专利名称：具有闪蒸的贫液和热整合的吸收剂再生的制作方法
技术领域：
本发明涉及从气体混合物中捕获C02的技术领域。更具体地说，本发明 涉及从含有C02的气体(例如来自于燃烧含碳材料的燃烧气体或来自于其 它释放C02的过程的燃烧气体)中捕获C02。更具体地说，本发明涉及一种
用于使co2吸收剂再生的改进的方法和设备，在该方法和设备，所述co2
吸收剂用于捕获C02。
背景技术：
在上几个世纪中，持续增加的化石燃料(例如煤、天然气和石油)的 燃烧导致了大气中的C02浓度的提高。由于由C02所引发的温室效应，越来 越高的C02浓度已经引起了人们的关注。人们己经猜测到温室效应导致了至
少一些在过去的几十年中己经经历的气候变化，并且根据模拟模型，人们猜 测温室效应将导致潜在地更为显著的地球的气候变化。
全世界的科学家、环境学家和政治家已经发出呼吁，希望大家行动起来
以稳定甚至减少由于燃烧化石燃料而产生的co2向大气的排放。这可以通过
从来自于燃烧化石燃料的热电厂(thermal power plants)以及其它工厂的废
气中捕获C02并对C02进行安全沉积而实现。
可以将捕获的C02注入地下地形构造(sub terrain formations)内(例如
地下蓄水层、油井)以提高石油的回收率或将捕获的C02注入枯竭的油井或 气井中以进行沉积。试验表明C02可以在地下地形构造中保留几千年而不会
被释放到大气中。
利用吸收法从气体中捕获C02是公知的并且已经使用了几十年，例如 在天然气田，用于从生产的天然气中脱除C02 (以及其它酸性气体)。现有
7技术中使用或推荐的吸收剂为各种碱性水溶液(例如碳酸钾(例如请见
US 5528811 ))和各种胺(例如请见US 4112051、 US 4397660和US 5061465)。例如从US 4942734中可以了解到利用胺溶液可以从来自于热电 厂的废气中分离出C02。
上述C02捕获溶液的共同之处在于将待分离的气体混合物相对于所述 吸收剂水溶液逆向引入吸收器塔内。离开所述吸收器塔的气体为耗尽了 C02 的气体(或耗尽了酸性气体的气体)，而所述C02 (或其它酸性气体)与所 述吸收剂一起离开所述吸收器塔。所述吸收剂在再生器塔内进行再生并返回 所述吸收器塔。胺是通过在所述再生塔内用蒸汽使所述胺溶液进行汽提而再 生的。所述蒸汽是在位于所述再生塔的底部的再沸器内产生的。
如上所阐述的，如此捕获C02在现有技术中是公知的。但是，在该C02 捕获过程中需要进行一些改进以使不释放C02或C02释放较少的热电厂在 经济上可以获利。
用于捕获C02的设备是相对庞大、复杂并且昂贵的建筑。因此，有必要 减小该设备的尺寸并降低该设备的复杂程度以及成本。
捕获C02的实施是以利用化石燃料的热电厂(thermoelectric power plant) 的效率为代价的，因此，降低了来自于热电厂的电能和/或中等温度的热能的 输出量。与传统的工厂相比较，效率的降低使得这些设备的利润减少。因此， 人们试图对所述效率进行改进，即降低所述C02捕获过程中的能源成本。
目前优选的吸收剂是各种胺的水溶液。通常使用的胺是链垸醇胺，例如 二乙醇胺、 一甲基乙醇胺(mono methyl ethanolamine)、氨乙基乙醇胺 (aminoethyl ethanolamine)、 2國(甲氨基)乙醇(2誦(Metylamino)ethano1)、甲基 二乙醇胺(MDEA)以及其它本领域技术人员熟知的胺。所述胺吸收剂对
C02的吸收是一个可逆的且放热的反应。因此，必须向所述再生器塔提供热 能以将所述吸收逆转(reverse)并释放所述C02。根据目前的技术状况，提供给所述再生器塔的热能是通过再沸器供给
