使用浓缩溶液的小型吸收-解吸工艺和设备制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。依照本专利技术一个实施例，吸收剂浓度介于70与95重量％之间。依照本专利技术另一实施例，吸收剂浓度介于70与80重量％之间。本专利技术涉及从废气中回收C02。尽管本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，并且相信本专利技术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。依照本专利技术，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。附图说明以下将参照附图更详细地描述本专利技术，其中 图1说明了传统的吸收-解吸工艺；以及图2说明了依照本专利技术的流程图，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说明了本专利技术的实施例；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。通道可以是水平的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：KI阿森，T菲夫兰，DA艾默，
申请(专利权)人：挪威国家石油公司，
类型：发明
国别省市：