从气流中回收CO2的方法技术

一种从供料气流回收ＣＯ↓［２］的方法，包括用包含至少一种氨基官能团ｐＫ↓［ａ］为从约６．５到约９的叔胺吸收剂的再生的吸收剂处理供料气流，在抗氧化剂的存在下获得富含ＣＯ↓［２］的流，随后处理此富含ＣＯ↓［２］的流获得再生的吸收剂和富含ＣＯ↓［２］的产物流。供料气流还可包含ＳＯ↓［２］和／或ＮＯ↓［ｘ］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从可能也含有氧化氮和/或氧化硫的气流中 俘获(capture) C02的方法。本方法还可同时地或序贯地去除其它酸性 污染物以及甚至微粒物质。 一方面，本方法可同时地或序贯地去除 二氧化碳和氧化氮(NO和N02)。另一方面，本方法可同时地或序贯 地去除二氧化碳和氧化硫(S02和S03)。再一方面，本方法可去除二 氧化碳、氧化氮(NO和N02)和氧化硫(S02和S03)的方法。所述气流 可以是废气流，诸如烟道气流、窑气、反射炉气、液态催化裂化装 置(FCC)催化剂再生器尾气等。
技术介绍
二氧化碳是有用的化学品，通过将其注入到油库中，其 倾向于适当地溶解于油，由此降低油的粘性并使得油更具流动性而 流向生产池，增强油的回收。C02的其它商业用途是如在々大料中的 碳酸化作用、温和的酸化化学品和以液体或固体(即干冰，，)的形式作 为冷却剂。由于其使地球变暖的温室效应气体的特性，C02散发 进入大气中被认为是有害的。人类源性的C02的主要来源是化石燃 料的燃烧。C02散发的最大来源是用于发电的煤的燃烧、为了炼钢的焦炭的使用以及作为运输和供热燃料的石油产品的使用。其它来 源是天然气火力发电站、产生蒸汽以及同时产生蒸汽和电的工业锅 炉、液态催化裂化单位再生器尾气和作为燃料的石油焦炭的燃烧。 从这些设备散发的气流可含有大量的能够纟支回收并用于其它工业过 程的C02。4作为实例，从焦炭燃烧的热能发电站或蒸汽锅炉出来的 烟道气是适于俘获C02的丰富的来源，常常含有约12 %体积的C02。 所述烟道气通常还含有残余的氧(2-5 %体积)、氧化氮和氧化石危以及 微粒物质(飞尘)。NO产生于含氮的燃料与氧之间的反应的燃烧过 程，也由在高的燃烧温度时助燃空气的氮的氧化过程产生。然后NO 可4皮烟道气中残余的02部分地氧化成为N02。这个反应的程度通常 是十分小的，所以在此之前讨i仑的大部分的废气流中NO/N02比例 是十分大的，在烟道气中特别是如此。大部分的煤源性的烟道气也 含有氧化硫，特别是S02，伴有很少量的S03。在低于约339 。C时， S03将与在烟道气中的水蒸汽反应形成硫酸(H2S04)，并且之后当烟 道气冷却时会凝缩形成细的小滴(酸雾，，)。还有，其它的酸性污染物， 如氯化氢和氢氟酸也可存在于某些烟道气流中。固体污染物如FCC 催化剂细粉、未燃烧的碳或金属氧化物也常存在于某些烟道气中。 所有这些小的污染物的散发通常被控制以保护空气质量以及预防酸雨和烟雾。通常，^f孚获C02的方法还有助于控制对污染的控制。方法已有进展并且用于俘获C02和/或纯化气流以达到政 府控制的水平。已经开发出许多从气流中俘获CCb的方法，包括聚合物 和无机膜渗透、通过如分子篩的吸附剂去除、深冷分离、使用与C02 的反应的化学溶剂和/或物理溶媒洗涤。从烟道气中去除C02采用了 必需条件，其限制可行方法的选择仅为少数。在选择商业上的方法 方面限制现行选择的实施条件包括(1)低C02分压(例如，在大气 压下，烟道气中12%体积的032,或约90mmHgCO2压力)、(2)在 该气体中存在能够引起溶剂氧化降解的氧，(3)需要溶剂很低的挥发 性以最大限度地降低进入^^皮处理的气体中的该气体的大流速，和(4) 使用该方法的低能量消耗的需求。此外，任何被提议的方法要求低 的资本和运行成本、安全和利于环境，并且还必须是高效的和易于 操作。 —种最成功的从烟道气中分离C02的商业方法是在吸 收/气提类型的再生方法中使用单乙醇胺(MEA)水溶液作为溶剂。此 方法正被商业用于从燃煤火力发电厂和气压涡轮中俘获C02。然而， MEA吸收剂的几个内在缺陷阻碍了此项技术的广泛采用。第一，此 方法的能耗十分高。根据其配置和能源综合，MEA方法可消耗由消 耗化石燃料加热的锅炉所产生的10-30 %的蒸汽。第二， MEA吸收剂的氧化使溶剂酸化，除了引起对俘 获C02的可利用的碱度的损失之外，还使得它具腐蚀性。.特别地， MEA的氧化《I起氨和作为副产物的多种有机酸的形成。有机酸副产 物非常具腐蚀性，需要使用抗腐蚀性的构造材料和/或腐蚀抑制剂。第三，在烟道气中的任何强酸杂质将与MEA起反应并 使MEA失效，阻碍或限制其进一步吸收。典型的是，对MEAC02 俘获方法的供料气流(feed gas stream)含有相对高水平的将会中和 MEA的碱性的强酸如二氧化硫(S02)、硫酸雾、氯化氢和N02。因此， 或者仅可使用相对清洁的气流，或者需要预处理过程。