专利名称：使用浓缩溶液的小型吸收-解吸工艺和设备的利记博彩app
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(X)2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(X)2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(X)2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(X)2的废气接触并且(X)2吸收在液体中，在通过改变物理条件释放(X)2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(X)2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(X)2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(X)2捕捉设备也需要大量房产面积。另外的问题在于，通过吸收一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(X)2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(X)2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C02。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(X)2废气的类似源的蒸汽重整。本发明允许使用更高浓度传统胺基(X)2吸收剂，但是也可能用于具有介于50与 100重量％之间浓度的胺吸收剂。吸收剂可选自伯胺、仲胺、叔胺，特别是链烷醇胺，这些胺的示例为单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺。本发明不限于使用胺基吸收剂。需要理解的是，可能使用除了胺基吸收剂之外的其他吸收剂。正在研发非胺基的吸收器，并且相信本发明是同样好地适用这些未来的吸收剂种类。旋转解吸器叶轮(RDW)可以工作在比传统剥离器更高的压力下，这导致产生的(X)2 具有更高压力。因为通常在高压下或液化状态下存储或利用CO2，较高的产品压力降低了后期处理的成本。对于RDW合适的压力是在1. 5 - IObar范围内，更优选地在3 — 5bar范围内。如上所述，当胺的浓度增大并且载入(X)2时，胺溶液的粘度增大。依照本发明，旋转解吸器叶轮使得能够使用具有高达至少IOOmI^粘度以及因此具有更高浓度的吸收溶液。 为了实现解吸，加热富吸收溶液，但是公知的是，胺吸收剂具有受限的热稳定性并且如果加热太长或太多时会退化。RDW中的驻留时间大大短于可比较的剥离器柱中的驻留时间，这导致减小的热退化。通过依照权利要求1的方法来实现这些和其他目标。其他有益实施例和特征描述在从属权利要求中。
以下将参照附图更详细地描述本发明，其中 图1说明了传统的吸收-解吸工艺；以及
图2说明了依照本发明的流程图，其中组合了 CIT和RDW。
具体实施例方式图1示出了使用标准吸收-解吸工艺的用于从废气中移除(X)2的传统方法。在该工艺中，废气PlO在间接或直接接触冷却器P20之前(如所示)或之后由鼓风机P21增压。 随后将废气输送至吸收塔P22，在吸收塔P22中废气与向下流动的吸收剂P40逆流接触。在柱的顶部，清洗区适用于基本采用水来移除跟随废气而从CO2移除区来的残余吸收剂。清洗液体P41从顶部进入并且进一步向下再提取作为P42。CO2耗尽的废气在顶部上方移除而作为P12。将来自吸收器底部的富含(X)2的吸收剂P32经由给予进入解吸塔P30之前的富吸收剂P36预加热的热回收热交换器M8而泵入解吸柱P30的顶部。在解吸塔中，通过向塔上部移动的蒸汽来剥离C02。在顶部上方跟随(X)2的水和吸收剂在解吸器顶部上方的冷凝器P33中被回收。蒸气(vapour)形成在重沸器P31中，从重沸器，贫CO2的吸收剂P38 经由热回收热交换器M8和冷却器1^9而泵入吸收柱P22的顶部。提供蒸汽(steam)至重沸器，作为流P61，离析后的CO2作为流P14离开。图2说明了本发明的实施例；其中，含有(X)2的气流10进入通道20、22、M以用于通道集成处理(CIT)。在第一区域20中，冷却水51直接喷入气流中。沿气流方向喷射冷却水的液滴，因此也有助于气体的输送。冷却区域的大小可取决于气体源而改变。从设置在通道内的一个或多个喷嘴喷射冷却水液滴。一些液滴可能降落到通道的底部，在此收集这些液滴，而剩余的则由除雾器收集并且通过管道52移除。冷却后的气流进入第二区域M， 在此吸收溶液的液滴经由设置在该区域中的喷嘴而进入气流中。喷嘴沿流动方向以30 -120m/s的速度喷射液滴。来自液滴的动能转移到废气并且因此有助于流动。在优选实施例中，贫吸收剂40导入通道的下游端，在位于进入点下游的通道的较低部分处收集并且在贫吸收剂40的进入点上游再注入到气流中。这可重复多次，由此得到了一种逆流流动模式； 当气流穿过通道时，气流与(X)2越来越贫的吸收溶液接触。