[發明專利]用于捕集氨化溶液中的CO2的吸收器

有效

• 申請號: 201280052950.8
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN103889548A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: S.圭多林;U.科斯;P.克尼斯伯格斯
• 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;B01D53/62;F23J15/04;B01D53/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;林森

發明領域

本發明涉及一種在CO₂吸收器中從煙道氣流捕集CO₂的方法。

本發明進一步涉及用于從煙道氣流捕集CO₂的系統。

發明背景

在燃燒設備（例如發電設備）內燃料（例如煤、油、泥煤、廢物、天然氣等）的燃燒中，產生熱過程氣體，這樣的過程氣體包含二氧化碳（CO₂）以及其它組分。二氧化碳釋放到大氣中的負面環境影響已經被廣泛認知，且已經導致對適宜于從上述燃料燃燒產生的熱過程氣體中捕集二氧化碳的方法的開發。一種這樣的系統和方法先前已公開并涉及基于冷凍氨的系統，以及使用用于從煙道氣流捕集CO₂的氨化溶液和/或漿料從燃燒后煙道氣流捕集CO₂的方法。WO?2009/055419公開了使用三個吸收器來提高CO₂捕集過程效率的方法和系統。然而，在WO?2009/055419中公開的系統，從技術觀點來看是復雜的，且具有高的操作費用。

發明概述

現有技術的以上缺點和不足通過在CO₂吸收器中從煙道氣流捕集CO₂的方法而克服或減輕，所述方法包含：

-在所述CO₂吸收器的第一吸收階段，使所述煙道氣流與貧CO₂氨化溶液和再循環富CO₂氨化溶液的混合物接觸，以形成部分清潔的煙道氣流，

-在所述CO₂吸收器的第二吸收階段，使所述部分清潔的煙道氣流與所述再循環富CO₂氨化溶液接觸，以形成清潔的煙道氣流，

-在已經通過所述第一吸收階段后，通過收集貧CO₂氨化溶液和再循環富CO₂氨化溶液的所述混合物，形成收集的富CO₂氨化溶液，

-傳送所述收集的富CO₂氨化溶液的第一部分用于再生，以從所述收集的富CO₂氨化溶液的第一部分去除CO₂，形成所述貧CO₂氨化溶液，和

-利用所述收集的富CO₂氨化溶液的第二部分，以形成所述再循環富CO₂氨化溶液。

與現有技術相比，該方法的優點為二氧化碳可高效地捕集，沒有不期望的氨漏失（slip?of?ammonia），具有較低的操作費用和資本費用。

根據一個實施方案，所述方法還包含將再循環富CO₂氨化溶液首先發送通過第二吸收階段，然后通過第一吸收階段。該實施方案的優點為再循環富CO₂氨化溶液充當對氣態氨的屏障和用于從煙道氣中不僅收集二氧化碳，而且也收集氨，然后將煙道氣從第二階段發送至水洗容器或氨精制階段，視情況而定。

根據一個實施方案，所述方法還包含將貧CO₂氨化溶液發送通過第一吸收階段，不將貧CO₂氨化溶液發送通過第二吸收階段。該實施方案的優點為CO₂從氣相到液相的提高的傳質，通過獲得氨化溶液中關于CO₂的以最優方式沿著CO₂吸收器變化的濃度分布。

根據一個實施方案，在通過第一和第二吸收階段時，再循環富CO₂氨化溶液和貧CO₂氨化溶液保持在一定溫度下，所述溫度高于碳酸氫銨顆粒可從相應的氨化溶液中開始沉淀的溫度。該實施方案的優點為吸收器完全在溶液模式下操作，沒有或幾乎沒有固體碳酸鹽顆粒的形成。這減少了在吸收器內阻塞的風險和使得吸收器操作更穩健。還可減少吸收器內的液氣比，L/G，因為根據現有技帶有固體形式的操作需要高的液氣比，以減少在吸收器內部不期望的位置中固體累積的風險。

根據一個實施方案，部分清潔的煙道氣流垂直向上從第一吸收階段通至第二吸收階段，且其中再循環富CO₂氨化溶液垂直向下從第二吸收階段通至第一吸收階段。該實施方案的優點為垂直向上進入第二吸收階段的部分清潔的煙道氣流的氣體分布變得非常均勻和有效，垂直向下進入第一吸收階段的再循環富CO₂氨化溶液的液體分布也是如此。