[發明專利]用于分離富含二氧化碳的氣體的方法和設備

有效

• 申請號: 201380036398.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN105378410B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: B·達維迪安;M·萊克勒克
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J5/00
• 分類號: F25J5/00;F25J3/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

在一種凈化方法中，富含二氧化碳的氣體在第一釬焊鋁板翅式熱交換器(9)中被冷卻，冷卻的氣體或從該冷卻的氣體獲取的至少一種流體被送至包括蒸餾步驟(23)的凈化步驟，凈化步驟產生富含二氧化碳的液體(33)，其被冷卻，然后膨脹，然后被送至第二熱交換器(35)，在那里借助于工藝流體(13)被加熱，所述交換器僅在富含二氧化碳的液體與工藝流體之間進行間接熱交換，富含二氧化碳的液體在第二交換器中至少部分地蒸發并且所形成的蒸發氣體(37)在第一交換器中被再加熱以形成富含二氧化碳的氣體。

技術領域

本發明涉及一種用于通過在低溫下蒸餾而分離富含二氧化碳的氣體的方法和設備。

富含二氧化碳的氣體含有至少60mol％的二氧化碳，或甚至至少80mol％的二氧化碳。

該氣體的其余部分可以含有以下成分中的一種或多種：氧氣，氮氣，氬氣，氮氧化物(NO或NO₂或N₂O)，一氧化碳，氫氣，汞。

可以通過一個或多個連續的部分冷凝步驟和/或通過蒸餾進行凈化。

背景技術

在許多低溫應用中，通過所述單元產生冷量是通過在足夠低的壓力下蒸發液體以達到足夠低的溫度而進行的。因為所述液體在這種壓力下的方法中不是必然得到的，所以有必要使其膨脹，這可能會引起氣體的產生。由此獲得的氣體不會產生大量的冷量，因為它將僅轉移顯熱。因此有利的是通過使液體在膨脹前過冷而限制氣體的產生。

在申請號FR-1256778下提交的專利申請為CO₂捕獲單元的冷箱的布置提出一種解決方案，其中交換管線分成兩部分，其中一個部分在技術上較簡單，使得可以降低冷箱凍結的風險。

在申請號FR-1256771下提交的專利申請提出一種用于將低溫膜結合在CO₂捕獲單元的冷箱中的解決方案。

發明內容

本發明涉及優化冷箱的交換管線，其通過加入尤其是過冷器而分成兩部分。

根據本發明的一個主題，提供了一種在低溫下凈化富含二氧化碳的氣體以產生富含二氧化碳的流體的方法，在該方法中：

i)富含二氧化碳的氣體在由通過板分隔開的波紋層構成的第一釬焊鋁板式熱交換器中被冷卻，

ii)冷卻的氣體或從該冷卻的氣體獲取的至少一種流體被送至包括蒸餾步驟和/或至少兩個連續的部分冷凝步驟的凈化步驟，

iii)凈化步驟產生貧含二氧化碳的氣體，其在第一交換器中被加熱，

iv)凈化步驟產生富含二氧化碳的液體，其被冷卻，然后膨脹，然后被送至第二熱交換器，在那里借助于工藝流體(其為從在第一交換器中冷卻的氣體獲取的氣體)被加熱，該交換器僅在富含二氧化碳的液體與工藝流體之間進行間接熱交換，以及

v)富含二氧化碳的液體在第二熱交換器中至少部分地蒸發并且所形成的蒸發氣體在第一交換器中被加熱以形成富含二氧化碳的氣體，該氣體是所述方法的最終產物，

其特征在于，冷卻的氣體在第一交換器中至少部分地冷凝并被送至第一相分離器，來自第一相分離器的氣體被送至第二交換器，在那里冷凝以形成冷凝液體。

根據其它可選的方面：

-富含二氧化碳的氣體被壓縮和冷凝以形成富含二氧化碳的液體，其是該方法的最終產物。

-來自第一相分離器的液體膨脹并被送至第二相分離器或送至蒸餾塔。

-冷凝的液體被送至第二相分離器，來自所述第二相分離器的液體被送至蒸餾塔的頂部以供給蒸餾塔。

-來自所述第二相分離器的氣體在第一交換器中被加熱。