从燃烧废气回收二氧化碳的方法技术

在包括二氧化碳回收单元10和脲工厂11的化工厂100中，二氧化碳回收单元10处理来自锅炉B的燃烧废气以分离和回收二氧化碳。脲工厂11产生的低压蒸汽33供应给二氧化碳回收单元10作为其再生塔再沸器的热源。二氧化碳回收单元10回收的二氧化碳22输送到工厂外部的EOR设施，储存设施等。因此，脲工厂11产生的低压蒸汽被有效用作二氧化碳回收单元10的热源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从火电厂、化工厂等排放的燃烧废气回收二氧化碳的方法。具体说，本专利技术涉及一种方法，该方法适用于为二氧化碳回收单元供应热源，而安装二氧化碳回收单元用于将诸如化石燃料的含碳燃料的燃烧产生的燃烧废气中包含的二氧化碳吸收到吸收溶液中。
技术介绍
通常，将化石燃料的燃烧产生的燃烧废气中存在的二氧化碳导致的温室效应视作全球变暖的原因之一。为了解决该问题，已形成为降低温室气体排放的全球努力。在许多燃烧废气的排放源中，使用大量化石燃料的火电厂等占据了大比例的排放。因此，正在进行的研宄是关于从燃烧废气中分离和回收二氧化碳的技术，并且提出了许多利用和储存回收的二氧化碳而不使其释放到大气中的方法建议。一种尤其有前景的从发电厂的燃烧废气中分离和回收二氧化碳的技术是涉及在燃烧废气线中安装利用吸收剂(吸收溶液)的二氧化碳回收单元的方法。图5示意性地显示了该二氧化碳回收单元。该二氧化碳回收单元10包括:吸收塔1，吸收塔将二氧化碳吸收到吸收溶液中(例如，胺化合物如MEA的吸收溶液)；和再沸器3，其在再生塔2中分离和回收来自吸收塔的吸收溶液中存在的二氧化碳，将该再生的吸收溶液循环到吸收塔，并向再生塔提供蒸汽。该二氧化碳回收单元将燃烧废气中存在的二氧化碳吸收到吸收塔I中的吸收溶液中，加热再生塔2中包含吸收的二氧化碳的吸收溶液(富集溶液)以从富集溶液释放二氧化碳气体以及通过向连接至再生塔2的再沸器供应热源使吸收溶液再生，并且使得再生塔2中再生的吸收溶液(贫溶液)回到吸收塔以使吸收溶液在单元内循环。采用上文所述的二氧化碳回收单元的二氧化碳回收工艺所面临的一个问题是用于使具有吸收的二氧化碳的吸收溶液再生的再沸器的热供应。例如，在火电厂中，可以从发电蒸汽涡轮提取低压蒸汽用作再生塔再沸器的热源。这是因为虽然低压蒸汽(0.1-1.0MPaG)适合用作再生塔再沸器的热源，但是大多数火电厂没有用于产生低压蒸汽的锅炉(专利文献I，非专利文献I)。引用列表专利文献专利文献1:日本专利申请特开平第2011-132899号非专利文献非专利文献1:Hideo Kitamura, Norihide Egami, Yuk1 Ohashi,米用烧煤火电厂的烟道气的二氧化碳俘获中试厂的验证试验(Validat1n Testing of Carbon D1xide Capture PilotPlant Using Flue Gas of Coal-Fired Thermal Power Plant), Toshiba Review,第 65卷，第 8 期(2010)，31-34 页。
技术实现思路
技术问题然而，如果要从现有的发电蒸汽涡轮提取低压蒸汽，需要对蒸汽涡轮进行大规模改造，并且在一些情况下，必须替换蒸汽涡轮本身，使得改造成本成为一个负担。此外，即使实现了对现有设施的改造，由于不可避免地提取了低压蒸汽，发电蒸汽涡轮的输出降低(即产生的功率降低)。由于对产生的功率的降低进行补偿需要额外的发电设施用于覆盖所述降低或从外部购买功率，结果导致发电厂的发电效率下降。另一个可能的选择是安装新的锅炉以产生适用于再生塔再沸器的低压蒸汽，这自然需要巨大的构造成本。此外，构造新锅炉在二氧化碳减排能量损耗(目标厂降低至某一单元量的二氧化碳所消耗的能量)方面效率最低。虽然上文描述了在火电厂中安装二氧化碳回收单元中存在的问题，类似的问题也存在于化工厂中。而且，在化工厂中，安装了为各种化工厂组件或用作化学物质原材料的蒸汽产生热源的锅炉，用于蒸汽重整的重整炉等，以及加热炉等，并且在许多情况下，这些组件也燃烧化石燃料和排放燃烧废气。因此，虽然在化工厂中也需要安装二氧化碳回收单元，但是化工厂中现有的锅炉原先并不设计具有额外的能力。出于这个原因，现有的锅炉并不总是可以额外地产生足够量的蒸汽，以允许二氧化碳回收单元的安装。