[发明专利]废气捕捉系统的能量回收

说明书

技术领域

本发明涉及用于与废气捕捉系统一起使用的能量回收过程和装置(unit)，且尤其涉及将从废气的压缩中回收的热量与废气捕捉系统结合以减少该系统的能量需求。

背景技术

在气体处理或能量生产厂中产生诸如CO₂或H₂S之类的废气。例如，CO₂被包含在废料、生物质、煤以及被电力发电厂、转废为能设备或被设计成产生功率或工艺蒸汽的其它工业过程燃烧的基于化石或碳的燃料/材料的燃烧期间所形成的烟气中。在常规设备中，可借助于吸收溶剂来捕捉废气。这些溶剂优选是可再生的以使得可从溶剂中释放所溶解的废气以供溶剂的再使用。溶剂再生过程可包括诸如汽提塔之类的再生器和诸如再沸器之类的热源来添加能量以从诸如胺基(amine-based)溶剂之类的溶剂中释放废气。为了从溶剂中释放废气，以蒸汽为形式的大量的热能被用于给再沸器和相关设备加燃料。

可利用单级或多级压缩机来处理从溶剂释放的废气以将该废气压缩成适合于存储的压缩气体或液体产品流。在一个或多个压缩级的下游，可冷却废气以移除痕量(traceamountsof)水蒸汽或提高后续压缩级的性能和效率。采用常规传热流体的热交换器可被用于减少废气温度和体积。从压缩中回收热能可以是期望的。从废气的压缩中生成的热能与废气捕捉系统的结合可减少对从反萃取(stripping)溶剂中释放废气的再生能量需要，因此提高整体工厂效率并将更多功率发送至输电网。因此，仍然需要在将压缩热能回收并整合回到废气捕捉系统方面有效的过程和装置。

发明内容

本文中所提供的是废气捕捉系统的能量回收过程，其中废气可包括CO₂或H₂S。该过程包括从吸收溶剂中释放废气并且将废气馈送至废气压缩机。该过程可进一步包括将传热流体引入到废气压缩机下游的热交换器以降低废气压缩机排放(discharge)的温度，其中传热流体的温度增加。离开热交换器的传热流体可被用于生成第一能量源，诸如第一蒸汽源。第一蒸汽源可与第二蒸汽源混合以形成混合蒸汽源。混合蒸汽源可被供应至废气捕捉系统以提供回收能量源。

在一个实施例中，混合蒸汽源可被用作用于在废气再生器(诸如再生柱)中产生废气的热源的全部或一部分。所产生的废气可被馈送至废气压缩机。

在一个实施例中，混合蒸汽源可被用作废气捕捉系统中的再生柱的热源的全部或一部分。混合蒸汽源可被用于增加再生柱的回流(refluxstream)的温度。

在一个实施例中，废气捕捉系统可具有废气吸收溶剂。混合蒸汽源可被用于在废气吸收溶剂被引入到废气流之前加热该废气吸收溶剂。

在另一实施例中，可以闭环热交换系统来配置能量回收过程的传热流体以用于回收从废气的压缩中所生成的热量并且将该热量返回至废气捕捉系统。

在实施例中，再沸器可被用于从吸收溶剂中释放废气并且混合蒸汽源可被用作用于在再生柱中产生废气的热源。

在另一实施例中，热再生装置可被用于再生废气、溶剂或其它挥发物，其中混合蒸汽源向热再生装置提供能量以释放挥发物。

在实施例中，可利用蒸汽喷射器来生成混合蒸汽源。蒸汽喷射器可使用第二蒸汽源来抽出或提取第一蒸汽源。第二蒸汽源优选处于比第一蒸汽源高的压强。

在另一实施例中，可利用压缩机来生成混合蒸汽源。

在另一实施例中，能量回收过程可包括第二废气压缩机的使用。离开热交换器的降低温度的压缩机排放可被引入到第二废气压缩机并且可通过使用位于下游的第二热交换器来降低来自第二废气压缩机的排放的温度。第二传热流体可被用在第二热交换器中，其中离开第二热交换器的第二传热流体可被用于生成第一蒸汽源。

本文中所提供的是废气捕捉系统的能量回收装置。废气可以是任何气体，例如，CO₂或H₂S。该装置可包括包含传热流体的热交换环。热交换器可位于废气压缩机的下游以使得热交换器接收废气压缩机排放并且传热流体流过热交换器以降低从压缩机排放的经压缩废气的温度。诸如用于容纳水的容器之类的蒸汽生成装置可被用于产生第一蒸汽源。蒸汽生成装置可具有用于产生蒸汽的热交换部件，其中热交换部件与离开热交换器的传热流体流体连通。传热流体可将从冷却废气压缩机排放中回收的热量结合到蒸汽生成装置以用于产生可被再引入到废气捕捉系统的一个或多个点中的蒸汽。用于结合第一蒸汽源和第二蒸汽源的蒸汽混合设备可被用于形成混合蒸汽源以用于废气捕捉系统以提供回收能源。