在用于压缩含有水的富含CO2的流体的方法中：在压缩机（61）中对富含CO2的流体进行压缩；在压缩步骤的上游，将防冻剂与含水的富含CO2的流体进行混合；对含有防冻剂的富含CO2的流体进行冷却；将水与冷却的流体分离；在压缩机中对贫含水的冷却的流体进行压缩，其特征在于：将含水的富含CO2的流体传送到优选地在顶部被供给水/防冻剂混合物（53）的洗涤塔（3），所述流体在洗涤塔中被冷却并与水分离，并且在塔顶部抽出贫含水的冷却流体；在所述顶部以下的高度处将水/防冻剂混合物从塔抽出；使用冷量冷却所述混合物，所述冷量源自用于冷却和/或净化在压缩机（61）中压缩的冷却流体（55）的装置；并且将流体送回到塔的顶部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及干燥和压缩富含CO2的流的方法和单元。
技术介绍
富含CO2的潮湿流的压缩需要使用由不锈钢制成一或者甚至由更贵的材料比如具有高镍含量的钢制成一的压缩机以便于防止由碳酸或者由其他更强的酸腐蚀，该酸可能来源于富CO2流中杂质的存在，比如氮氧化物或硫氧化物。富含CO2的流体在干燥的基础上含有lmol%至100mol%的CO2,优选地在干燥的基础上介于30mol%和100mol%之间。环境空气中的CO2比lmol%的下限低25倍。图1示意性地示出了这样处理这种富CO2流的现有技术。· I =提供富CO2的流(示例用于再生溶剂(胺类型)的塔的出口或在静电或袋式初级过滤器过滤后的富氧燃烧烟气)· 3 =含硫成分的精洗(达到约百万分之一的典型水平)的可选步骤· 5 =在压缩器中的压缩，该压缩器的与湿气体接触的材料由抗腐蚀钢制成· 7 =通过吸附(例如活性氧化铝、分子筛或硅胶类型的吸附剂)对气体的干燥· 9 =对富CO2气体的轻成分(氧气、氩气、氢气、一氧化碳、氮气等)和/或其较重成分(N02、N2O4, SO2等)的选择性的净化，该步骤的可行的变型在之前的专利申请中进行了详尽的描述· 11 =富含CO2的最终产品的压缩或富含CO2的最终产品的液化步骤，以用于输送系统(通过管线或船)或在工艺中使用。· FR-A-2918579和US-A-4478612分别描述了权利要求1和8的前序部分的主题。可选地，根据本专利技术-压缩机由碳钢或低合金钢制造。-为了从湿流体中提取一部分水，冷却该流体，直至产生尤其是包括水和防冻剂浓缩物的混合物、具有同样含量防冻剂的贫含水(appauvri eneau,水减少,水耗尽)的气体流、和相对于初始流体富含水和防冻剂的液体流。-在压缩机下游，压缩流体在0°C以下、优选在-10°C以下被分离，在将其冷却到(TC以下之前不通过吸附干燥所述压缩流体。-在于0°C以下、优选在-10°C以下分离期间，回收富含水和富含防冻剂的浓缩物，并且在提取浓缩物之后在冷却步骤的上游使防冻剂再循环。-富含CO2的流体包含少于IOOppmvol (按体积计)、甚至少于2000ppm vol或甚至少于20000ppm vol的硫氧化物。-从冷却流体中提取水的装置可包括相分离器
技术实现思路
本专利技术旨在通过在压缩步骤5上游移除足够的水以避免其在后续的压缩和冷却阶段在压缩机中冷凝来显著减小富含CO2的流的压缩单元5和可选的净化单元3的成本，这使得能够使用碳钢或低合金钢代替不锈钢。本专利技术的第二方面在于当需要通过部分冷凝和可选的蒸馏来净化以改进所生产的CO2的组成时减小干燥单元7的成本。该单元的主要作用是从富含CO2的流中移除足够的水以在单元9中的冷却期间防止这种水结冰。因此百万分之一量级的残余水含量是必要的以防止在-56° C冻结，这是由于CO2凝固所需的最低温度。首先，要考虑在没有干燥单元的情况下将富含CO2的流冷却到-55° C左右时应如何进行。本专利技术在于注入足够量的防冻剂——例如甲醇——以使得水的凝固点在单元9的最冷温度以下(例如对于-54° C的水凝固点，气体中所包含的每Ikg/K，需要注入至少Ikg甲醇)，然后将混合物冷却到所需的温度。 一个改进在于将含有防冻剂的气体冷却到中间温度，该中间温度明显在所需的最终温度以上，使得所包含的水和防冻剂的显著的一部分冷凝，从而重复利用/再循环，限制了防冻剂的消耗。