[發明專利]用于從尾氣中俘獲CO2的方法

有效

• 申請號: 200780050802.1
• 申請日: 2007-12-17
• 公開（公告）號: CN101600490A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 哈爾瓦德·F·斯文森;芬恩·安德魯·托比森;索爾·梅耶德爾;卡爾·安德斯·霍夫
• 申請（專利權）人: 辛芬特公司
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62;B01D53/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郭國清;樊衛民

技術領域

本發明涉及用于從來自火電廠的尾氣中、從天然氣料流中、從在鐵/鋼廠中的高爐尾氣中和從含有在與H₂和CO的混合物中的CO₂的重整裝置氣體中俘獲CO₂的工藝。本發明兼具如下優點：沉淀出含有所結合CO₂的固體，其中所結合CO₂作為碳酸氫鹽、作為氨基酸鹽/CO₂配合物或者作為在胺和CO₂之間形成的具有有限溶解度的配合物，以及使用活化劑或促進劑加速所述吸收反應至可接受的水平。?

背景技術

在從氣體或蒸氣料流中除去酸性氣體的氣體處理領域中，通過與胺或碳酸鹽溶液進行接觸以除去這些酸性氣體是公知的。這樣的吸收裝置的常規設計包括，以其最簡化的形式，使用吸收器和解吸器，其中將所述溶液在連續的周期內循環。關于這些工藝，尤其是在從低分壓廢氣中除去CO₂的情況下，主要關鍵問題是需要能量以再生所述吸收劑。?

所述能量的大部分被供應給所述解吸器再沸器，在那里，產生了貧吸收劑的溶液。基于胺的工藝從低分壓工藝中通常需要3200～4100MJ/噸俘獲的CO₂。例如，常規的技術，如Fluor?Econamine工藝將典型地采用約3850MJ/噸俘獲的CO₂。該工藝的改進，FluorEconamine?FC?Plus工藝據稱需要約3250MJ/噸俘獲的CO₂(S.Reddy等人，Proceedings?2^nd?national?conference?on?Carbon?sequestration，第1-11頁，Alexandria?USA，Ma?2003)。Mitsubishi已經開發出了一些工藝，并且它們的吸收劑KS-1據稱需要約3250MJ/噸俘獲的CO₂(Mimura等人，Energy?Convers.Mgmt.36(1995)，第397-400頁和Chem.Eng.Comm，170(1998)，第245頁)。?

為了從高和中等壓力的氣體，如重整器氣體(CO₂和H₂)和天然氣中俘獲CO₂，使用促進的和未促進的叔胺二者，以及基于碳酸鉀(K₂CO₃)的工藝。這些工藝利用較高的CO₂分壓并且可以通過在該工藝中組合溫度和壓力波動(swing)而降低所述熱需求。從高和中等壓力的氣體中俘獲CO₂的例子是Hot?Potassium工藝或Benfield工藝(KohlA.和Nielsen?R.，Gas?Purification，Gulf?PC，Houston?1997)。經典的Benfield工藝(如上)采用碳酸鉀溶液并通常需要約2500MJ/噸俘獲的CO₂。Benfield?Lo-Heat工藝采用低水平的熱并可以下降至在添加的熱量方面約1000MJ/噸俘獲的CO₂。所有現有的碳酸鉀工藝都在溶液中操作。使用促進劑加速所述反應，尤其是胺。?

然而，需要進一步降低能量需要；特別是對于從后燃燒尾氣中移除CO₂，以使得吸收成為用于從尾氣中除去CO₂的可行技術。?

許多專利公開了在堿性吸收劑溶液中采用不同類型的胺作為活化劑，其中主要的吸收劑是堿性鹽，例如碳酸鉀。包括指定的活化劑，例如胺，可以產生與其中僅出現胺或堿金屬碳酸鹽化合物的體系相比更高的生產量。例如參見US?2,718,454、3,144,301、3,637,345、3,793,434、3,848,057、3,851,041、3,856,921、3,896,212、4,271,132和4,430,312；BE?767,105；CA?980538和ZA?9710745。?

美國專利3,896,212描述了使用大比例的堿金屬鹽，碳酸鉀和硼酸鉀，和小比例的催化活化劑用于從氣體料流中除去CO₂。比利時專利767,105公開了一種用于從氣體料流中移除酸氣體的工藝，其通過使所述氣體料流與包含碳酸鉀和氨基酸的溶液接觸。?

上述現有技術的工藝涉及在所述工藝的整個過程中用液體吸收劑對傳統的吸收/解吸循環的改進。淤漿形成和固體沉淀是在吸收工藝中傳統考慮的問題和應當避免的一些事情。?