的，在所述再沸器中，所述吸收剂被加热至通常为约120-13(TC的温度。可 以通过电加热源但更通常是通过热介质(例如中等温度的蒸汽)对处于所 述再沸器内的吸收剂进行加热。所述再沸器是用于C02捕获的吸收/解吸循 环中的中等温度的热能的主要消耗者。降低对中等温度的热能的需求可以改
善所述C02捕获过程的经济性。
GB 2195916和US 4,160,810均描述了通过闪蒸(flash)而使离开所述 再生器的贫吸收剂(lean absorbent)冷却并将所述贫吸收剂分割成为液体物 流和气相，将所述液体物流引入所述吸收器，将所述气相再次引入再生器。 通过如GB 2195916中所描述的喷射器或通过如US 4，160，810中所描述的压 縮机来提高所述气相的压力。
EP 1736231涉及一种用于从气体混合物中回收C02的装置和方法，具有 依据上面所描述的原理的基本的布局(configumtion)。提供了两个热交换器 用于将进入所述再生器之前的富吸收剂(rich absorbent)加热，第一热交换 器将与来自于所述再生器的贫吸收剂流向相反的所述富吸收剂加热，而第二 热交换器将与来自于所述再沸器的冷凝物流向相反的富吸收剂再次加热。利 用来自于所述再沸器的冷凝物以加热所述富吸收剂可以降低来自于加热所 述再沸器的热损耗，因为用于所述再沸器的蒸汽内的大部分的热能得到了利 用。
但是，所述C02捕获过程的吸收和再生循环中的热能损耗仍然太高，还
需要探求改进的装置和方法。
因此，本发明的目的是降低所述再沸器的功率，并因此降低对中等温度 热能(例如中等温度的蒸汽)的需求
发明内容
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种使吸收了 C02的富吸收剂 再生以得到再生的吸收剂或贫吸收剂和C02的方法，在该方法中，将富吸收
剂流(stream)引入再生塔，在该再生塔内，所述富吸收剂向流下流动并与 通过在所述再生塔的底部的再沸器内对贫吸收剂进行加热而产生的蒸汽的 流向相反，
其中，释放的C02和蒸汽从所述再生塔的顶部抽出并进行分离以得到 C02物流和冷凝的水，将所述C02物流移除掉，将所述冷凝的水再循环进入
所述再生塔，
其中，贫吸收剂或再生的吸收剂从所述再生塔的底部抽出，并且，其中 在所述富吸收剂进入所述再生塔之前，利用通过与流向相反的所述贫吸收剂 进行第一热交换而产生的热能来将所述富吸收剂加热，然后通过与流向相反 的低温热源进行热交换而对所述富吸收剂进行补充加热，
其中，对离开所述再生器塔的贫吸收剂进行闪蒸，以产生气相和液相， 将所述气相压縮并使所述气相再进入所述再生塔，使所述液相与流向相反的 所述富吸收剂进行热交换。将离开所述再生器的贫吸收剂的闪蒸、所述气相 的压縮、将压縮的气相引入所述再生器作为用于使所述吸收剂解吸的蒸汽并 进一步使闪蒸之后的液相被进入所述再生器之前的所述富吸收剂所逆流冷 却结合起来，通过使更多的热能再循环回到所述再生器而降低所述再生器内 的热损耗。另外，对所述闪蒸之后的液相或待返回所述吸收器的贫吸收剂进 行额外地冷却对于所述吸收过程来说是有益的。所述结合还可以更好地利用
低温热能。该过程设计的组合效果在于所述塔内的温度分布(profile)得到 了改善并且通常从贫胺转移至富胺的热能被保留在汽提塔(stripper)的底部。
总体结果是所述捕获过程的效率得到改进并且该体系的能量平衡也得到改 进。
根据本发明的第一方面的一种实施方式，所述压縮的气相在进入所述再
10生塔之前，所述压縮的气相与水混合以进行冷却并使所述气相被水蒸气所饱 和。压縮之后，所述气相的温度通常高于进入所述再生塔所要求的温度。在 所述蒸汽中引入水既可以使所述气体冷却又可以用水使所述蒸汽饱和，以提 高用于使所述吸收剂再生的压縮的气相的效用。
根据一种实施方式，所述水是从所述抽出的C02中分离出的。通过将从 分离的C02中分离出的水引入所述压缩的气相中，整个体系的水平衡得以维
