[发明专利]氨汽提塔废气的再吸收

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月4日提交的序列号为61/111,049的美国临时专利申请的优先权，其以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于从气流中去除CO2的方法和系统，所述方法和系统通过用包括NH3的吸收液体接触气流而排除气流中的CO2。

背景技术

所提出的发明针对从主要含有氮气、氧气、氢气、一氧化碳或甲烷的烟道气、天然气、合成气或其他气流中工业分离二氧化碳(CO2)的方法及系统，包括其中，液体氨(NH3)溶液用作溶剂。CO2在吸收过程中被溶剂吸收。此过程通常被称为CO2吸收过程。

在用氨基溶液将CO2从气体中吸收以后，残留的氨通常仍存在于处理过的气体中。在处理过的气体可被继续处理或传送至大气之前，该残留的氨必须在分离工序中被去除。

在清洗步骤中，通过在充分接触设备中用清洗液体刷洗烟道气体可将氨从气体中去除。此过程通常被称为NH3吸收过程。通常，淡水或水或来自汽提过程的弱氨溶液用作清洗液体。

在清洗步骤之后，清洗液体将含有从气体中吸收的氨。该清洗液体从而被送至氨汽提过程，氨在此过程中从清洗液体中分离。被汽提的清洗液体通常被回收至清洗步骤。从清洗液体中分离的氨作为汽提塔废气流离开汽提过程，该汽提塔废气流主要含有氨、CO2及水蒸发气，还通常包括小部分来自烟道气体的不可冷凝的共吸收气体组份。

汽提塔废气流通常被排放至大气或被输入到再生器单元中，其中，CO2被从氨基溶液中分离并去除，并且去除了CO2的氨基溶液被回收至CO2吸收。

发明内容

本公开的各方面的目的之一是通过在氨溶液中吸收CO2而提供改进的气流中CO2的去除。

本公开的各方面的另一目的是通过在氨溶液中吸收CO2而在气流中CO2的去除过程中提供改进的NH3回收。

本发明的其他目的是减少气体净化过程中所用的化工品的排放而获得环境、健康和/或经济效益。

本文中所用的术语“烟道气体”，通常指任意类型的包括CO2的气流。此气流的例子包括但不限于由主要含有氮气、氧气、氢气、一氧化碳或甲烷的有机材料、天然气、合成气或其他气流的燃烧而产生的烟道气流。

在本发明的第一方面中，上述目的及另外的目的在本公开的存在下对本领域的熟练者来说显而易见，这些目的可通过从烟道气流中去除CO2的方法来实现，所述方法包括以下步骤：

a)用包含NH3的第一吸收液体接触包含CO2的烟道气流以去除所述烟道气流中的CO2；

b)用第二吸收液体接触在步骤a)中去除了CO2的烟道气流，以使烟道气流中的NH3在所述第二吸收液体中被吸收，以形成去除了CO2和NH3的烟道气流；

c)从所述第二吸收液体中分离NH3以获得包含NH3的气流；

d)用第三吸收液体接触所述在步骤c)中所分离的包含NH3的气流，以使NH3在所述第三吸收液体中被吸收。

在步骤c)中获得的NH3在本方法的步骤d)中被再吸收，能够和/或便于回收NH3以在步骤a)的CO2吸收中再使用。

通过能够和/或便于回收NH3，本方法也虑及增加CO2去除的效率。

通常，当从气流中吸收组份到吸收液体中时，气液传质设备(MTD)用于将气体带来与吸收液体接触。MTD的非限制例子包括填充床柱(packed bed columns)及平板柱(plant columns)。

在本方法的一个实施例中，步骤a)在第一气液传质设备(第一MTD)中进行，步骤b)在第二气液传质设备(第二MTD)中进行且步骤d)在第三气液传质设备(第三MTD)中进行，其中，所述第一及第三气液传质设备彼此独立。

步骤c)中NH3从第二吸收液体中的分离通常通过提供合适的温度和压力而进行，以使吸收液体中具有较低沸点的诸如NH3和CO2的组份被转化为气相，而具有较高沸点的组份保持为液相。例如，所述分离可在汽提塔中进行，汽提塔包括加热装置，例如，构造为接收蒸气并向吸收液体传输热量的热交换器。所述汽提塔可选地可包括构造为减小汽提塔内部压力的真空发生器。

步骤c)中所产生的、通常包括NH3、CO2及其他低沸点杂质的气流在本文中也被称为“汽提塔废气流”。