[發明專利]二氧化碳回收方法

有效

• 申請號: 200780035880.4
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101516472A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: R·庫馬
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B3/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術領域

本發明總體上涉及從至少含二氧化碳和氫的物流(例如，合成 氣)中回收純度大約≥90mol％的二氧化碳的真空變壓吸附(VPSA)方法 和裝置。所述CO₂?VPSA單元的給料可以處于環境壓力之上(at?super ambient?pressure)。

背景技術

甲烷水蒸氣重整(SMR)是大量制氫(H₂)的主要方法。如下面式 (1)中所示，在將天然氣催化轉化之后，生成一氧化碳和氫： 變換(通過水煤氣變換反應)所述氣體混合物以進一步按照式(2)生成 H₂： 在所述水煤氣變換反應之后，典型的產物氣體壓力在約100-500psia 之間，溫度在約60-150°F之間，組成為60-80mol％H₂、15-25mol％CO₂、 0.1-5mol％CO、3-7mol％CH₄、0-5mol％N₂和用水飽和。

然后將此氣體混合物輸入變壓吸附(PSA)單元以制造高純度 的H₂(例如，純度為至少99％的氫)。

在某些現有的H₂制造設備中，在所述變換反應器與所述H₂PSA單元之間設置了胺單元以從所述變換反應器產生的物流中提取出 CO₂。然而，此處理耗能巨大。而且，胺單元可能很難操作和已知存在 操作問題，如腐蝕、流體損失等等。

美國專利US4,171,206涉及以高CO₂(99.9⁺％)回收率由SMR尾 氣制造高純度CO₂(99.99⁺％)和高純度H₂(99.99⁺％)。該專利公開了兩列吸 附床，在進料和再加壓步驟過程中它們彼此連通。CO₂那列中的床采用 了使用高壓、高純度的CO₂進行的沖洗步驟。在此步驟之后對同一床進 行減壓和排空。減壓的氣體被再加壓和用于高壓沖洗。來自所述高壓、 高純度沖洗步驟的流出物被再循環到進料。

美國專利US4,299,596涉及使用兩列床來制造兩種高純度的 產物，在進料和并流(co-current)減壓步驟中所述床到被結合在一起。 產生被更有力吸附的物種的那列被再加壓之后的并流(co-current)減壓 氣體吹掃。并流(co-current)減壓氣體的一部分可被再循環以再加壓。 排空和吹空(blow?down)步驟產生所述被更有力吸附的物種的一部分 和所述吹掃氣體的一部分。

美國專利US4,770,676涉及由垃圾掩埋氣體(landfill?gas)制 造甲烷和二氧化碳。它是變熱吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)一體化的方 法。PSA產生的廢物使TSA再生。

美國專利US4,840,647涉及由含10-30％CO₂的進料物流在環 境壓力下制造≥95％的二氧化碳。方法步驟為進料、并流(co-current) 排空、逆流排空以制造產物和再加壓步驟。并流(co-current)排空出的 氣體被用于壓力均衡/再加壓以及與進料混合。

美國專利US4,857,083考慮了由氣體混合物制造二氧化碳。在 進料步驟的末尾，進料塔的出料端被與排空的床的入口端相連以降低此 床的壓力。然后通過排空制造CO₂。這之后是壓力增大步驟。

美國專利US4,913,709涉及制造兩種高純度的產物。此參考文 獻提出使用兩列床，在進料和再加壓步驟過程中它們是整合在一起的。 產生被更有力吸附的物種的那列床被使用在所述排空步驟中獲得的被 更有力吸附的物種吹掃。此吹掃是在低壓下和在所述床已被減壓之后進 行的。所述吹掃步驟中的流出物被再加壓和再循環為進料。

美國專利US4,915,711公開了使用單列床制造兩種高純度的 產物。所述床被使用在所述排空步驟中獲得的被更有力吸附的物種吹 掃。此吹掃是在低壓下和在所述床已被減壓之后進行的。所述吹掃步驟 和減壓步驟中的流出物被再加壓和再循環為進料。