[发明专利]从吸收剂中能量有效回收二氧化碳的方法和适于运行该方法的设备

说明书

本发明涉及一种从富含气态酸气的吸收剂中回收酸气的方法，其中用于在汽提塔中分离吸收剂和酸的能量通过以能量有效方式从汽提器废气再循环传热流体来减少。本发明进一步涉及一种适于进行所述方法的设备。

本发明涉及一种从富含气态二氧化碳的吸收剂中回收二氧化碳的方法，其中减少了用于在汽提塔中分离吸收剂和二氧化碳的能量，本发明进一步涉及用于进行所述方法的设备。

发明背景

二氧化碳回收设备广泛用于清洁和/或回收例如从烃燃烧、发酵和气体处理释放的二氧化碳。回收的二氧化碳可以任选地液化和作为最终产品销售或用于给定设备的生产中。

在典型的吸收器-再生器系统中，二氧化碳的回收通过将气体引入吸收器来进行，在这里气体与吸收器中向下流动的含有吸收剂的贫溶剂接触。二氧化碳至少部分地被贫溶剂吸收，并且耗尽的气体离开吸收器用于进一步处理或排放。含有二氧化碳的溶剂然后例如通过汽提处理来释放二氧化碳，并且二氧化碳可以回收或进一步纯化。可用于分别回收吸收剂和二氧化碳的常规技术包括汽提。吸收器-再生系统典型地允许连续操作来回收二氧化碳。

在设计方法和确定参数中，其产生所需的高纯度二氧化碳和同时处于最高产物产率，进一步的下游纯化步骤经常包括开回路和闭回路系统，其中仍会含有残留二氧化碳的吸收剂的贫料流经进一步处理和再循环来从吸收剂中萃取甚至更多的二氧化碳。使用这样的回路系统由此促进料流例如吸收剂和/或水的回收和再使用，来减少成本和废料。

但是，用于再生吸收剂或从吸收剂中萃取更多二氧化碳的进一步处理也需要另外的能量，例如用于冷却、加热和加压。通常，每单位产率所需能耗随着吸收剂的纯度而增加。即，与例如富含二氧化碳的吸收剂料流的第一单元的回收相比，从吸收剂贫料流中回收最后残留的二氧化碳的每单位产率所需能耗更高。

已经描述了用于回收二氧化碳、改进了整体能量效率的几种设备。US2013/0055756描述了一种这样的回收设备，其中来自于再生器塔的贫吸收剂使用常规再沸来再循环到再生器塔顶部，并且将混合的汽提器废气压缩和冷凝来将溶剂再循环到再生器塔用于进一步回收。包括中间冷凝热交换步骤，其中贫吸收剂和混合气体进行热交换。但是，能量效率在位于吸收塔和再生塔之中和之间的热泵系统6中。

WO2008/063082也描述了一种吸收的二氧化碳的再生方法，其中热能从二氧化碳气体中回收。吸收的二氧化碳料流经过汽提程序，由此产生加热的气态富含二氧化碳的料流和液体贫含二氧化碳的吸收剂料流。加热的气态富含二氧化碳的料流经过多个压缩步骤，并且中间添加传热流体，和使用热交换器从压缩的气体中回收热。回收的能量可以用于在再生再沸器中加热液体贫含二氧化碳的吸收剂料流，作为再生器再沸器的热或者再生器再沸器的热的一部分。

因此，能量从压缩的加热的二氧化碳回收，并且该热可以用于再沸一部分的贫吸收剂，来降低二氧化碳回收方法的总能耗。

在US2014/0190351中描述了一种通过将系统所产生的热能用于汽提器再沸器，来减少二氧化碳回收方法的能耗的方法，更具体地减少汽提方法中所用的能量。这通过将低压蒸汽提供到汽提器再沸器来提供汽提蒸汽，而不降解溶剂(吸收剂)来解决。来自于饱和的汽提器气体的冷凝物也可以导向汽提器再沸器来用于蒸发和用作汽提蒸汽，因此减少了供给补充水的需要。

在大的设施中，每单位二氧化碳产率的能耗甚至很小的降低都有很大的经济效益。所以，一直需要设计方法和参数，其能够以较低能耗来回收二氧化碳。除了能耗之外，同样重要的经济方面在于减少每单位二氧化碳产率的其他资源消耗，例如该方法需要的吸收剂和/或水的量。

同样，使该方法的输入例如供给水、吸收剂等最小化也是一直的期望。

因此，本发明的一个目标是进一步减少二氧化碳回收方法的总能耗，以及减少另外的资源例如水的消耗。

发明内容