用于从气体中回收二氧化碳的方法和系统的利记博彩app
【专利说明】用于从气体中回收二氧化碳的方法和系统
[0001] 本发明涉及用于从气体中回收二氧化碳的方法，在该方法中
[0002] -将气体加压，
[0003] -将加压气体和用作溶剂的水进料至吸收塔，
[0004] -将从吸收塔接受的水中吸收的二氧化碳进料至用于将二氧化碳从水中分离的解 吸塔，
[0005] -将排出解吸塔的水再循环至吸收塔，
[0006] -回收排出解吸塔的二氧化碳。
[0007] 本发明还涉及用于从气体中回收二氧化碳的对应的系统。
[0008] 目前最大的环境威胁之一是二氧化碳在大气中的持续增加。一些最大的人造二氧 化碳排放是由使用化石燃料（煤、天然气、油、泥煤）的发电厂的烟道气而引起的。使用目 前回收方法的基本理由不在于气候变化，而是将二氧化碳从烟道气中分离并纯化，用于工 业用途和工业下游加工的原材料。
[0009] 根据李等 2011 (Li Yongling，Liu Yingshu、Zhang Hui&Liu Wenhai 2011. Carbon dioxide capture technology.Energy Procedia 11(2011)，第 2508-2515 页）的研究，目 前至少在中试阶段用于从烟道和工艺气体中分离二氧化碳的最重要方法，是：
[0010] 1)在溶液（例如胺或氢氧化物溶液）[(Ma'mun Sholeh 2005. Selection and characterization of new absorbents for carbon dioxide capture. Faculty of Natural Science and Technology Department of Chemical Engineering, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Doctoral thesis.第 132 页）和 (Chakravarti Shrikar 等，2001. Advanced technology for the capture of carbon dioxide from flue gases. First National Conference on Carbon Sequestration, 2001 年 5 月 15-17 日，Washington，DC. The National Energy Technology Laboratory (NETL) · 第10页）]、在液体（例如离子液体）或固体材料（例如碳酸钙或锂）中化学吸收，
[0011] 2)在溶液或液体例如改性的离子液体中物理吸附，
[0012] 3)在固体表面上吸附[(Munoz Emilio, Diaz Eva Ordonez Salvador&Vega Aurelio 2006. Adsorption of carbon dioxide on alkali metal exchanged zeolites. 2006 Aiche Annual Meeting，2006 年 11 月 12-17, San Francisco, CA,第 71 页） 和（Bonenfant Danielle 等 2008. Advances in principal factors influencing carbon dioxide adsorption on zeolites. Science and Technology of Advanced Materials 9(2008)013007,第 7 页）]，
[0013] 4)膜分离法[(Feron Ρ· Η· Μ· &Jansen Α· Ε· 1997. The production of carbon dioxide from flue gas by membrane gas absorption. Energy Convres. Mgmt 38(1997)，第 93-98 页）and(Zhikang Xu 等 2001. Separation and fixation of carbon dioxide using polymer membrane contactor. First National Conference on Carbon Sequestration. 2001 年 5 月 15-17,Washington，DC. The National Energy Technology Laboratory(NETL).第8 页）和（Ho Minh T·，Al linson Guy W. A. &Wi ley Dianne E. 2008. Reducing the cost of CO2Capture from flue gases using membrane technology. Ind. Eng. Chem. Res. 47 (2008)，第 1562-1568 页）]，和
[0014] 5)低温蒸馏。
[0015] 分离方法的最大挑战是烟道或工艺气体的高流动性，例如，这增加了吸附剂的循 环率、设备尺寸和能量消耗。由于对化学品的需要和损耗、它们的处理成本和另一方面在放 大中的困难，也产生了问题。例如，膜方法迄今为止仅小规模地使用。某些化学品（例如 胺）的使用，可能引起不利的健康和环境影响。
[0016] 对于各种工业应用，基于化学吸收的胺技术是用于从烟道气生产二氧化碳的最常 用方法。在胺基吸收过程中，胺与二氧化碳反应以生产氨基甲酸盐。在典型的胺基吸收 过程中，首先必须将烟道气冷却，并且必须将杂质（颗粒、S0x、NOx)从它中脱除，以获得 可容忍的水平[Cousins A·, Wardhaugh L.T.&Feron P.H.M. 2011. A survey of process flow sheet modifications for energy efficient CO2Capture from flue gases using chemical absorption. International Journal of Greenhouse Gas Control(2011),第 15页（印刷中）]。将纯化冷却的烟道气以与贫胺溶液相反的方向吹过吸收塔。塔典型地 是乱推填料塔，并且它们的尺寸可以非常大。在最近几年间发展的填料塔中，已经可能使 气体排放期间的压力降最小[Menon Abhilash&Duss Markus 2011. Sulzer-reducing the energy penalty for post-combustion C02capture. Carbon Capture Journal(2011) 23, 第2-5页]。
[0017] 胺基工艺的使用特别受到胺再生的加热成本限制。加热是在最少3bar下用水蒸 汽进行的，对此单位能量消耗为3. 8至5. 3MJ/kg CO2或者I. 1至I. 5MWh/t CO 2，并且泵和 电扇的电力消耗为0.1至〇.3MWh/t C02,这取决于工艺[Lee Young，Kwak No Sang&Lee Ji Hyun 2012. Degradation and corrosivity of MEA with oxidation inhibitors in a carbon dioxide capture process. Journal of Chemical Engineering of Japan, Advance Publication. 20.1 . 2012.第5页]。蒸汽消耗是火力发电厂蒸汽产量的1/4至1/3 [ (Yang Hongqun,Xu Zhenghe,Fan Maohong, Gupta Rajender, Slimane Rachid B, Bland Alan E&ffright Ian 2008. Progress in carbon dioxide separation and capture:A review. Journal of Environmental Sciences 20(2008)，第 14-27 页）和（Dave N·，Do T. , Palfreyman D. , Feron P. H. M. , Xu S. &Gao S. &Liu L. 2011. Post-combustion capture of C02from coal-fired power plants in China and Australia,an experience based cost comparison. Energy Procedia 4(2011)，第 1869-1877 页）和（Karmakar Sujit&Kolar Ajit Kumar 2011. Thermodynamic analysis of high-ash coal-fired power plant with carbon dioxide capture. International Journal of Energy Research (2011)(摘要））]。大部分这些蒸汽对于电力生产不可利用。在烟道气中的杂质和 特别是在烟道气中含有的氧气可引起化学品腐蚀和分解。来源于烟道气的杂质和化学品， 必须连续地从胺溶液中脱除。
[0018] 关于胺基工艺的问题涉及与它相关的环境和健康风险。胺和它们的分解产物可 能对人、动物和水生生物有毒。例如，胺的分解产物，亚硝胺[Fostls Berit，Gangstad AudunjNenseter BjarnejPedersen Steinarj Sj0V0ll Merethe& Sorensen Anne Lise 2011. Effects of NOx in the flue gas degradation of MEA. Energy Procedia 4(2011), 第1566-1573页]可引起癌症或污染饮用水。所有的胺的分解产物和它们的影响尚未得 知。影响取决于使用的胺的类型[Botheju Deshai, Li Yuan, Hovland Jon, Haugen Hans Aksel&Bakke Rune 2011. Biological treatment of amine wastes generated in post combustion C02capture.Energy Procedia 4(2011),第 496-503 页]。胺排放可以以液态 或气态形式被带入大气或水路中。胺排放的估计量为300至3000t/a，然而产生二氧化碳 的量是 lMt/a〇 [Shao Renjie&Stangeland Aage (Be