[發明專利]用于分離容易揮發的降解產物的設施和用于運行該設施的方法

在審

• 申請號: 201480041543.6
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN105408005A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 比約恩·菲舍爾;拉爾夫·約;馬爾庫什·金茲爾;迭戈·安德烈斯·屈特爾;呂迪格·施奈德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于分離易揮發的降解產物的設施。此外，本發明涉及一種用于運行這種設施的方法。

背景技術

在用于產生電能的化石燃料發電廠中，由于燃燒化石燃料而形成含二氧化碳的煙氣。為了避免或降低二氧化碳排放，必須從煙氣中分離二氧化碳。為了從氣體混合物中分離二氧化碳通常已知不同的方法。尤其為了在燃燒過程之后從煙氣中分離二氧化碳，常使用吸收解吸的方法。在此，二氧化碳在工業上大規模地借助吸收劑從煙氣中清洗出來(CO₂分離工藝)。這種CO₂捕獲工藝在此基本上包括吸收器和解吸器，在所述吸收器中借助吸收溶液從煙氣中洗出CO₂，在所述解吸器中再次從吸收溶液中排出CO₂。

常用的吸收溶液、例如單乙醇胺(MEA)、氨基酸鹽溶液或氫氧化鉀溶液顯示出對于CO₂良好的選擇性和高的容量。

由于包含在煙氣中的微量元素，例如SO_x和NO_x，但是也尤其由于氧，全部吸收溶液傾向于降解。在此產生不同的分解產物(降解產物)，所述分解產物尤其在使用吸收劑、如鏈烷醇胺或環胺時是揮發性的并且能夠隨被清潔的煙氣離開吸收器。由此產生的排放需要盡可能被降低。

用于降低有害排放的第一方案是使用鹽，例如氨基酸鹽。具有氨基酸鹽的含水的吸收溶液具有如下優點：其本身不具有蒸汽壓進而能夠避免從吸收器中排出。具有氨基酸鹽的吸收溶液由于降解而產生的分解產物大部分又是鹽成分進而同樣不具有顯著的蒸汽壓。然而，分解產物的小部分也由容易揮發的成分、例如氨氣構成。

分解和降解產物隨著時間在吸收劑循環中濃縮。尤其在溫度高的情況下，所述分解和降解產物由于平衡而傾向于轉變為氣相。由于大的煙氣量和經過一段時間的濃縮，在此強制引起這些成分到大氣中的排放。至今為止已嘗試通過下游的、在吸收器的頂部處的洗滌降低這些排放。這需要更大的吸收塔，高的投資成本并且引起其他的被污染的廢水流或吸收介質流。

在專利文獻中已知的方法中，從廢氣中去除氨氣借助于添加硫酸或者硝酸實現。該方法也稱為“酸洗”，例如在US3,607,022中詳述。氨氣經由化學吸收從廢氣流中去除并且在酸溶劑中轉化為相應的銨鹽。硝酸的使用引起硝酸銨的形成，并且硫酸的使用引起硫酸銨的形成。由此，酸洗需要大的設備和物流耗費，因為除了復雜的清洗器之外也必須購買和貯存相應量的酸。

發明內容

本發明的第一目的是：以簡單的方式并且在盡可能低的能量耗費下提供一種用于從與負載相關的燃燒設備的煙氣流中分離容易揮發的降解產物的設施。另一個目的是提供一種用于運行這種設施的方法。

根據本發明，第一目的借助提供一種用于從與負載相關的燃燒設備的煙氣流中分離容易揮發的降解產物的設施來實現，所述設施包括CO₂分離設備，其中CO₂分離設備與燃燒設備流體耦聯，其中CO₂分離設備包括至少一個驟冷設備，所述驟冷設備由煙氣流穿流，并且由此至少部分地形成驟冷冷凝物。此外，CO₂分離設備包括吸收器，所述吸收器由煙氣流至少部分地穿流，并且其中清潔設備流體連接在吸收器下游，煙氣至少部分地流入到所述清潔設備中。在此將用于清潔煙氣的清潔介質輸送給清潔設備，其中清潔介質至少部分地包括驟冷冷凝物。

在吸收器的頂部處的清潔、尤其酸洗，主要用于減少堿性反應的物質，例如氨氣、短鏈的胺或者基于胺的洗滌劑。這種酸洗中的清潔介質因此主要是酸。然而，為了達到這些堿性反應的物質的低的ppm范圍，需保證持續地將這些酸、例如硫酸和廢水饋送和排放到清潔循環中。這不僅引起用于酸的化學品成本，而且也產生提高的廢水總量。

現在，根據本發明，將(如在上文中所描述的)驟冷冷凝物至少部分地用作為清潔劑。該驟冷冷凝物通過驟冷設備酸化。這不僅引起廢水的減少，因為僅存在一個廢水流，而且也盡可能節約化學品、例如硫酸的全部成本。在驟冷設備中，熱氣與相對大量的冷卻介質接觸并且在此部分地或完全地冷凝，所述冷卻介質也能夠由原本的冷凝物構成。所產生的冷凝物通常是高腐蝕性的。在此，首先從煙氣中去除無機的氟金屬化合物、氯金屬化合物和重金屬化合物并且將其在驟冷設備的冷卻介質中溶解。將氫氧化鈉溶液添加到清洗水中隨后實現對于高效的二氧化硫分離有利的條件。該驟冷冷凝物現在至少部分地被輸送給清潔設備。