[發明專利]使用活性炭作為NOX和SO2吸附劑/催化劑提純二氧化碳

無效

• 申請號: 200980147274.0
• 申請日: 2009-09-23
• 公開（公告）號: CN102227248A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: N.J.德金斯坦;M.M.沙;B.T.諾伊
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/02;B01D53/86;B01D53/96
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹小剛;艾尼瓦爾

技術領域

本發明涉及含二氧化碳的煙氣的處理以從煙氣中除去雜質和產生有價值的副產物。

背景技術

燃燒工藝，如燃煤鍋爐產生含二氧化碳的煙氣，該二氧化碳可能值得捕獲和封存在例如咸水層中或油井或氣井中，在此二氧化碳用于提高該井的采油或采氣量。但是，煙氣常常含有雜質，如SOx、NOx和Hg，必須先將它們脫除到極低含量，二氧化碳才能用于提高油回收或封存。本發明是實現這種脫除以產生較純二氧化碳的方法。

發明內容

本發明的一個方面是處理氣態二氧化碳的方法，包括：

（A）提供二氧化碳的氣態進料物流，如煙氣，其還包含NOx和二氧化硫并在至少1.5巴壓力下；

（B）從所述進料物流中吸附SO₂和NOx到在氧化條件下的再生的第一活性炭床上以將所述吸附的二氧化硫轉化成三氧化硫和將所述吸附的NO轉化成二氧化氮，由此形成經脫SOx脫NOx的二氧化碳和包含載SOx載NOx的活性炭的負載的第一床；

（C）用水洗滌所述負載的第一床以從中解吸三氧化硫和二氧化氮到所述水中以形成含硫酸和硝酸的水溶液和洗過的第一活性炭床，同時從所述進料物流中吸附SO₂和NOx到在氧化條件下的再生的第二活性炭床上以將所述吸附的二氧化硫轉化成三氧化硫和將所述吸附的NO轉化成二氧化氮，由此形成脫SOx脫NOx的二氧化碳和包含載SOx載NOx的活性炭的負載的第二床；

（D）用水洗滌所述負載的第二床以從中解吸三氧化硫和二氧化氮到所述水中以形成硫酸和硝酸的混合物，同時在步驟（B）中從所述進料物流中吸附SOx和NOx到所述洗過的第一活性炭床上；

（E）對所述經脫SO₂脫NOx的二氧化碳施以低于環境溫度的回收工藝，其利用由所述回收工藝形成的至少一個液態二氧化碳產物物流的膨脹提供的制冷并優選僅利用由這種膨脹提供的制冷，以產生至少一個氣態二氧化碳產物物流和至少一個含氣態二氧化碳的排出物流；

（F）通過變壓吸附或通過物理或化學吸收將所述排出物流分離成富二氧化碳物流和貧二氧化碳物流；和

（G）使所述富二氧化碳物流再循環到所述進料物流中。

本發明還包括可用于處理含有SOx和NOx的氣態二氧化碳的裝置，包括：

（A）適于接收還包含NOx和二氧化硫并在至少1.5巴壓力下的二氧化碳氣態進料物流，如煙氣，的活性炭反應器系統，該活性炭反應器系統包含至少一個活性炭床，其用于從所述進料物流中吸附SO₂和NO和將吸附的二氧化硫轉化成三氧化硫和將吸附的NO轉化成二氧化氮，并由此形成經脫SO₂脫NOx的二氧化碳，其中吸附在所述床上的三氧化硫和二氧化氮可以用水從其上洗除；

（B）低于環境溫度的回收系統，其連至所述活性炭反應器系統以從中接收經脫SO₂脫NOx的二氧化碳并利用由所述回收系統中形成的至少一個液態二氧化碳產物物流的膨脹提供的制冷來處理所述經脫SO₂脫NOx的二氧化碳，以產生至少一個氣態二氧化碳產物物流和至少一個含氣態二氧化碳的排出物流；

（C）二氧化碳分離系統，其連至所述低于環境溫度的回收系統以從中接收氣態含二氧化碳的排出物流和通過變壓吸附或通過物理或化學吸收將所述排出物流分離成富二氧化碳物流和貧二氧化碳物流；且其中所述二氧化碳分離系統連至所述進料物流以使所述富二氧化碳物流再循環到進料物流中。

本發明的另一方面包括使步驟（C）和（D）中形成的硫酸和硝酸的混合物與碳酸鈣反應形成所述酸的鈣鹽和析出的二氧化碳并使析出的二氧化碳再循環到所述進料煙氣中。

在本發明的另一方面中，在其上從二氧化碳進料物流中吸附SO₂和NOx之前，使所述再生的第一和第二床與所述貧二氧化碳物流接觸以從所述再生床中除去水。

在本發明的再一方面中，由氧燃料（oxy-fuel）燃燒產生所述進料物流，所述燃燒的氣態產物再循環或不再循環至該燃燒。

本發明的另一優選方面進一步包括將空氣分離成富氧貧氮流和富氮貧氧物流，將所述富氧貧氮物流供入所述氧燃料燃燒，并在其上從含二氧化碳的進料物流中吸附SO₂和NOx之前，使所述洗過的第一和第二床與所述富氮貧氧物流接觸以從所述洗過的床中除去水。

本文所用的“SOx”是指硫的任何氣態氧化物，如二氧化硫和三氧化硫，及其混合物。

本文所用的“NOx”是指至少含有NO和NO₂的氣態氮氧化物的混合物。