持，因为通过该过程既没有添加水也没有除去水。
根据本发明的第二个方面，本发明涉及一种用于从含有C02的气体中捕 获C02的方法，该方法包括将液态的贫吸收剂和含有C02的气体引入吸收 器中，在该吸收器中，使所述含有C02的气体以与所述贫吸收剂相反的方向 流动，以产生富吸收剂和耗尽了C02的气体的物流，将所述耗尽了C02的气
体释放至环境中，从所述吸收器抽出所述富吸收剂，
其中，将所述富吸收剂引入再生塔内，在该再生塔中，所述富吸收剂向 下流动，并且与通过在所述再生塔的底部的再沸器内对贫吸收剂进行加热而 产生的蒸汽的流向相反，
其中，释放的C02和蒸汽从所述再生塔的顶部抽出并进行分离而得到 C02物流和冷凝的水，将所述C02物流移除掉，将所述冷凝的水再循环进入
所述再生塔，
其中，所述贫吸收剂或再生的吸收剂从所述再生塔的底部抽出，并且其 中在所述富吸收剂进入所述再生塔之前，利用通过与流向相反的所述贫吸收 剂进行第一热交换而产生的热能来将所述富吸收剂加热，并接着通过与流向 相反的低温热源进行热交换而对所述富吸收剂进行补充加热，
其中，将离开所述再生塔的贫吸收剂进行闪蒸，以产生气相和液态的贫 吸收剂相，所述气相进行压縮并再次进入所述再生塔，所述液态的贫吸收剂 相与流向相反的所述富吸收剂进行热交换。根据本发明的此方面，在用于捕获co2的设备内使用了上述使吸收剂再生的方法，该方法包括在用于捕获 co2的方法中提到的有益效果。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种用于C02液体吸收剂的再生 器，该再生器包括再生塔、富吸收剂管路、抽出装置、再沸器、贫吸收剂
管路、热交换器和热交换器、气体抽出管路、以及分离装置，其中，所述富
吸收剂管路用于将富吸收剂引入所述再生塔；所述抽出装置用于从所述再生 塔的底部抽出贫吸收剂；所述再沸器用于在抽出的贫吸收剂中的一部分再次 进入所述再生塔之前将该部分抽出的贫吸收剂加热以产生再次进入所述再 生塔的蒸汽；所述贫吸收剂管路用于将通过抽出装置而抽出的贫吸收剂的一 部分再循环至吸收器；在所述富气体进入所述再生器之前，所述热交换器用 于将与所述抽出的贫吸收剂流向相反的富吸收剂加热，所述热交换器用于对 与低温热源流向相反的所述加热的富吸收剂进行补充加热；所述气体抽出管 路用于从所述再生塔的顶部抽出C02和水蒸气；所述分离装置用于将从所述 再生塔的顶部抽出的气体分离成为C02物流和水，该C02物流从该再生器排 出，该水再循环进入所述再生塔，其中，该再生器还包括闪蒸装置、连接所 述闪蒸装置和用于对抽出的气相进行压縮的压縮机的蒸汽抽出管路、用于将 压縮的气相注入所述再生塔的管路、以及连接所述闪蒸装置和所述热交换器 的贫吸收剂管路。将闪蒸装置、用于对闪蒸之后的气相进行压縮的压縮机、 用于将所述压縮的气相注入所述再生器的注射管路、以及用于所述液相的所 述贫吸收剂管路或者用于将所述贫吸收剂引入所述热交换器以进一步使所 述贫吸收剂冷却并加热所述富吸收剂的贫吸收剂管路结合起来，使得该过程 的效率提高并且热损耗低于根据现有技术的再生设备的热损耗。
根据该第三方面的一种实施方式，所述闪蒸装置包括闪蒸阀和闪蒸器 (flash vessel)。
根据另一种实施方式，所述再生器还包括设置在所述压縮机和所述再生塔之间的减温器(desuperheater)，在该减温器中，通过引入水而将所述压縮 的蒸汽冷却并使所述压縮的蒸汽被水蒸气所饱和。
根据一种实施方式，设置有始于所述分离装置的管路，该管路用于将水 从所述分离装置引导至所述减温器。
