[发明专利]用于减少能量消耗的碳捕获系统的氨汽提塔

说明书

技术领域

本公开总体上涉及减少碳捕获工艺和系统的能量消耗，例如用于从气流中去除二氧化碳(CO₂)的冷冻氨工艺(CAP)和系统，更具体而言，涉及一种利用烟道气中的废热来汽提氨以减少能量消耗的CAP CO₂去除工艺和系统。

背景技术

世界上所使用的能量可来源于碳和含氢燃料的燃烧，例如煤、油、泥炭、废气和天然气。除了碳和氢之外，这些燃料包含氧、湿气和污染物。这种燃料的燃烧导致包含污染物的气流的产生，其采用灰尘、二氧化碳(CO₂)、硫化物(时常采用氧化硫的形式，称为“SO_X”)、氮化物(时常采用氧化氮的形式，称为“NO_X”)、氯、汞以及其它痕量元素的形式。关于燃烧期间所释放的污染物的有害影响的认识触发了对来自发电厂、精练厂和其它工业工艺的排放实施甚至更为严格的限制。对这种工厂的操作员存在日益增加的压力，以取得污染物的接近零排放。然而，从气流例如烟道气流中去除污染物需要相当大的能量。

而且在CAP处理中，CAP汽提塔用于分离被吸收于水洗柱中的水/氨/CO₂溶液。氨返回到CO₂吸收器，用于CO₂的捕获，并且水返回到水洗柱，用于氨的捕获。为了从富氨水洗溶液中汽提出氨，将蒸汽提供给热交换器或再沸腾器，以加热流过氨汽提塔的流体。已知的是，用于这种无处罚系统的蒸汽使用的减少有利于系统的效率。

因此，在用于从碳捕获系统尤其是CAP应用中的烟道气流回收氨和二氧化碳的这种系统和工艺中需要减少蒸汽的使用。

发明内容

根据文中示出的方面，提供了一种用于从气流中去除二氧化碳的碳捕获系统的氨吸收系统。该氨吸收系统包括吸收柱，以接收具有氨的贫二氧化碳气流并接收吸收剂。吸收剂从贫二氧化碳气流中吸收氨，以提供氨减少的气流和富氨吸收剂。氨汽提塔接收富氨吸收剂和气流的一部分。气流流过氨汽提塔，以加热富氨吸收剂，从而从其中释放氨，并提供富氨气流和氨减少的吸收剂。

根据文中示出的另一方面，提供了一种从碳捕获系统的富氨吸收剂中汽提出氨的方法，该碳捕获系统用于从气流中去除二氧化碳。该方法包括使具有氨的贫二氧化碳气流与吸收剂相接触，其中吸收剂从贫二氧化碳气流吸收氨，从而提供氨减少的气流和富氨吸收剂。该方法还包括使富氨吸收剂与气流的一部分相接触，其中气流加热富氨吸收剂，以便从其中释放氨，并提供富氨气流和氨减少的吸收剂。

通过以下附图且在详细描述中举例说明上述及其它特征。

附图说明

现在参照附图，它们是示例性的实施例，且其中相同的元件被相同地标记出：

图1是示意图(现有技术)，其总体描绘了基于氨的CO₂去除系统；

图2是示意图，其描绘了根据本发明实施例的包括氨汽提塔的基于氨的CO₂去除系统；且

图3是根据本发明另一实施例的示意图，其描绘了包括烟道气汽提塔和附加氨汽提塔的文中公开的CO₂去除系统的另一实施例。

具体实施方式

图1是已知的CO₂捕获系统10的示例的示意图，其用于从炉(未显示)中燃料的燃烧所产生的烟道气流12中去除CO₂。CO₂捕获系统10从由冷却系统14冷却的烟道气流12吸收二氧化碳。在引入至冷却系统14之前，烟道气流12可经历处理，以在冷却系统上游从其去除污染物，例如烟道气脱硫工艺和颗粒收集器(未显示)。

冷却系统14可为任何系统，该系统可产生冷却的烟道气流12，并且如图1中所示可包括直接接触冷却器(DCC)16，其在输入管线18处接收冷却的水，以便清洗和/或净化烟道气流、捕获污染物和/或降低烟道气流的湿气含量。在管线18处离开DCC 16的水溶液进行再循环和/或经由管线20从冷却系统14去除。