从而，在典型的烟道气中，由于其含有丰富的这些成分，需要在C02吸收步骤的上游去除这些强酸的步骤，或当设法形成所谓的热稳定的胺盐 (HSAS)时，从MEA溶液中去除这些酸的方法。在从气流中俘获C02 之前，通过与易于溶解其中的碱性液体接触，典型地将这些酸性污 染物，包括S02、 N02、硫酸和HC1俘获。在MEA吸收/气提过程的 上游所使用的化学计量的或不可逆的反应剂的实例是苛性碱、苏打 灰(碳酸钠)、石灰和石灰石的水溶液或浆液。如果想要回收作为浓缩 的可用的副产物的S02,可将包含胺溶液的可再生的或平衡吸收剂用于S02的去除。第四，MEA具有导致MEA的物理平衡失去进入到已处 理的气体中的相对高的蒸汽压。在60 。C的涤气温度的30 %水溶液 之上的MEA蒸汽压大约为0.2 mm Hg，而在120 。C的再生温度的纯 MEA蒸汽压为mm Hg。除非在将MEA从可含有约260 ppmv6的MEA的被处理的气体中洗去时测量，但这是无论从经济还是污染 观点上都是无法接受的。因此，为回收MEA,该气体必须被处理， 通过如与用于俘获C02的MEA溶液接触后水洗。 第五，由于MEA与C02反应致MEA的热的和化学的 降解以及MEA的热的降解能够致使MEA不适合于继续使用，因而 需要使用大量的新鲜的候补吸收剂。 微粒物质，如果存在，也通常使用诸如旋风器、喷雾涤 气器、文丘里(venturi)涤气器、滤袋集尘器(baghouse filters)和湿或干 静电集尘器在MEA吸收器的上游^支去除。去除微粒物质的方法M 于经济和尘粒的大小、数量和性质进行挑选的。第六，烟道气一般还包含氧化氮，NOx，主要是一氧化 氮，NO，和小比例的二氧化氮，N02。因为这些物质会产生雾，故 也值得将它们去除。用于C02俘获的MEA清洗掉一些N02,但不去 除主要的NO成分。 可用多种在成本和效力上不同的方法控制NOx散发。改 进燃烧，如低NOx火炉、过热的空气以及烟道气再循环是便宜的， 但是一般不能使NOx的减少大于约50-60 %。选择性的非催化还原 (SNCR)，包括将诸如氨水或尿素的反应剂注射入热的烟道气中，这 样稍微比较贵，但是一般不能使NOx的减少超过70。/。。选择性的催 化还原(SCR)，需要在300-400 。C的温度范围进行，且能达到使NO 的减少超过90%。然而，SCR十分贵且能^皮供料气体中的使催化剂 失活的其它污染物的不利影响。用于去除NOx的吸附方法已^^提出， 但由于其太差的成本-效益指标和高度的过程复杂性尚未发现^皮商业上所接受。 去除NO的湿的涤气方法为本领域所已知。氧化氮不太 溶解于水和其它溶剂且其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从供料气流中回收ＳＯ↓［２］和ＣＯ↓［２］的方法，它包括：　（ａ）在ＳＯ↓［２］涤气环路中，用第一吸收剂流处理供料气流得到富含ＳＯ↓［２］的流和贫ＳＯ↓［２］的流，随后处理此富含ＳＯ↓［２］的流，得到用于ＳＯ↓［２］涤气环路中的第 一再生的吸收剂流；　（ｂ）在ＣＯ↓［２］涤气环路中，用第二吸收剂流处理贫ＳＯ↓［２］的流，得到富含ＣＯ↓［２］的流，随后处理此富含ＣＯ↓［２］的流，得到用于ＣＯ↓［２］涤气环路中的第二再生的吸收剂流；和　（ｃ）处理第一和第二再生 的吸收剂流之一或两者的至少一部分，以去除热稳定性盐；　其中在每个涤气环路中使用的吸收剂包含至少一种叔胺和至少一种仲胺作为活化剂。

【技术特征摘要】
US 2003-6-12 10/4595191. 一种从供料气流中回收SO2和CO2的方法，它包括(a)在SO2涤气环路中，用第一吸收剂流处理供料气流得到富含SO2的流和贫SO2的流，随后处理此富含SO2的流，得到用于SO2涤气环路中的第一再生的吸收剂流；(b)在CO2涤气环路中，用第二吸收剂流处理贫SO2的流，得到富含CO2的流，随后处理此富含CO2的流，得到用于CO2涤气环路中的第二再生的吸收剂流；和(c)处理第一和第二再生的吸收剂流之一或两者的至少一部分，以去除热稳定性盐；其中在每个涤气环路中使用的吸收剂包含至少一种叔胺和至少一种仲胺作为活化剂。2. 权利要求l要求的方法，该方法还包括从N,N'-二-(2-羟基乙基) 哌。秦、N',N'-二-(3-羟基丙基)哌溱、N，N,N',N'-四(2-羟基丙基)-l,6-己二 胺或其混合物中选择叔胺，和从N-2-羟基乙基哌溱、哌,、N-(羟基丙 基)哌溱或其混合物中选择仲胺作为活化剂。3. 权利要求l要求的方法，其中仅第一再生的吸收剂流被处理以 去除热稳定性盐，并且已处理的胺的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：LE哈卡，MA欧伊梅特，
申请(专利权)人：坎索尔夫科技公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]