从多种气体中连续除去蒸气的方法和装置制造方法及图纸

接露一种从一载流气体中连续除去一蒸气的方法，所述蒸气被认为是一杂质。优选地，所述蒸气为水蒸气或二氧化碳蒸气。所述方法包括首先使所述载流气体与所述分离室中的一液体混合物直接接触，所述载流气体在比所述蒸气低的一温度下被冷凝。多个化学作用的组合导致所述蒸气与所述液体混合物冷凝、错合或同时冷凝和错合。

Method and device for continuous removal of vapor from various gases

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从多种气体中连续除去蒸气的方法和装置
本专利技术一般涉及气体净化领域。我们的直接兴趣是去除蒸气，例如水或二氧化碳，这些蒸气被认为是来自一气流的杂质，例如燃烧烟道气(combustionfluegas)、天然气(naturalgas)、合成气(syngas)和空气。
技术介绍
多年来，气体净化技术已成为工业的一部分。这包括去除夹带的固体和液体，以及分离气体。烃类气体供应商、燃烧气体生产设施、净化气体供应商和许多其他供应商特别感兴趣的是从载流气体中(carriergas)去除蒸气的工艺。蒸气去除主要是通过化学错合(complexing)、冷凝(condensing)或凝华(desublimation)进行。固体中的化学错合通过使气流通过干燥剂床或相关固体而发生，所述干燥剂床或相关固体与所述蒸气化学结合。液体中的化学错合在盐水溶液(brinesolutions)、近共晶溶液(near-eutecticsolutions)或其他系统发生，其中所述液体具有与所述蒸气错合的能力。当所述蒸气的分压降低到蒸气的冷凝点以下时，发生冷凝，允许所述蒸气冷凝成一液体形式。凝华被认为是一种冷凝的形式，因为其使气体进入一冷凝状态，即一固态。气体净化的最大困难是能量成本。标准技术是昂贵的，需要大量的能量用于蒸馏、固体干燥剂的重构和类似的过程。此外用于去除蒸气的溶液可能是剧毒的，难以使用或者是昂贵的。随着气体分离在本领域中变得更普遍，需要新的方法来解决存在的任何限制。Kelley的美国专利公开号2008/7314502教示一种从多组分的气流中分离单一组分的方法。此公开是相关的并且可以受益于本文公开的去除蒸气的方法，并且因此将其全部引入作为本文所教示的所有内容的参考。Lackner的美国专利公开号2011/0203174教示一种从空气中提取二氧化碳的方法和装置。此公开是相关的并且可以受益于本文公开的去除蒸气的方法，并且因此将其全部引入作为本文所教示的所有内容的参考。Alban的美国专利公开号9067173教示一种用于处理富含二氧化碳的烟雾的方法和装置。此公开是相关的并且可以受益于本文公开的去除蒸气的方法，并且因此将其全部引入作为本文所教示的所有内容的参考。Wright的美国专利公开号8088197教示一种从空气中除去二氧化碳的方法。此公开是相关的并且可以受益于本文公开的去除蒸气的方法，并且因此将其全部引入作为其所教示的所有内容的参考。其他当前技术包括利用气流进行热量和物质传递的方法。这些方法受到上述讨论的限制的影响，即成本和能量需求。
技术实现思路
公开一种从载流气体中连续除去水或二氧化碳等蒸气的方法。所述方法包括首先将所述载流气体与一液体或一液体混合物在一分离室中直接接触。所述载流气体在低于所述蒸气的一温度下冷凝。多个化学效应的一组合导致所述蒸气与所述液体混合物冷凝、错合或同时冷凝和错合。所述液体混合物选自以下所组成的一群组。第一：多个组分的一组合，可以在低于所述蒸气的冷凝点的一温度下维持在一液相，从而所述蒸气冷凝成为所述液体混和物。第二：多个组分的一组合，其中至少一组分与所述二氧化碳蒸气形成一化学错合物，从而从所述载流气体中提取至少一部分的所述二氧化碳蒸气。第三：多个组分的一组合，可以在低于所述二氧化碳的冷凝点的一温度下保持在一液相，并且其中至少一组分与所述二氧化碳蒸气形成一化学错合物，从而从所述载流气体提取至少一部分的所述二氧化碳蒸气。所述液体混合物在通过所述分离室之后通过一化学分离过程而被重构，所述化学分离过程被选择用于从所述液体混合物中除去一等量的所述二氧化碳蒸气，所述二氧化碳蒸气之前从所述载流气体中被除去。必要时，通过热交换、压缩和膨胀恢复所述重构的液体混合物的温度和压力，以准备再循环回到所述分离室；并且将所述液体混合物返回到所述分离室。以此方式，离开所述交换器的所述载流气体有1％至100％的所述蒸气被除去。所述液体混合物是一溶剂和一化合物所组成，选自于以下两群组的一者：(1)多个离子化合物，包括碳酸钾(potassiumcarbonate)、甲酸钾(potassiumformate)、乙酸钾(potassiumacetate)、乙酸钙镁(calciummagnesiumacetate)、氯化镁(magnesiumchloride)、氯化钠(sodiumchloride)、氯化锂(lithiumchloride)和氯化钙(calciumchloride)；以及(2)多个可溶性有机化合物，包括甘油(glycerol)、氨(ammonia)、丙二醇(propyleneglycol)、乙二醇(ethyleneglycol)、乙醇(ethanol)和甲醇(methanol)。所述载流气体可由燃烧烟道气(combustionfluegas)、潮湿空气(moistair)、合成气(syngas)、发生炉气(producergas,)、天然气(naturalgas)、蒸气重整气体(steamreforminggas)、具有比二氧化碳或水更高挥发性的任何烃类(hydrocarbon)或轻质气体(根据具体情况)所组成。