通过在每个区域之间布置的除雾器来捕捉液体吸收剂。通道可以是水平的，但是也可以具有从水平直至60度的角度。经由管道32从通道中移除富含(X)2的吸收流体，并且通过泵沈将该吸收流体作为流34而输送进入贫/富热回收热交换器观，其中，在导入旋转解吸器叶轮中之前就预加热富吸收剂。旋转解吸器叶轮(RDW)是用于从吸收流体中解吸(X)2的系统，RDff包括具有开放式核心的缸，缸围绕穿过核心的轴线可旋转地设置，RDW还包括用于将富含(X)2吸收流体36 输送至缸的核心的管道、在缸周围处的贫吸收剂出口 38、以及用于间接为缸的至少周围部分供热的装置。在所示实施例中，通过61输送蒸汽以作为热源，并且通过管道62移除冷凝物。在一个优选实施例中，RDff进一步包括冷凝器区域，其中，与已解吸的(X)2 —起转移至气相的水和吸收剂被冷凝并且返回到解吸区域，并且得到了干燥的(X)2流14。为了促进冷凝， 通过管道55供应冷却液并且通过管道56移除。当富吸收剂导入旋转缸的核心时，旋转将促使液体在周围方向移动。热量的供应将导致解吸并且形成蒸气相。由于旋转以及液相朝向周围的移动，蒸气相将朝向缸的核心移动，并从缸的核心移除。得到的贫吸收溶液38在热回收热交换器观中与富吸收流体34热交换，进一步在冷却器四中与通过管线53导入的冷却液间接接触而冷却，并且通过管线M移除。冷却的贫吸收流体作为流30而回到通道。当结合了通道集成处理和旋转解吸器叶轮(CIT&RDW)时，依照本发明一个实施例， 变得能够使用更浓的吸收剂溶液。在解吸工艺中，当水含量减小时温度将上升，这有利于在吸收剂溶液中使用较不挥发的化学物，例如烷醇胺。不期望的副反应可能随后增多，但是对于由旋转解吸器叶轮和通道集成处理得到的非常短的驻留时间，这些副反应的程度将是可接收的。总之，这些副反应可比传统工艺中要少。解吸器压力可能设置为比传统工艺要更高。依照本发明，可以使用更浓的吸收剂溶液。使用水溶MEA作为示例，浓度可以从约 30%增至90% (重量)。这导致通过该工艺的循环吸收剂大致减少至传统工艺的1/3。依照本发明的减少体积循环率的效果在于，泵可更小，减小了泵功率，并且标准贫 /富热交换器和吸收剂冷却器的大小均按照体积流量减小而按比例减小。特别是对于CIT 工艺而言，重要的是，可切割喷嘴的数目为三。对于解吸重沸器而言，也相应地减小了与提高从富液体入口至贫液体出口的吸收剂温度所需的大量热量相关的热载荷部分。这既减小了资本成本又节省了能量。将传统剥离器中30% MEA溶液与RDW中70重量％ MEA做比较，得到的蒸汽消耗的计算显示，使用的蒸汽从^g/kgO)2减少至1. 4kg/kgC02，这表示减少了 30%。吸收剂的粘度可能在0. 01 — 50mPa范围内，优选地在1 一 10范围内。在依照本发明的方法的一个实施例中，吸收流体具有5 - 35mPas的粘度，在其他实施例中该粘度为5 - 20mPas、l 一 15mPas或从10至15mPas。依照本发明的一个实施例，吸收剂可以是MEA。其他实施例可使用其他吸收剂，例如非胺基吸收剂。依照一个实施例，本发明中使用的吸收剂可以是分子式1的烷醇胺 NR1R2R3 (1)
其中
R1是CV6-烷醇
R2是H、C1^6-烷基或CV6-烷醇；以及 R3是H、C^6-烷基或CV6-烷醇， 及其混合物。"(V6-烷基”表示具有在一与六个之间的碳原子的直链或支链烷基，示例包括甲基、乙基、丁基、丙基、戊基禾口己基。"(V6-烷醇”是选自具有从一至六个碳原子的直链或支链烷醇；示例包括甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、戊醇和己醇。
权利要求
1.一种用于从废气中吸收并解吸(X)2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(X)2的吸收流体被收集并且输送进旋转解吸器叶轮，在旋转解吸器叶轮中解吸co2。
2.根据权利要求1的方法，其中，吸收流体具有高浓度烷醇胺0)2吸收剂。
3.根据权利要求3的方法，其中，吸收流体中的烷醇胺的浓度介于61与100重量％之间。
4.根据权利要求3的方法，其中，吸收流体中烷醇胺的浓度介于70与90重量％之间。
5.根据权利要求1的方法，其中，吸收剂是能吸收(X)2的液体。
全文摘要
公开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(20、22、24)，其中，吸收流体沿废气的流动方向喷入通道，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(30)的中心，在此解吸CO2，并且贫吸收流体返回到通道中。该方法可以使用具有高浓度的传统胺CO2吸收剂的吸收流体。也公开了用于从气流中吸收CO2的浓度介于61与100重量％的胺吸收剂的使用，其中，胺是烷醇胺。
文档编号B01D53/62GK102574048SQ201080040283
公开日2012年7月11日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月10日
发明者D.A.艾默, K.I.阿森, T.菲夫兰 申请人:挪威国家石油公司