根据本发明的第四方面，本发明涉及一种用于从含有C02的气体中捕获 C02的设备，该设备包括用于将液态的贫吸收剂和含有C02的气体引入吸 收器的装置，在所述吸收器中，使所述贫吸收剂与所述含有C02的气体逆向 流动，以产生耗尽了C02的气流和富吸收剂；用于将所述耗尽了C02的气流 释放至环境的装置；用于抽出所述富吸收剂并将所述富吸收剂引入再生器的 装置，
其中所述再生器包括再生塔、富吸收剂管路、抽出装置)、再沸器、 贫吸收剂管路、热交换器和热交换器、气体抽出管路、以及分离装置，其中， 所述富吸收剂管路用于将富吸收剂引入所述再生塔；所述抽出装置用于从所 述再生塔的底部抽出贫吸收剂；所述再沸器用于在抽出的贫吸收剂中的一部 分再次进入所述再生塔之前将该部分抽出的贫吸收剂加热以产生再次进入 所述再生塔的蒸汽；所述贫吸收剂管路用于将通过抽出装置而抽出的贫吸收 剂的一部分再循环至吸收器；在所述富气体进入所述再生器之前，所述热交 换器用于将与所述抽出的贫吸收剂流向相反的富吸收剂加热，所述热交换器 用于对与低温热源流向相反的所述加热的富吸收剂进行补充加热；所述气体 抽出管路用于从所述再生塔的顶部抽出C02和水蒸气；所述分离装置用于将 从所述再生塔的顶部抽出的气体分离成为C02物流和水，该C02物流从所述 再生器排出，该水再循环进入所述再生塔，其中，所述再生器还包括闪蒸装 置、连接所述闪蒸装置和用于对抽出的气相进行压縮的压縮机的蒸汽抽出管 路、用于将压縮的气相注入所述再生塔的管路、以及连接所述闪蒸装置和所 述热交换器的贫吸收剂管路。根据本发明的此方面，在用于捕获C02的设备
13中使用了上述用于使吸收剂再生的设备，该再生装置包括了在用于捕获co2
的设备中所提及的有益之处。
本说明书中使用的术语"低温热源"或"低温热介质"用于描述从热交
换器离开的出口温度低于约ii5°c (例如低于no°c)的热源或热介质(例
如水、蒸汽或其它热介质)。对于低温热源来说，从热交换器离开的出口
温度可以为低于105°C、低于100'C或低于95'C。对于低温热介质来说，进 入热交换器的入口温度可以为低于130°C (例如低于125匸)。
本说明书中使用的术语"中等温度热源"或"中等温度热介质"用于描 述从热交换器离开的出口温度高于12(TC (例如高于125-C或高于130'C) 的热源或热介质(例如水、蒸汽或其它热介质)。中等温度热源或热介质 进入热交换器的入口温度一般为高于125°C，更优选高于13(TC。
中等温度热介质可以为温度高于125。C或高于13(TC的蒸汽，所述蒸汽 在热交换器内冷凝以产生温度比所述蒸汽的入口温度低l-l(TC的冷凝水。然 后，该冷凝水可以用作需要更低温度的过程的低温热介质。
在本说明书和权利要求书中使用的术语"含有co2的气体"是所含的 C02的水平明显高于大气中的C02的水平的任何种类的燃烧气体或其他工业
气流。典型地，所述含有C02的气体为来自于燃烧化石燃料的电厂的燃烧气体。
术语"耗尽了 C02的气体"或"耗尽了 C02的气流"用于表示己经除去 了大部分C02的气体或气流。典型地，在气体作为耗尽了 C02的气体而被释
放之前，被引入至含有C02的气体内的80%以上、更优选85%以上并且最 优选90%以上的C02己经被除去了。
图1为根据现有技术状况的C02捕获设备的示意图；以及图2为根据本发明的改进了的用于C02捕获设备的胺再生部分的一种实 施方式的示意图。
具体实施例方式
图1示出了根据现有技术的C02捕获设备，其中，由含碳燃料的燃烧而 产生的废气通过废气管路1进入所述C02捕获设备。通过利用用于产生电能 的所述燃烧的高温热能，废气管路1中的所述废气基本上被冷却。通过管路 进入所述C02捕获设备的废气的温度一般为约120-90'C。来自于废气管路1 的所述废气被任选地引入冷却区段，在该冷却区段中，所述废气被水所饱和 并被冷却至温度为例如约35-60'C。
