[发明专利]用于酸性气体去除的系统

说明书

发明背景

本文公开的主题涉及在发电厂中的二氧化碳捕集和酸性气体去除。

总的来说，整体气化联合循环(IGCC)发电厂能由各种烃原料(比如煤)相对干净和有效地产生能量。通过氧与蒸汽在气化器中反应，IGCC技术可将烃原料转化为一氧化碳(CO)和氢(H₂)的气体混合物，即，合成气。可将这些气体脱硫(sweeten)、处理和用作常规联合循环发电厂中的燃料。例如，可将合成气注入IGCC发电厂的燃气涡轮机的燃烧器并点燃，为燃气涡轮机提供动力，用于产生电力。

合成气的脱硫和处理可包括从合成气中去除不同于H₂S的杂质。遗憾的是，在去除不同杂质时通常有折衷。例如，去除硫可影响去除含碳气体。因此，期望能从所产生的合成气中充分去除各种杂质的方法和系统。

发明概述

以下概述在原始要求保护的发明的范围内的某些实施方案。这些实施方案不意欲限制要求保护的发明的范围，而是这些实施方案仅意欲提供对本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括与以下所述实施方案类似或不同的多种形式。

在第一实施方案中，气体纯化系统包括硫化氢(H₂S)吸收器、二氧化碳(CO₂)吸收器、闪蒸罐、H₂S浓缩器、通过在CO₂吸收器上游的H₂S吸收器的气体路径，序贯通过CO₂吸收器、H₂S吸收器和H₂S浓缩器的第一溶剂路径，以及序贯通过CO₂吸收器、闪蒸罐和H₂S浓缩器的第二溶剂路径，其中所述第一和第二溶剂路径流动共用溶剂。

在第二实施方案中，气体纯化系统包括硫化氢(H₂S)吸收器，其被设置为从原料气体中除去H₂S以产生脱硫的气体和富含H₂S的流体，其中所述原料气体包含少于约1％体积的H₂S；溶剂回收单元，其被设置为从所述富含H₂S的流体中产生酸性气体流，其中所述酸性气体流包含大于约25％体积的H₂S；和二氧化碳(CO₂)回收单元，其被设置为从脱硫的气体中除去CO₂以产生具有大于约90％的CO₂浓度的CO₂捕集气体。

在第三实施方案中，气体纯化系统包括被设置为加压至第一压力水平的硫化氢(H₂S)浓缩器塔，其包括被设置为接受富含二氧化碳(CO₂)并且贫H₂S的第一溶剂的第一溶剂入口，被设置为接受富含H₂S并且富含CO₂的第二溶剂的第二溶剂入口，被设置为促进在第一和第二溶剂的蒸气相与液相之间传质的填充材料，被设置为将第一和第二溶剂的混合物传递出H₂S浓缩器塔的溶剂出口，被设置为接受富含CO₂的汽提气体(stripping gas)的第一气体入口，以及被设置为排放所述富含CO₂的汽提气体的第一气体出口。

附图简述

参考附图，在阅读以下详细说明以后，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中相同的符号代表相同的部件，其中：

图1为整体气化联合循环(IGCC)发电厂的一个实施方案的示意性方框图；

图2为图1的气体净化单元的酸性气体去除(AGR)单元的一个实施方案的示意性方框图；

图3为图2的AGR单元的各部件(element)的第一实施方案的示意性方框图；和

图4为图2的AGR单元的各部件的第一实施方案的详细方框图。

发明详述

以下将描述本发明的一个或多个具体的实施方案。试图提供这些实施方案的简明描述，在本说明书中可能未描述实际实施的全部特征。应理解的是，在任何这些实际实施的开发中，如在任何工程或设计方案中，必须作出众多根据实施特定的选择以达到开发者的具体目标，比如与系统相关和业务相关的限制一致，这样的限制在各实施之间可能不同。此外，应理解的是，这种开发成果可能复杂且耗时，但对于受益于本公开的普通技术人员，其仍然是设计、制作和制造的常规工作。