达到的温度越冷，水的冷凝就越大。然后将这种中间冷凝获得的气体冷却到工艺的剩余部分所需的温度，其中发生水和防冻剂的另一次冷凝。可以设想在该第一次冷凝之后进行防冻剂的第二次注入，这取决于气相中获得的水和防冻剂的份数。多次注入的优点在于减小要被注入的总量，因为每次注入将适于随后的冷凝。但是，由于系统变得更复杂，将通过技术经济研究来评估多次注入防冻剂的优点。类似的方法使得可以在压缩之前移除足够的水以使用由碳钢或低合金钢制成的压缩机。因此，问题是冷却富含CO2的流直到余下的水的份数确保在压缩机的各个压缩和冷却级中永远不会达到露点。因此，将在干燥的基础上含有按体积计90%左右的CO2的流冷却到-15° C和O. 9bar绝对压力使得可以将在压缩机的出口处(在我们的示例中是20bar绝对压力)的露点降低到小于30° C，即可以容易地确保其将在中间级冷却期间并且在压缩机的出口处不会达到的温度。通过根据冷却器出口处气体的温度调节冷却水的流速而对压缩流体流的温度进行控制是使得可以将压缩流保持在露点以上从而保持在腐蚀区以上的一个示例。相比于现存的方法，因此需要添加用于将防冻剂注入到富含CO2的流中的装置，以及改进的冷却装置以便在低压(一般是接近大气压力的压力)下达到约-15° C的温度。本专利技术的优点有许多 压缩机和级间冷却器因此是由碳钢或低合金钢制成的。 相比于现有技术显著降低了吸入温度在20° C的吸入温度与在-15° C的吸入温度之间，如果考虑用于冷却的IOOmbar的压降(从Ibar绝对压力到O. 9bar绝对压力)，则体积流速一以及因此限定压缩机尺寸的第一压缩叶轮的尺寸减小7%。这可节省机器的投资。 吸入温度在一年中保持稳定，使其可以在设计条件下精确操作，从而提高了机器的平均效率。 压缩机的尺寸不应该设计成适合于一年中仅出现几天的高吸入温度。 压缩功率因缺少大量水分子和更冷的抽吸而大大减少。 压缩机对于要被处理的气体中的防冻剂起到了非常有效的混合器的作用。这在净化单元9的上游非常重要，因为残余的水含量非常低(百万分之几百的量级)，要注入的防冻剂的量也非常低，这使得防冻剂的注入非常复杂，因为需要确保混合非常均匀(气体中的防冻剂)。 具体地，发现保留在气相中的防冻剂的份数与水的份数基本相同，从而确保防冻剂的中间注入是多余的。 避免了高成本的吸附干燥设备 。 避免了吸附单元再生的能量损失。本专利技术的另一个变型在于考虑到在没有水的情况下，硫氧化物和氮氧化物将不以酸的形式冷凝。关于硝酸，由于其露点接近水的露点，不管是否考虑到它们，作为第一近似情况不会改变。关于硫酸，其露点根据所考虑的压力和浓度大致在70° C与150° C之间变化。本专利技术使得可以在压缩之前不对富含CO2的流净化以去除硫氧化物。然后如下文进一步描述的通过在水分离塔中利用碱性液体进行洗涤来将硫氧化物分离，例如通过蒸馏在高压下分离，或者与CO2 —起共同隔离——如果这是CO2的选择应用。如果考虑燃煤电厂，对于产生富含CO2的气体的单元的节省是显著的，此处可以设想不从将会被提取用于封存的流移除so2。仍然要提及防冻剂循环。大部分防冻剂将会与水还有富含CO2的流的其他杂质一起冷凝。通过使用气体/液体接触器可以实现防冻剂的再生，所述接触器将使用在防冻剂的任何注入之前获取的一部分富含CO2的气体。所述接触器将使得可以回收几乎所有的防冻剂。然后将气体与其余的富含CO2的气体混合，从而将防冻剂的补足量减小到保留在产品和冷凝物中的极度降低的份数。如果存在锅炉的话，可以将冷凝物传送到锅炉，用于消除微量的防冻剂。最后，保留在富含CO2的产品中的微量防冻剂和水不应该妨碍富含CO2的产品的封存，或者甚至其用于强化采油的用途。但是，应该指出的是，接近CO2的临界点(74bar绝对压力和31. 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：A·布里格利亚，P·科特，A·达德，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：
国别省市：
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