然后，将冷却的并且湿润的废气引入吸收塔3的下部，在该吸收塔3中， 所述废气由所述吸收塔3的底部向顶部流动，与贫吸收剂的流向相反，即用 于剥离C02的吸收剂通过贫吸收剂管路4进入所述吸收塔的上部。贫气体 (即，已经除去了大部分的C02的废气)通过位于所述吸收塔顶部的气体出 口管路6而排出，而富吸收剂(即，已经吸收了C02的吸收剂)通过富吸收 剂管路5从所述吸收塔排出。
在富吸收剂被引入至再生塔8之前，所述富吸收剂在热交换器7中被返 回至所述吸收塔的贫吸收剂逆流加热至范围通常为90-ll(TC的温度。在所述 再生塔8内，所述富吸收剂向下流动，与通过在再生再沸器11内对所述吸 收剂中的一些进行加热而产生的蒸汽的流向相反。贫吸收剂通过贫吸收剂出 口 10离开所述再生器柱。所述出口 10中的一部分贫吸收剂进入所述再生再 沸器ll，在该再生再沸器中，这部分贫吸收剂被加热至范围通常为120-13(TC 的温度，以产生热的吸收剂和蒸汽，所述蒸汽通过管路12而再次进入所述 再生器塔。通常利用电或加热介质(例如蒸汽)对所述再沸器11内的贫 吸收剂进行加热。当使用加热介质在所述再生再沸器内对所述吸收剂进行加热时，所述加热介质通过管路13引入并通过管路13'排出。作为用于所述再 沸器的热介质的蒸汽通常以温度为13(TC至约140'C的高压蒸汽的形式而引 入，并通过管路13'以处于同样温度的冷凝的蒸汽的形式离开。换句话说， 在所述再沸器内，从所述热介质转移至所述吸收剂的能量是所述蒸汽冷凝而 产生的热能。从所述塔的底部进行加热使从所述塔的底部至顶部的温度梯度 处于稳定的状态，其中依赖于所述塔的实际设计，所述顶部的温度为比所述 底部的温度低IO'C至50°C。在通常的再生塔中，所述塔的底部的温度为约 120°C，而所述塔的顶部的温度比所述塔的底部的温度低约10-50°C。
管路10中的没有进入所述再生再沸器的贫吸收剂通过管路4再循环回 到所述吸收柱3并在热交换器7中被所述管路5中的富吸收剂逆流冷却。在 所述热交换器7中，相对较冷的富吸收剂再次被离开所述汽提器(stripper) 的温度约为120'C的相对较热的贫吸收剂逆流加热。依赖于该设备的实际的 尺寸和构造，离开所述热交换器7前往所述胺汽提器的富胺的温度可以为约 90-110°C。
通过气体回收管路9从所述再生器塔8抽出由所述吸收剂所释放的C02 和水蒸气。所述气体回收管路9中的气体在回流冷凝器14内进行冷却以冷 凝出水，在分离器15中将该水与主要含有C02的残留气体分离。从所述C02 分离器15中脱出的C02气体和一些残留的水蒸气通过C02管路16而进行进 一步的处理(例如干燥、压縮和沉积)。所述C02分离器中的冷凝的水通 过管路17而抽出并通过泵18而被泵回到所述再生塔8的顶部。
图2示出了根据本发明的用于使吸收剂再生的再生设备的一种实施方 式，在该实施方式中，离开所述再生塔8的贫吸收剂的一部分通过闪蒸阀31 和闪蒸器32进行闪蒸而得到蒸汽，将该蒸汽从所述闪蒸器抽出到蒸汽管路 33中，而贫吸收剂通过管路4而返回所述吸收器3。在所述闪蒸器32中产 生的气体主要含有蒸汽和二氧化碳，以便在所述吸收剂返回到所述吸收器之
16前从所述吸收剂中除去更多的二氧化碳。
通过管路33而抽出的所述蒸汽和C02接着在压缩机34中进行压縮，以 在管路35中得到压縮的、热的且未饱和的蒸汽。管路35中的所述蒸汽接着 被减温器36中的水所冷却并饱和，水通过管路38而被引入所述减温器中并 与来自于管路35的所述蒸汽混合。然后，由所述减温器36而得到的被水所 饱和的蒸汽通过管路37返回并注入汽提器8。进入所述减温器的水可以方便 地为在所述分离器15中冷凝的水的一部分。在示出的实施方式中，管路38 中的水回收自管路17，管路17中的水是在经过泵18之后而方便地抽出的。
