[發明專利]酸性氣體回收系統及酸性氣體回收裝置

無效

• 申請號: 201410325629.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104226086A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 土屋直實;小川斗;程塚正敏
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 吳倩;張楠

技術領域

本發明的實施方式涉及使用胺溶液來回收將化石燃料、尤其是煤炭作為燃料的燃燒廢氣中含有的酸性氣體、尤其是二氧化碳的酸性氣體回收系統及酸性氣體回收裝置。

背景技術

起因于近來的地球變暖，在世界范圍致力于溫室效應氣體排放的抑制技術，作為其中之一，研究了二氧化碳的排放抑制。作為排放二氧化碳的設備，有利用化石燃料的燃燒的發電系統。作為用于抑制廢氣排放的替代發電系統，利用自然能量的發電系統、原子能發電系統的推進正在進行。另一方面，正在積極地執行節省能量、發電效率高效化等涉及現行的發電系統的開發。另外，在現行的發電系統中，作為二氧化碳排放抑制機構，開發了從燃燒廢氣中回收二氧化碳，使廢氣中的二氧化碳減少的技術。

將這樣的技術應用在現在設置的火力發電廠時，使化石燃料燃燒后將排放的廢氣中的二氧化碳進行分離回收是最優選的方法。

在來自燃燒廢氣的二氧化碳的回收中，一般采用使用鏈烷醇胺的胺法，所述鏈烷醇胺例如單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺等。該方法通過使燃燒廢氣和胺溶液接觸，使燃燒廢氣中含有的酸性成分即二氧化碳被胺溶液吸收。之后，通過對胺溶液加熱，將吸收的二氧化碳排出。另外，排出了二氧化碳后的胺溶液也可以通過再次用于廢氣中的二氧化碳的吸收，反復地使胺溶液循環。

一般而言，在燃燒廢氣中，除了二氧化碳之外，還含有二氧化碳以外的酸性氣體、氮或氧等中性氣體、煤塵等固體成分。而且，作為弱酸性的二氧化碳以外的酸性氣體(以下，有時稱為強酸性氣體)，可舉出氮氧化物、硫氧化物或氯化氫等。

在使燃燒廢氣中含有的二氧化碳被胺溶液吸收時，微量含有的強酸性氣體(例如硫氧化物、氮氧化物)一起被胺溶液吸收，離子化后存在于溶液中。來源于這些強酸性氣體的離子與溶液中的胺結合形成熱穩定性胺鹽(Heat?Stable?Amine?Salts：以下有時稱為HSAS)。含有大量HSAS的胺溶液不僅二氧化碳的吸收能力低下，而且由于要從胺溶液釋放二氧化碳，需要更多的能量。另外，硫氧化物或氮氧化物具有促進胺溶液中含有的胺的分解劣化的傾向。因此，優選在使燃燒廢氣與胺溶液接觸前，通過脫硫器及脫硝器預先除去硫氧化物或氮氧化物。尤其是，強酸性成分即硫氧化物比二氧化碳更容易被胺溶液吸收。因此，在二氧化碳回收系統中為了使二氧化碳的回收量增加，特別優選同時設置脫硫器。

另外，在通常的二氧化碳回收系統中，酸性氣體的吸收成分即胺在吸收器及再生器中循環。尤其是在再生器中，為了二氧化碳的釋放對溶液進行加熱，因此促進了胺的劣化。因此，即使進行了利用脫硫器或脫硝器的處理，胺溶液的二氧化碳的吸放性能也會降低。因此，需要定期地更換胺溶液。

但是，一般而言，因二氧化碳的吸收能力喪失而更換的胺溶液(以下，有時稱為廢胺溶液)是大量的。大量的廢胺溶液需要經過中和處理及胺的無害化處理等之后廢棄，因此，花費很大的成本。因此，優選能夠經過盡可能長時間地使用胺溶液。

另外，在廢胺溶液中充分含有具有吸收二氧化碳的能力的胺成分，因此作為廢胺溶液全部廢棄是不經濟的。作為從廢胺溶液中有選擇地回收有效的胺的方法，可舉出真空蒸餾等。但是，真空蒸餾法存在設置面積變大、需要用于進行蒸餾的熱源的問題。另外，從成套設備整體考慮，也有二氧化碳的分離回收能量變高等改良的余地(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：JP2012-236170(A)

發明內容

鑒于如上所述的課題，本發明的實施方式提供在酸性氣體回收系統中有效地利用及再生胺溶液，減少廢胺溶液的廢棄量的酸性氣體回收系統及酸性氣體回收裝置。

實施方式的酸性氣體回收系統的特征在于，其使含有至少一種弱酸性氣體和至少一種以上的強酸性氣體而構成的未處理的酸性氣體混合物與胺溶液接觸，對所述弱酸性氣體進行回收，其具備下述工序：第一工序，通過使所述未處理的酸性氣體混合物與第一胺溶液接觸，使所述強酸性氣體被第一胺溶液吸收；和第二工序，通過使所述第一工序后的酸性氣體混合物與第二胺溶液接觸，使所述弱酸性氣體被所述第二胺溶液吸收。