[發明專利]從吸收劑中能量有效回收二氧化碳的方法和適于運行該方法的設備

有效

• 申請號: 201580074098.8
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN107438475B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: R·芬德;J·F·波爾森
• 申請（專利權）人: 聯合工程公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王剛

本發明涉及一種從富含氣態酸氣的吸收劑中回收酸氣的方法，其中用于在汽提塔中分離吸收劑和酸的能量通過以能量有效方式從汽提器廢氣再循環傳熱流體來減少。本發明進一步涉及一種適于進行所述方法的設備。

本發明涉及一種從富含氣態二氧化碳的吸收劑中回收二氧化碳的方法，其中減少了用于在汽提塔中分離吸收劑和二氧化碳的能量，本發明進一步涉及用于進行所述方法的設備。

發明背景

二氧化碳回收設備廣泛用于清潔和/或回收例如從烴燃燒、發酵和氣體處理釋放的二氧化碳。回收的二氧化碳可以任選地液化和作為最終產品銷售或用于給定設備的生產中。

在典型的吸收器-再生器系統中，二氧化碳的回收通過將氣體引入吸收器來進行，在這里氣體與吸收器中向下流動的含有吸收劑的貧溶劑接觸。二氧化碳至少部分地被貧溶劑吸收，并且耗盡的氣體離開吸收器用于進一步處理或排放。含有二氧化碳的溶劑然后例如通過汽提處理來釋放二氧化碳，并且二氧化碳可以回收或進一步純化。可用于分別回收吸收劑和二氧化碳的常規技術包括汽提。吸收器-再生系統典型地允許連續操作來回收二氧化碳。

在設計方法和確定參數中，其產生所需的高純度二氧化碳和同時處于最高產物產率，進一步的下游純化步驟經常包括開回路和閉回路系統，其中仍會含有殘留二氧化碳的吸收劑的貧料流經進一步處理和再循環來從吸收劑中萃取甚至更多的二氧化碳。使用這樣的回路系統由此促進料流例如吸收劑和/或水的回收和再使用，來減少成本和廢料。

但是，用于再生吸收劑或從吸收劑中萃取更多二氧化碳的進一步處理也需要另外的能量，例如用于冷卻、加熱和加壓。通常，每單位產率所需能耗隨著吸收劑的純度而增加。即，與例如富含二氧化碳的吸收劑料流的第一單元的回收相比，從吸收劑貧料流中回收最后殘留的二氧化碳的每單位產率所需能耗更高。

已經描述了用于回收二氧化碳、改進了整體能量效率的幾種設備。US2013/0055756描述了一種這樣的回收設備，其中來自于再生器塔的貧吸收劑使用常規再沸來再循環到再生器塔頂部，并且將混合的汽提器廢氣壓縮和冷凝來將溶劑再循環到再生器塔用于進一步回收。包括中間冷凝熱交換步驟，其中貧吸收劑和混合氣體進行熱交換。但是，能量效率在位于吸收塔和再生塔之中和之間的熱泵系統6中。

WO2008/063082也描述了一種吸收的二氧化碳的再生方法，其中熱能從二氧化碳氣體中回收。吸收的二氧化碳料流經過汽提程序，由此產生加熱的氣態富含二氧化碳的料流和液體貧含二氧化碳的吸收劑料流。加熱的氣態富含二氧化碳的料流經過多個壓縮步驟，并且中間添加傳熱流體，和使用熱交換器從壓縮的氣體中回收熱。回收的能量可以用于在再生再沸器中加熱液體貧含二氧化碳的吸收劑料流，作為再生器再沸器的熱或者再生器再沸器的熱的一部分。

因此，能量從壓縮的加熱的二氧化碳回收，并且該熱可以用于再沸一部分的貧吸收劑，來降低二氧化碳回收方法的總能耗。

在US2014/0190351中描述了一種通過將系統所產生的熱能用于汽提器再沸器，來減少二氧化碳回收方法的能耗的方法，更具體地減少汽提方法中所用的能量。這通過將低壓蒸汽提供到汽提器再沸器來提供汽提蒸汽，而不降解溶劑(吸收劑)來解決。來自于飽和的汽提器氣體的冷凝物也可以導向汽提器再沸器來用于蒸發和用作汽提蒸汽，因此減少了供給補充水的需要。

在大的設施中，每單位二氧化碳產率的能耗甚至很小的降低都有很大的經濟效益。所以，一直需要設計方法和參數，其能夠以較低能耗來回收二氧化碳。除了能耗之外，同樣重要的經濟方面在于減少每單位二氧化碳產率的其他資源消耗，例如該方法需要的吸收劑和/或水的量。

同樣，使該方法的輸入例如供給水、吸收劑等最小化也是一直的期望。

因此，本發明的一個目標是進一步減少二氧化碳回收方法的總能耗，以及減少另外的資源例如水的消耗。

發明內容