通过闪蒸阀31对所述贫吸收剂进行闪蒸并在分离器32中脱除水蒸气可 以降低所述贫吸收剂的温度。因此，离开热交换器7的富介质的温度可能低 于进入所述再生器塔8所要求的温度。因此，可以提供由管路21中的低温 热介质所加热的任选的热交换器20，以将所述富吸收剂加热至需要的温度。 通过管路21进入所述热交换器20的低温热介质可以为例如离开所述再沸 器11的管路13'内的热介质。进入所述再沸器的管路13内的热介质优选为 蒸汽，而离开所述再沸器的管路13'内的热介质为冷凝的水。
对管路33内的所述蒸汽进行压縮可以提高所述蒸汽的温度和压力，以 产生热的且未饱和的水蒸气。高于约130'C的温度可以使所述吸收剂降解。 在所述减温器36中添加的水可以确保进入所述再生塔的管路37内的所述蒸 汽是温度为120-13(TC的饱和的蒸汽。
在本说明书和权利要求书中使用的术语"蒸汽"为(在适当的情形下) 也可以包括含有其它气体(例如C02)的蒸汽。通过对管路33内的所述蒸 汽进行压縮并由此补充热能，管路33内的低温低压的蒸汽被转化成为在该 设备中具有利用价值的中等温度的蒸汽。另外，来自于所述再沸器的低温热 介质在所述热交换器20中可以找到利用价值。在根据现有技术状况的设备 中，所述低温热介质(例如离开所述再沸器的蒸汽冷凝物)在热交换器中被水所逆流冷却，并返回至锅炉中用于产生返回所述再沸器的中等温度的蒸
汽。因此，图2示出的设备降低了来自于设备的热能消耗或能量消耗，使设 备具有更高的能量效率。
根据图2的示范性设备己经进行了模拟并且已经估算出了关键数据，该 示范性设备用于捕获来自于400兆瓦(MW)的燃气电厂的废气中的C02， 并通过MEA脱除C02。
根据模拟的模型，C02脱除系统可以除去所述废气中85X的C02。图l 中示出的标准的系统需要功率为152MW的胺再生再沸器。所提供的热能的 形式为4巴(bar)和144"C的饱和的蒸汽。蒸汽冷凝物在144"C下离开所述 再沸器。根据现有技术状况的设备中，将所述冷凝物冷却并泵送回到所述电 站用于产生蒸汽。胺再生器在1.9巴下运行。
根据本发明的模拟模型，所述贫吸收剂通过所述闪蒸阀31进行闪蒸而 将压力降低至1.05巴。从所述液体中分离出由此产生的蒸汽并将该蒸汽进行 压縮而使压力提高到1.95巴。将水注入所述蒸汽以消除过多的热能。然后， 将所述蒸汽引入汽提器塔的底部。所述再沸器的功率降至110MW，降低了 42MW。所述蒸汽压縮机的能量消耗为3.3MW。
所述贫吸收剂在102'C时离开所述闪蒸器。因此，在胺/胺交换器中，所 述富胺不会被加热到高于IOO'C。因此，可以利用来自于所述再沸器的蒸汽 冷凝物对所述富胺进行加热。这将进一步降低所述再沸器的功率。
因此，根据本发明，利用所述贫胺进行闪蒸以产生蒸汽可以将所述再生 器所需要的蒸汽由152MW降低至110MW，并由此将所述再生器所需要的 蒸汽降低了28%。即使该削减是以消耗3.3MW的电能用于压縮为代价的， 该削减仍然是显著的。
18
权利要求
1、一种用于使吸收了CO2的富吸收剂再生以得到再生的吸收剂或贫吸收剂和CO2的方法，在该方法中，将所述富吸收剂的物流引入再生塔，在该再生塔中，所述富吸收剂向下流动，并且与通过在所述再生塔的底部的再沸器内对贫吸收剂进行加热而产生的蒸汽的流向相反，其中，释放的CO2和蒸汽从所述再生塔的顶部抽出并进行分离而得到CO2物流和冷凝的水，将所述CO2物流移除掉，将所述冷凝的水再循环进入所述再生塔，其中，所述贫吸收剂或再生的吸收剂从所述再生塔的底部抽出，并且其中在所述富吸收剂进入所述再生塔之前，利用通过与流向相反的所述贫吸收剂进行第一热交换而产生的热能来将所述富吸收剂加热，并接着通过与流向相反的低温热源进行热交换而对所述富吸收剂进行补充加热，其中，将离开所述再生塔的贫吸收剂进行闪蒸，以产生气相和液态的贫吸收剂相，所述气相进行压缩并再次进入所述再生塔，所述液态的贫吸收剂相与流向相反的所述富吸收剂进行热交换。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，在压縮的气相进入所述再生塔之前，所述压縮的气相与水混合，以对所述气相进行冷却并使所述气相被水 蒸汽所饱和。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中，所述水分离自抽出的C02。