因此，化工厂中也需要考虑增强现有锅炉的能力或构建新的锅炉。针对上述情况，本专利技术提供了一种，该方法利用上述吸收溶液循环类型的二氧化碳回收单元并且可以有效地向再生塔再沸器供应热源。具体说，本专利技术提供了一种方法，能够在现有的工厂中安装二氧化碳回收单元而负担最小。解决问题的方法为了解决上述问题，本专利技术提供了一种在工厂中回收二氧化碳的方法，该方法包括:燃烧燃料或燃料混合物的至少一个燃烧单元；从燃烧单元到流经路径的用于燃烧废气的燃烧废气线；和安装在燃烧废气线中的二氧化碳回收单元。所述二氧化碳回收单元包括:吸收塔，其中将二氧化碳吸收到吸收溶液中(例如胺化合物的吸收溶液)；再生塔，其中通过分离和回收吸收溶液中存在的二氧化碳再生吸收溶液；和再沸器，其向再生塔供应蒸汽，由此使得再生的吸收溶液回到吸收塔。该工厂包括至少一个用于排放压力为0.1-1MPaG的低压蒸汽的工厂组件，和安装用于将来自工厂组件的低压蒸汽作为热源供应至二氧化碳回收单元的再生塔再沸器的线。为了解决上述问题，本专利技术聚焦于构成化工厂的给定工厂组件(以后将详细描述特定的工厂组件)排放的低压蒸汽并且利用该低压蒸汽作为二氧化碳回收单元的再生塔再沸器的热源的供应源的可能性。来自给定工厂组件的低压蒸汽的压力范围是0.l_1.0MPaG(温度为120°C或更高)，并且具有足够的温度和能量作为二氧化碳回收单元的再生塔再沸器的热源。本专利技术充分利用了该低压蒸汽的能量，以避免由于构建新锅炉造成的成本增加以及二氧化碳减排能量损耗的增加。采用来自现有工厂组件的低压蒸汽的本专利技术的技术意义在于，不仅可以避免构建新锅炉，而且与常规利用形式相比能更有效地利用低压蒸汽。更具体说，在常规工厂操作中，工厂组件排放的低压蒸汽的一个最常见的利用形式是允许其进入安装在工厂中的蒸汽涡轮。通常安装在工厂中的是用于各种工艺流体的压力调节的压缩机，并且也安装蒸汽涡轮(高压涡轮)以驱动该压缩机。各个工厂组件排放的低压蒸汽被允许进入蒸汽涡轮，同时高压蒸汽供应至蒸汽涡轮。然而，仅约10-20%被允许进入蒸汽涡轮的低压蒸汽的能量被利用作为涡轮输出。随着低压蒸汽在涡轮排气口的冷凝器中冷凝成水，剩下的80-90%的能量损失进入冷凝器的冷却介质。相反，根据本专利技术，利用来自现有工厂组件的低压蒸汽作为再生塔再沸器的热源，能量利用效率增加，与常规方法相比，低压蒸汽的能量损失显著降低。在本专利技术中，工厂组件是指由多个设备块构成的区域，每个设备接收特定的原材料和效用以产生、重整化学物质，并且除了该产品的目的之外还能够提供热源等。在本专利技术中，首先考虑脲工厂作为构成组件，其排放适合用作再生塔再沸器的热源的低压蒸汽(提供热源)。脲工厂是一种主要由以下元件构成的工厂组件:反应器，使作为原材料的氨与二氧化碳反应；汽提器，从反应器产生的脲合成溶液(由脲、未反应氨和未反应二氧化碳、以及水组成的脲合成溶液)分离含有未反应氨和未反应二氧化碳的混合气体；和冷凝器，用吸收介质冷凝来自汽提器的气体混合物以获得冷凝物。将冷凝器中冷凝得到的冷凝物输送至反应器。在这种类型的脲工厂中，通过引入锅炉水作为冷却介质用于在冷凝器中冷凝气体混合物，该锅炉水加热至沸腾并作为低压蒸汽和饱和水的混合物排放。通常，低压蒸汽的压力范围是0.1-0.7MPaG(G表示表压)，温度范围120_170°C，适合作为再生塔再沸器的热源。用作脲产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在工厂中回收二氧化碳的方法，包括：燃烧含碳燃料的至少一个燃烧单元；从燃烧单元到流经路径的用于燃烧废气的燃烧废气线；和安装在燃烧废气线中的二氧化碳回收单元，其中所述二氧化碳回收单元包括：用于将二氧化碳吸收到吸收溶液中的吸收塔；用于分离和回收来自吸收塔的吸收溶液中存在的二氧化碳并且使得经处理的吸收溶液循环进入吸收塔的再生塔；和用于向再生塔供应蒸汽的再沸器，所述工厂具有至少一个用于排放压力为0.1‑1MPaG的低压蒸汽的工厂组件，和安装用于将来自工厂组件的低压蒸汽供应至所述二氧化碳回收单元的再沸器的线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小嶋保彦，
申请(专利权)人：东洋工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP