[發明專利]SO2催化氧化和氧燃料酸壓縮的集合

有效

• 申請號: 201110233504.4
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102380312A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: F·P·佩特羅切利;K·B·富加什;V·懷特
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/50;B01D53/60;C01B31/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李連濤;艾尼瓦爾

發明背景

本發明一般涉及用于凈化(purify)二氧化碳氣體的方法。特別的，本發明涉及用于從含SO₂作為污染物的二氧化碳氣體中去除二氧化硫(SO₂)的方法。本方法也可從二氧化碳氣體中去除NO_x，如果其作為另外的污染物存在。本發明特別應用于粗二氧化碳的凈化，例如來自于燃燒粉煤的發電站中氧燃料(oxyfuel)燃燒工藝的煙道氣，其中含硫的碳質或烴燃料在鍋爐中燃燒生成蒸汽用于發電。

術語“SO_x”指的是硫的氧化物并包含SO₂和三氧化硫(SO₃)。術語“NO_x”指的是氮的氧化物并主要包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。NO_x可包含一種或多種其它氮的氧化物，包括N₂O、N₂O₄及N₂O₃。

現已聲稱全球變暖的主要原因之一是由于人類的影響在大氣中溫室氣體污染物的增加。釋放的主要的溫室氣體，二氧化碳(CO₂)，在大氣中的濃度從工業革命前的270ppm增長至當前值約378ppm。CO₂濃度的繼續增長是不可避免的直至CO₂的排放得以抑制。主要的CO₂排放源是燃燒化石燃料的電力站及以石油為燃料的車輛。

為繼續生產國家需要維持其經濟和生活方式的電力使用化石燃料是必需的。因此，需要設計有效方式捕集來自燃燒化石燃料的發電站中的CO₂以將其儲存起來而非釋放到大氣中?？蓛Υ嬗谏詈Ｖ校坏刭|地層中如含鹽水層(salineaquifer)；或枯竭油(depleted?oil)地層或天然氣地層(natural?gas?formation)。可選地，CO2可用于提高原油采收率(enhanced?oil?recovery)(EOR)。

氧燃料燃燒工藝通過在純氧中燃燒一種碳質燃料或烴燃料從而產生純的由CO₂和水蒸汽組成的燃燒產物氣體，來試圖減輕CO₂排放的有害影響。該工藝將導致煙道氣中氮氣(N₂)的缺乏以及非常高的燃燒溫度，其在熔爐或鍋爐中是不實際的。為了減低燃燒溫度，總煙道氣流中的一部分通常在冷卻后典型地再循環返回到燃燒器。

一篇題目為“Oxy-combustion?processes?for?CO₂?capture?from?advancedsupercritical?PF?and?NGCC?power?plants”(Dillon等；發表于GHGT-7，Vancouver，2004年9月)的文獻描述了采用氧燃料燃燒工藝由燃燒粉煤的電站鍋爐(powerboiler)產生的CO₂捕集，其公開的內容在此引入作為參考。

氧燃料燃燒產生主要包含CO₂的粗煙道氣，還有雜質例如水蒸汽；“不可冷凝的”氣體，即來自于化學過程中的不易通過冷卻而冷凝的氣體，例如過量的燃燒氧氣(O₂)，和/或源自于任何空氣泄漏進入該系統的O₂、N₂、和氬氣(Ar)；以及酸性氣體例如作為來自燃料中組分的氧化產物而產生的或通過N₂和O₂在高溫下的結合而產生的SO₃、SO₂、氯化氫(HCl)、NO和NO₂。煙道氣中存在的氣態雜質的精確濃度取決于多種因素，例如燃料組成；燃燒器中N₂的濃度；燃燒溫度；以及燃燒器和熔爐的設計。

通常，最終的經的CO₂產物理想地應作為高壓流體料流產生，以傳輸進入管道用于輸送到儲存地或使用地點，例如在EOR中。CO₂應當是干燥的以避免例如碳鋼管道的腐蝕。CO₂雜質水平不應當危及地質儲存地點的完整性，特別是如果CO₂用于EOR，輸送和儲存不應當破壞規定輸送和處理氣流的國際和國家條約和規章。