气态化合物，所述气态化合物包含一种或多种酸性气体如二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)，其可导致严重的环境污染和健康威胁。特别地，大气中CO₂的浓度增加被认为是全球变暖的首要原因。

为了工业和环境的目的，很早就提供了气体吸收、分离和回收的方法。工业应用通常包括从处理气流中分离和移除至少一种气态组分以提高生产的气体产物的质量和/或防止在随后的下游处理中可能产生的不希望的下游操作问题。实例包括从天然气体和合成气体中移除CO₂和/或硫化氢(H₂S)或从工业处理气流中移除挥发性有机化合物(VOC)或其他气体（例如，氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)）。环境应用通常包括从燃烧烟道或废气流中移除至少一种气态组分如CO₂、SO₂、NO_x或汞(Hg)以减少污染物的排放。

存在许多从燃烧烟道或废气流中洗去不想要的气态化合物的系统，通常包括对于含有不想要的组分的气流使用逆流溶剂，如包含一种或多种烷醇胺的溶剂。这种系统通常称为逆流吸收器和汽提器。某些所述系统及其操作描述于Kohl和Neilson的Gas Purification,5^th Edition(1997,Elsivier B.V.)；US 2003/0221555；US 2005/0169825；US2007/0044658；US 2007/0077188；US 2009/0104098；US 2009/0151318；US 2009/0151564；US 2009/0151566；US 2009/0155889；US3,725,529；US 5,220,782；US 6,270,739；US 6,436,174；US 7,001,519；US 7,388,120；WO 89/07979；WO 2004/089512；WO 2006/108532；WO 2009/003238；WO 2009/052313和EP 544,515。

大多数酸性气体移除方法包括一个使吸收或吸附介质再生的步骤。此步骤具有不同的名称，已知为解吸附、再生或汽提。一种通常实施汽提步骤（例如在CO₂移除操作中）的方法是将富含CO₂的洗气介质与蒸汽接触。蒸汽从所述介质中驱除CO₂，并且贫CO₂的介质可再利用。产生蒸汽所需要的能量成本很高并且降低了系统的总效率。

发明内容

本发明涉及一种使用一种醇从吸收介质和/或吸附介质汽提酸性气体（例如二氧化碳）的方法，所述醇选自沸点低于吸收介质和/或吸附介质的沸点的醇。

本发明还提供了气态醇和/或醇蒸汽用于从吸收介质和/或吸附介质汽提酸性气体的用途。

本发明还提供了热回收装置和方法用于一种醇汽提组分（或载体）的再生和再循环的用途。任选使用外部低等级热输入进行醇汽提组分（或载体）的再生和再循环。

本发明还提供了热泵用于回收和利用在气体汽提过程中产生的废热的用途。

本发明还提供了一种用于从吸收介质和/或吸附介质汽提酸性气体的方法，所述方法包含：

(a)将一种富含酸性气体的吸收介质和/或吸附介质与一种气态醇接触；

(b)回收贫乏的、即除去了酸性气体的吸收介质和/或吸附介质；

(c)优选地，通过流经一个热交换装置而冷却富含酸性气体的醇，以便从所述醇中分离酸性气体；

(d)优选地，使所述醇再生为一种气态蒸汽流；以及

(e)任选地，用一个或多个热泵回收废热。

本发明还提供了一种用于从吸收介质和/或吸附介质汽提酸性气体的装置。

如本文所用的，术语“富有的吸收介质和/或吸附介质”是指相对于贫乏介质而言吸收了相对大量的酸性气体的介质。