所述分离室是一逆流的直接接触式交换器(counter-current,direct-contactexchanger)或一并流的直接接触式交换器(co-current,direct-contactexchanger)。所述化学分离过程选自一蒸馏(distillation)、变压分离(pressure-swingseparation)、液相提取(liquidextraction)、固相提取(solidextraction)、逆向渗透(reverseosmosis)、正向渗透(forwardosmosis)、过滤(filtration)和汽提(stripping)或这些所组合。附图说明为了易于理解本专利技术的优点，将通过参考附图中所示的特定实施例来呈现上面简要描述的本专利技术的更具体描述。应理解，这些附图仅描绘本专利技术的典型实施例，因此不应视为限制本专利技术的范围，将通过使用附图的另外特征和细节来描述和解释本专利技术，其中：图1显示根据本专利技术实施例的一一般工艺流程图；图2显示根据本专利技术的一实施例的使燃烧烟道气脱水的一工艺流程图；图3显示根据本专利技术的一实施例使天然气脱水的一工艺流程图；图4显示根据本专利技术的一实施例的使丙烷气体脱水的一工艺流程图；图5显示根据本专利技术的一实施例的使氮气脱水的一工艺流程图；图6显示根据本专利技术的一些实施例的多种离子化合物的一相图，其包括多种有用化合物的一子集；图7显示根据本专利技术的一些实施例的多种无机和有机化合物的一相图，其包括根据本专利技术的一些实施例的多种有用化合物的一子集。具体实施方式容易理解的是，如本文附图中一般描述和说明的本专利技术的组件可以以各种不同的配置来设置和设计。因此如附图所示，本专利技术实施例的以下更详细描述并非旨在限制所要求保护的本专利技术的范围，而仅仅代表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从一载流气体中连续除去蒸气的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n所述载流气体与一液体或一液体混合物在一分离室中直接接触，其中所述载流气体在低于所述蒸气的温度下冷凝；并且其中化学效应和物理效应的一组合导致所述蒸气与所述液体混合物冷凝、错合或同时冷凝和错合；/n其中所述液体混合物选自以下所组成的一群组：/n(1)多个组分的一组合，可以在低于所述蒸气的冷凝点的一温度下维持在一液相，从而所述蒸气冷凝或凝华；/n(2)多个组分的一组合，其中至少一组分与所述蒸气形成一化学错合物，从而从所述载流气体中提取至少一部分的所述蒸气；/n(3)多个组分的一组合，其中至少一组分吸收所述蒸气，从而从所述载流气体中提取至少一部分的所述蒸气；并且/n(4)上述的一组合；/n所述液体混合物在通过所述分离室之后通过一化学分离过程而被重构，所述化学分离过程被选择用于从所述液体混合物中除去一等量的所述物质，所述物质起源于一蒸气但现在被并入所述液体而作为的一液体、固体或错合化学物质，且之前从所述载流气体中被除去；/n必要时，通过热交换、压缩和膨胀恢复所述重构的液体混合物的温度和压力，以准备再循环回到所述分离室；并且将所述液体混合物返回到所述分离室；/n从而离开所述交换器的所述载流气体有1％至100％的所述蒸气被除去。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170119 US 15/410,106;20170119 US 15/410,0241.一种从一载流气体中连续除去蒸气的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
所述载流气体与一液体或一液体混合物在一分离室中直接接触，其中所述载流气体在低于所述蒸气的温度下冷凝；并且其中化学效应和物理效应的一组合导致所述蒸气与所述液体混合物冷凝、错合或同时冷凝和错合；
其中所述液体混合物选自以下所组成的一群组：
(1)多个组分的一组合，可以在低于所述蒸气的冷凝点的一温度下维持在一液相，从而所述蒸气冷凝或凝华；
(2)多个组分的一组合，其中至少一组分与所述蒸气形成一化学错合物，从而从所述载流气体中提取至少一部分的所述蒸气；
(3)多个组分的一组合，其中至少一组分吸收所述蒸气，从而从所述载流气体中提取至少一部分的所述蒸气；并且
(4)上述的一组合；
所述液体混合物在通过所述分离室之后通过一化学分离过程而被重构，所述化学分离过程被选择用于从所述液体混合物中除去一等量的所述物质，所述物质起源于一蒸气但现在被并入所述液体而作为的一液体、固体或错合化学物质，且之前从所述载流气体中被除去；
必要时，通过热交换、压缩和膨胀恢复所述重构的液体混合物的温度和压力，以准备再循环回到所述分离室；并且将所述液体混合物返回到所述分离室；
从而离开所述交换器的所述载流气体有1％至100％的所述蒸气被除去。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述蒸气是水蒸气。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述蒸气是二氧化碳。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述液体混合物是一溶剂和一化合物的一混和物，选自于以下所组成的一群组：
多个离子化合物，包括碳酸钾、氯化钾、甲酸钾、乙酸钾、乙酸钙镁、氯化镁、氯化钠、氯化锂和氯化钙；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉里·巴克斯特，亚伦·赛尔，斯蒂芬妮·伯特，纳森·戴维斯，
申请(专利权)人：拉里·巴克斯特，亚伦·赛尔，斯蒂芬妮·伯特，纳森·戴维斯，
类型：发明
国别省市：美国;US