[发明专利]气体处理方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及用于从气体流中去除诸如二氧化碳(CO₂)和二氧化硫(SO₂)的污染物的方法和系统。

背景技术

在诸如煤、油、泥煤、垃圾等的燃料在诸如发电设备的燃烧设备中燃烧时，产生常常称为烟气的热工艺气体，该气体尤其包含二氧化碳(CO₂)。将二氧化碳释放到大气的负面环境效应已广为人知，并且已导致适于从在上述燃料的燃烧中产生的热工艺气体去除二氧化碳的工艺的发展。

WO 2006/022885涉及一种用于从烟气中去除CO₂的方法。在WO 2006/022885的方法中，烟气最初借助于常规空气污染控制方法处理，例如借助于颗粒收集器、用于NO_x和SO₂控制的装置、酸雾捕集装置等。离开常规空气污染控制处理装置的烟气通常保持约40-80℃的温度。该方法的下一步骤涉及将烟气冷却至优选地0-25℃的温度。在常常被称为直接接触冷却的该步骤中，冷却借助于冷水实现。在冷却之后，烟气被运送至CO₂吸收器，在其中，通过使烟气与具有低二氧化碳含量的低温含氨浆料或溶液接触而发生实际的CO₂去除。这允许将CO₂从烟气吸收到含氨浆料或溶液中。离开CO₂吸收器的烟气包含非常少量的污染物和二氧化碳。富CO₂含氨浆料或溶液在再生器中再生，在再生器中，二氧化碳在约50-200℃的温度下和高压下被汽提，以在再生器塔顶处形成浓缩的富CO₂流。

发明内容

在本公开的第一方面，提供了一种用于清洁包含二氧化碳和二氧化硫的气体流的方法，包括在二氧化碳去除阶段中从气体流去除二氧化碳；该方法包括：

a)在硫去除阶段中，通过使气体流与包括氨的液体直接接触以将二氧化硫从气体流吸收到液体中，使得气体流为二氧化硫贫化的，从而从气体流中去除二氧化硫；

b)在气体冷却阶段中冷却气体流，使得形成经冷却气体流；

c)在二氧化碳去除阶段中，通过使气体流与含氨液体接触以将二氧化碳从气体流吸收到液体中，使得气体流为二氧化碳贫化且富含氨的，从而从经冷却的二氧化硫贫化的气体流中去除二氧化碳；

d)在氨去除阶段中，通过使气体流与酸性液体直接接触以将氨从气体流吸收到酸性液体中，使得气体流为氨贫化的，从而从二氧化碳贫化的气体流中去除氨；以及

e)在气体加热阶段中加热氨贫化的气体流，使得形成经加热气体流；

其中，来自阶段a)的用过液体的至少一部分被抽出和引导以用于在阶段a)中重新使用，并且来自阶段d)的用过液体的至少一部分被抽出和引导以用于在阶段d)中重新使用。

在上述方法中，硫去除在独立于冷却和其它清洁阶段的单独阶段a)中被控制。这允许高效控制二氧化硫(SO₂)和可选地诸如三氧化硫(SO₃)、氯化氢(HC1)和氟化氢(HF)的其它酸性气体从气体流的去除，这继而影响整个气体清洁过程的效率。在阶段a)中酸性气体的减少可消除对下游设备构造的更昂贵耐腐蚀材料的需求。硫去除阶段还可以一浓度提供包括呈硫酸铵形式的吸收硫的液体，该浓度可独立于环境条件保持在高水平。

类似地，在阶段d)中氨从气体流的去除与其它污染物的去除独立且分开地控制。这允许高效控制从气体流的氨去除并帮助独立于环境条件维持吸收氨在从阶段d)产生的酸性气体中的高浓度。

如上指出，冷却在与用于污染物去除的阶段分开的阶段中进行。冷却可在一个或多个单独的冷却步骤中进行。应当理解，冷却可在硫去除之前和/或硫去除之后进行。

加热在单独阶段中在用于加热氨贫化气体流的一个或可能更多加热步骤中类似地进行。在加热之后，经加热且清洁的气体流可释放至环境。

在本公开的另一方面，提供了一种用于清洁包含二氧化碳和二氧化硫的气体流的气体清洁系统，其包括二氧化碳去除布置，该系统包括：

硫去除装置，其相对于气体流的流向布置在二氧化碳去除布置的上游，构造成接收气体流并使气体流与包括氨的液体接触，以形成并排放二氧化硫贫化的气体流；

气体冷却布置，其相对于气体流的流向布置在二氧化碳去除布置的上游，构造成接收和冷却气体流并排放经冷却的气体流；