4、 根据权利要求2或3所述的方法，其中，在压縮的气相进入所述再 生塔之前，将所述压縮的气相冷却至温度为120-130°C。
5、 一种用于从含有C02的气体中捕获C02的方法，该方法包括将液 态的贫吸收剂和含有C02的气体引入吸收器内，在该吸收器中，使所述含有CQ2的气体相对于所述贫吸收剂逆向流动，以产生富吸收剂和耗尽了 C02的 物流，将耗尽了C02的气体释放至环境中，从所述吸收器中抽出所述富吸收 剂，其中，将所述富吸收剂引入再生塔内，在该再生塔中，所述富吸收剂向 下流动，并且与通过在所述再生塔的底部的再沸器内对贫吸收剂进行加热而 产生的蒸汽的流向相反，其中，释放的C02和蒸汽从所述再生塔的顶部抽出并进行分离而得到 C02物流和冷凝的水，将所述C02物流移除掉，将所述冷凝的水再循环进入所述再生塔，其中，所述贫吸收剂或再生的吸收剂从所述再生塔的底部抽出，并且其 中在所述富吸收剂进入所述再生塔之前，利用通过与流向相反的所述贫吸收 剂进行第一热交换而产生的热能来将所述富吸收剂加热，并接着通过与流向 相反的低温热源进行热交换而对所述富吸收剂进行补充加热，其中，将离开所述再生塔的贫吸收剂进行闪蒸，以产生气相和液态的贫 吸收剂相，所述气相进行压縮并再次进入所述再生塔，所述液态的贫吸收剂 相与流向相反的所述富吸收剂进行热交换。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中，在压縮的气相进入所述再生塔 之前，将所述压縮的气相与水混合，以对所述气相进行冷却并使所述气相被 水蒸汽所饱和。
7、 根据权利要求6所述的方法，其中，所述水分离自抽出的C02。
8、 根据权利要求6或7所述的方法，其中，在压縮的气相进入所述再 生塔之前，将所述压縮的气相冷却至温度为120-130°C。
9、 一种用于C02液态吸收剂的再生器，该再生器包括再生塔(8)、 富吸收剂管路(5)、抽出装置(10)、再沸器(11)、贫吸收剂管路(4)、热 交换器(7)和热交换器(20)、气体抽出管路(9)、以及分离装置(14， 15， 19， 45)，其中，所述富吸收剂管路(5)用于将富吸收剂引入所述再生塔(8); 所述抽出装置(10)用于从所述再生塔(8)的底部抽出贫吸收剂；所述再 沸器(11)用于在抽出的贫吸收剂中的一部分再次进入所述再生塔之前将该 部分抽出的贫吸收剂加热以产生再次进入所述再生塔的蒸汽；所述贫吸收剂 管路(4)用于将通过抽出装置(10)而抽出的贫吸收剂的一部分再循环至 吸收器；在所述富气体进入所述再生器之前，所述热交换器(7)用于将与 所述抽出的贫吸收剂流向相反的富吸收剂加热，所述热交换器(20)用于对 与低温热源流向相反的所述加热的富吸收剂进行补充加热；所述气体抽出管 路(9)用于从所述再生塔的顶部抽出C02和水蒸气；所述分离装置(14， 15， 19， 45)用于将从所述再生塔的顶部抽出的气体分离成为C02物流和水， 该C02物流从该再生器排出，该水再循环进入所述再生塔(8)，其特征在于， 该再生器还包括闪蒸装置(31， 32)、连接所述闪蒸装置和用于对抽出的气 相进行压縮的压縮机(34)的蒸汽抽出管路(4)、用于将压縮的气相注入所 述再生塔(8)的管路(37)、以及连接所述闪蒸装置和所述热交换器(7) 的贫吸收剂管路(8)。
