[發明專利]具有改進的汽提器性能的CO2俘獲工藝

有效

• 申請號: 201080023942.1
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN102448582A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: B.巴布勞;J.W.萊斯特;F.維特斯
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅

交叉引用

本申請要求2009年3月31日提交的美國臨時專利申請No.61/164,944的權益，其整體通過引用納入于此。

技術領域

本申請涉及從氣流中去除氣態污染物的方法和系統。

背景技術

在氣體凈化的傳統工業技術中，諸如H₂S，CO₂和/或COS的雜質通過液體溶液（例如包括胺類化合物的液體溶液）中的吸收，從諸如煙氣，天然氣，合成氣或其他氣流的氣流中被去除。

隨后通常通過與流的逆流接觸，已用液體溶液在再生塔中被再生，以釋放溶液中包含的雜質。再生所需的流通常通過煮沸位于再生塔底部的再沸器中的再生液體溶液被產生。此外，再沸可提供包含在液體溶液中的雜質的進一步釋放。

在上述傳統的吸收-再生工藝中，再生且再沸的液體溶液通常在另一吸收循環被再利用。但是，再沸溶液可具有高達100-150℃的溫度。為了有效吸收，基于胺類化合物的液體溶液通常在被傳送至另一輪吸收之前需要冷卻。冷卻傳統上通過與來自吸收的已用液體溶液換熱而被實現。

不僅再生需要由再沸器產生的能量，而且在吸收再生工藝中的其它位置上也需要。總的來說，傳統氣體凈化工藝的能量需求有三種類型：結合能，汽提能和顯熱。打破雜質與液體溶液間形成的化學鍵需要結合能，而從液體溶液中釋放雜質所需流的產生需要汽提能。在再生之前加熱液體溶液繼而需要顯熱。在傳統系統和工藝中，部分的產生能量可在例如系統冷卻器中被損失，該系統冷卻器減少了系統中特定位置上的溫度，例如在吸收器入口附近的冷卻器，其用于在返回洗液送入吸收器之前冷卻返回洗液。此外，能量可在位于吸收器，再生器等頂部的冷凝器中被損失，并以水蒸氣形式退出該工藝，大多在凈化CO₂氣體中出現水蒸氣的再生器頂部。

因此，去除氣體，特別是再生，是能量密集型工藝。在氣體凈化工藝不同部分的能量需求的減少可潛在地降低工藝所需的總能量。

US4，152，217公開了一種降低總熱能需求的吸收再生工藝。該工藝包括分流布置，其中由吸收產生的廢棄富雜質溶液被分成兩個流。第一流不被加熱，被導至再生塔頂部。第二流在與來自再生塔底部的熱貧流換熱后，被送至再生塔中較低的中間點。

在WO09/112518中公開了一種去除CO₂的工藝，其中富含CO₂的吸收液在被送入再生塔之前通過換熱被加熱。在經受換熱之前，吸收液被分成兩個流。第一流通過與再生液換熱而被加熱，且第二流通過與來自再生塔頂部的富含CO₂的汽提氣體換熱而被加熱。

EP1759756公開了一種CO₂回收工藝，其中富CO₂的溶液在包括加熱構件的再生塔中被再生。加熱構件通過再生塔中再生富溶液時產生的蒸汽在再生塔中加熱該富溶液。

盡管傳統氣體凈化技術的各種改進是已知的，但進一步改進這些技術（特別是關于能耗）是永遠存在的需求。

發明內容

通過一種從氣流中去除氣態污染物的工藝，現有技術的上述缺點和不足被克服或減輕，該工藝包括：通過吸收進入洗液，將氣流與洗液接觸以從氣流中去除氣態污染物；并再生已用洗液，以從已用洗液中去除氣態污染物，從而提供再生洗液和包括去除污染物的氣體，其中，在第一再生階段，包括去除污染物的氣體被冷卻，以最小化來自再生步驟的水蒸氣損失。

在此背景下，術語“加熱的”和“冷卻的”意指氣體凈化工藝或系統中液體，溶液或流的相對溫度。例如，相比于加熱之前液體的相對溫度，并且/或者，因此相比于在缺少加熱步驟的工藝中的對應位置上液體，溶液或流的相對溫度，加熱步驟之后液體可被稱為“加熱的”液體。相比于冷卻前液體，溶液或流的溫度，或相比于在缺少冷卻步驟的工藝中的對應位置上液體，溶液或流的溫度，“冷卻的”相應地意指冷卻步驟之后液體，溶液或流的相對溫度。

如本文所用，“換熱”暗示了熱量被有意地從一種介質傳到另一介質的工藝步驟。換熱導致離開該工藝步驟比以前更冷的一種介質，以及離開該工藝步驟比以前更熱的一種介質，即在該工藝步驟之前。換熱可為直接的（其中兩種介質物理接觸），或為間接的（其中介質是分離的），例如通過允許傳熱的固體壁。

如本文所用，“再生階段”不意為平衡階段，而是在再生工藝中的步驟。