[发明专利]洗气的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过洗气分离气体混合物的方法，其中在洗气时使用的洗涤液加载从气体混合物分离出的物质并随后进行再生，再生时产生由无问题和有问题的物质组成的第一气流，其中有问题的物质的浓度超过预定的极限值。此外，本发明还涉及用于实施该方法的设备。

背景技术

无问题的物质是指该物质可以任意的浓度存在，从而不会损害第一气流作为产品的可使用性或者不会阻止其向大气释放。

有问题的物质是指该物质损害第一气流作为产品的可使用性或者阻止其向大气释放，条件是只要其浓度超过预定的极限值。

此类方法早已在现有技术中公开，多年来是本领域技术人员已知的。这些方法充分利用液体的特性对气体进行吸收及以物理或化学方式结合。

液体吸收气体的程度通过溶解系数加以表征：气体在液体中溶解的程度越高，则其溶解系数越高。在气体混合物的成分的溶解系数的差别足够大的前提下，可以借助洗涤液选择性地从气体混合物离解出气体成分，并以此方式加以分离。洗涤液在此加载从气体混合物分离出的气体成分。

分离出的气体成分通常在洗涤后从所加载的洗涤液中重新去除，从而使洗涤液再生。然后将再生的洗涤液重新用于洗气，而对再生时产生的气流进行废物处理，或者送至经济的用途。

由于共吸收效应，在洗气时本来希望留在气相中的物质也进入洗涤液中。虽然通过适当选择工艺参数可以将该效应最小化，但是无法完全消除。

在一个已知的洗气方法中，使用甲醇作为洗涤液，从而例如从含有一氧化碳和氢的合成粗煤气中选择性地去除二氧化碳及其他酸性气体。在此产生主要由氢和一氧化碳组成的合成气作为产品。于再生过程中产生至少一种富含二氧化碳的气流，将其同样作为产品排出，或者送至废物处理。通过共吸收进入洗涤液的一氧化碳于再生时与二氧化碳一同解吸，并作为杂质进入一股或多股富含二氧化碳的气流。特别是若待分离的合成粗煤气的一氧化碳含量高，会超过例如适用于气流的一氧化碳含量的极限值，该气流用于提高油田开采量(Enhanced Oil Recovery)或者通过暂时储存而进行废物处理或者必须排放到大气。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供此类方法以及用于实施该方法的设备，由此可使第一气流作为产品排出或者送至根据规定的废物处理。

在方法方面，该目的根据本发明以如下方式实现，对第一气流实施处理，其中将有问题的物质从该气流去除和/或转化成无问题的物质。

通常的实践是通过吸收而从气体混合物去除物质，其中通过称为吸收剂的固体物质吸收待去除的物质。由此例如将通过低温合成气分离获得的氢气流引导通过吸收剂，并在此去除一氧化碳残余，然后作为氢产品于设备边缘处排出。该方法并不仅仅局限在氢和一氧化碳的分离，确切地说，适合于分离多种气体混合物，其中吸收剂的选择由待实现的分离目的决定。因此，在本发明方法的一个优选的方案中，通过吸收从第一气流去除有问题的物质。

在由第一和第二物质类型组成的气体混合物中，第一物质类型的浓度不仅可以通过去除该物质类型的成分而下降至预定的极限值以下。还可将第一物质类型的成分转化成其他的例如第二物质类型，以达到所努力的目的。通常可以通过氧化第一物质类型的成分而实现此类转化。因此，在本发明方法的另一个优选的方案中，在第一气流中所含的有问题的物质通过热氧化和/或催化氧化而转化成无问题的物质。

在第一气流中所含的有问题的物质所需的去除或转化与投资成本和运行成本相关，由此损害气体分离的经济性。首先通过用于处理第一气流所需的装置的结构尺寸确定的成本的大小随着第一气流的量下降。为了减少第一气流的量，在本发明方法的另一个优选的方案中，加载的洗涤液再生时产生至少一股第二气流，其包括在第一气流中也包含的至少一种无问题的物质，其中有问题的物质在第二气流中的浓度低于预定的极限值。

根据本发明的方法适合于分离多种气体混合物，其中可以使用物理和化学的洗涤液。但其特别优选用于从含有氢、一氧化碳和二氧化碳的合成粗煤气分离出二氧化碳，其中使用甲醇作为洗涤液。通过共吸收从合成粗煤气分离出的一氧化碳在主要加载二氧化碳的甲醇再生时作为有问题的物质进入在此获得的气流中，该气流含有作为无问题的物质的二氧化碳。