10、 根据权利要求9所述的再生器，其中，所述闪蒸装置(31， 32)包 括闪蒸阀(31)和闪蒸器(32)。
11、 根据权利要求9或10所述的再生器，其中，该再生器还包括设置 在所述压縮机(34)和再生塔(8)之间的减温器(36)，在该减温器(36) 中，通过引入水而将压縮的蒸汽冷却并使所述压縮的蒸汽被水蒸汽所饱和。
12、 根据权利要求12所述的再生器，其中，设置有始于所述分离装置 (14， 15， 16， 17， 18)的管路(38)，该管路(38)用于将来自于所述分离装置的水引导至所述减温器(36)。
13、 一种用于从含有C02的气体中捕获C02的设备，该设备包括用于 将液态的贫吸收剂和含有C02的气体引入吸收器的装置，在所述吸收器中， 使所述贫吸收剂与所述含有C02的气体逆向流动，以产生耗尽了 co2的气流 和富吸收剂；用于将所述耗尽了C02的气流释放至环境的装置；用于抽出所 述富吸收剂并将所述富吸收剂引入再生器的装置，其中所述再生器包括再生塔(8)、富吸收剂管路(5)、抽出装置(10)、 再沸器(11)、贫吸收剂管路(4)、热交换器(7)和热交换器(20)、气体 抽出管路(9)、以及分离装置(14， 15， 19， 45)，其中，所述富吸收剂管 路(5)用于将富吸收剂引入所述再生塔(8);所述抽出装置(10)用于从 所述再生塔(8)的底部抽出贫吸收剂；所述再沸器(11)用于在抽出的贫 吸收剂中的一部分再次进入所述再生塔之前将该部分抽出的贫吸收剂加热 以产生再次进入所述再生塔的蒸汽；所述贫吸收剂管路(4)用于将通过抽 出装置(10)而抽出的贫吸收剂的一部分再循环至吸收器；在所述富气体进 入所述再生器之前，所述热交换器(7)用于将与所述抽出的贫吸收剂流向 相反的富吸收剂加热，所述热交换器(20)用于对与低温热源流向相反的所 述加热的富吸收剂进行补充加热；所述气体抽出管路(9)用于从所述再生 塔的顶部抽出C02和水蒸气；所述分离装置(14， 15， 19， 45)用于将从所述再生塔的顶部抽出的气体分离成为C02物流和水，该C02物流从所述再生器排出，该水再循环进入所述再生塔(8),其特征在于，所述再生器还包括 闪蒸装置(31， 32)、连接所述闪蒸装置和用于对抽出的气相进行压縮的压 縮机(34)的蒸汽抽出管路(4)、用于将压縮的气相注入所述再生塔(8) 的管路(37)、以及连接所述闪蒸装置和所述热交换器(7)的贫吸收剂管路 (8)。
14、 根据权利要求15所述的设备，其中，所述闪蒸装置(31， 32)包 括闪蒸阀(31)和闪蒸器(32)。
15、 根据权利要求14或15所述的再生器，其中，所述再生器还包括设 置在所述压縮机(34)和所述再生塔(8)之间的减温器(36)，在该减温器(36)中，通过引入水而将压縮的蒸汽冷却并使所述压縮的蒸汽被水蒸汽所 饱和。
16、 根据权利要求16所述的再生器，其中，设置有始于所述分离装置 (14， 15， 16， 17， 18)的管路(38)，该管路(38)用于将来自于所述分离装置的水引导至所述减温器(36)。
全文摘要
一种用于使吸收了CO<sub>2</sub>的富吸收剂(5)再生以得到再生的吸收剂或贫吸收剂(4)的方法，其中，将离开再生塔的所述贫吸收剂进行闪蒸(32)，以产生气相(33)和液态的贫吸收剂相(4)，所述气相被压缩(34)并再次进入所述再生塔，所述液态的贫吸收剂相(4)与所述富吸收剂进行逆流热交换。
文档编号C01B31/20GK101583411SQ200780043653
公开日2009年11月18日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年11月24日
发明者P·拉什费尔特, S·伍德豪斯 申请人:阿克清洁碳公司