[发明专利]用于分离容易挥发的降解产物的设施和用于运行该设施的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于分离易挥发的降解产物的设施。此外，本发明涉及一种用于运行这种设施的方法。

背景技术

在用于产生电能的化石燃料发电厂中，由于燃烧化石燃料而形成含二氧化碳的烟气。为了避免或降低二氧化碳排放，必须从烟气中分离二氧化碳。为了从气体混合物中分离二氧化碳通常已知不同的方法。尤其为了在燃烧过程之后从烟气中分离二氧化碳，常使用吸收解吸的方法。在此，二氧化碳在工业上大规模地借助吸收剂从烟气中清洗出来(CO₂分离工艺)。这种CO₂捕获工艺在此基本上包括吸收器和解吸器，在所述吸收器中借助吸收溶液从烟气中洗出CO₂，在所述解吸器中再次从吸收溶液中排出CO₂。

常用的吸收溶液、例如单乙醇胺(MEA)、氨基酸盐溶液或氢氧化钾溶液显示出对于CO₂良好的选择性和高的容量。

由于包含在烟气中的微量元素，例如SO_x和NO_x，但是也尤其由于氧，全部吸收溶液倾向于降解。在此产生不同的分解产物(降解产物)，所述分解产物尤其在使用吸收剂、如链烷醇胺或环胺时是挥发性的并且能够随被清洁的烟气离开吸收器。由此产生的排放需要尽可能被降低。

用于降低有害排放的第一方案是使用盐，例如氨基酸盐。具有氨基酸盐的含水的吸收溶液具有如下优点：其本身不具有蒸汽压进而能够避免从吸收器中排出。具有氨基酸盐的吸收溶液由于降解而产生的分解产物大部分又是盐成分进而同样不具有显著的蒸汽压。然而，分解产物的小部分也由容易挥发的成分、例如氨气构成。

分解和降解产物随着时间在吸收剂循环中浓缩。尤其在温度高的情况下，所述分解和降解产物由于平衡而倾向于转变为气相。由于大的烟气量和经过一段时间的浓缩，在此强制引起这些成分到大气中的排放。至今为止已尝试通过下游的、在吸收器的顶部处的洗涤降低这些排放。这需要更大的吸收塔，高的投资成本并且引起其他的被污染的废水流或吸收介质流。

在专利文献中已知的方法中，从废气中去除氨气借助于添加硫酸或者硝酸实现。该方法也称为“酸洗”，例如在US3,607,022中详述。氨气经由化学吸收从废气流中去除并且在酸溶剂中转化为相应的铵盐。硝酸的使用引起硝酸铵的形成，并且硫酸的使用引起硫酸铵的形成。由此，酸洗需要大的设备和物流耗费，因为除了复杂的清洗器之外也必须购买和贮存相应量的酸。

发明内容

本发明的第一目的是：以简单的方式并且在尽可能低的能量耗费下提供一种用于从与负载相关的燃烧设备的烟气流中分离容易挥发的降解产物的设施。另一个目的是提供一种用于运行这种设施的方法。

根据本发明，第一目的借助提供一种用于从与负载相关的燃烧设备的烟气流中分离容易挥发的降解产物的设施来实现，所述设施包括CO₂分离设备，其中CO₂分离设备与燃烧设备流体耦联，其中CO₂分离设备包括至少一个骤冷设备，所述骤冷设备由烟气流穿流，并且由此至少部分地形成骤冷冷凝物。此外，CO₂分离设备包括吸收器，所述吸收器由烟气流至少部分地穿流，并且其中清洁设备流体连接在吸收器下游，烟气至少部分地流入到所述清洁设备中。在此将用于清洁烟气的清洁介质输送给清洁设备，其中清洁介质至少部分地包括骤冷冷凝物。

在吸收器的顶部处的清洁、尤其酸洗，主要用于减少碱性反应的物质，例如氨气、短链的胺或者基于胺的洗涤剂。这种酸洗中的清洁介质因此主要是酸。然而，为了达到这些碱性反应的物质的低的ppm范围，需保证持续地将这些酸、例如硫酸和废水馈送和排放到清洁循环中。这不仅引起用于酸的化学品成本，而且也产生提高的废水总量。

现在，根据本发明，将(如在上文中所描述的)骤冷冷凝物至少部分地用作为清洁剂。该骤冷冷凝物通过骤冷设备酸化。这不仅引起废水的减少，因为仅存在一个废水流，而且也尽可能节约化学品、例如硫酸的全部成本。在骤冷设备中，热气与相对大量的冷却介质接触并且在此部分地或完全地冷凝，所述冷却介质也能够由原本的冷凝物构成。所产生的冷凝物通常是高腐蚀性的。在此，首先从烟气中去除无机的氟金属化合物、氯金属化合物和重金属化合物并且将其在骤冷设备的冷却介质中溶解。将氢氧化钠溶液添加到清洗水中随后实现对于高效的二氧化硫分离有利的条件。该骤冷冷凝物现在至少部分地被输送给清洁设备。