专利名称：氨汽提塔废气的再吸收的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从气流中去除C02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C02。
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(C02)的方法及系统，包括其中，液体氨(NH3) 溶液用作溶剂。C02在吸收过程中被溶剂吸收。此过程通常被称为C02吸收过程。在用氨基溶液将C02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、C02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，C02被从氨基溶液中分离并去除，并且去除了 C02的氨基溶液被回收至C02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C02而提供改进的气流中C02 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C02而在气流中C02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C02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C02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C02的烟道气流以去除所述烟道气流中的 C02 ；b)用第二吸收液体接触在步骤a)中去除了 C02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 C02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C02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C02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C02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、C02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”。在一些现有技术的冷却氨基C02去除系统中，在步骤c)中获得的包括NH3的气流、在本文也被称为汽提塔废气流的气流，被直接输入到第一 MTD中，在其中，氨和C02可在第一吸收液体中被吸收。将汽提塔废气流直接输入第一 MTD的缺点在于由汽提塔废气流的氨和C02释放的冷凝和吸收热在主C02吸收的制冷系统上施加了额外的负荷，导致能量消耗增加。此外，吸收过程可被第一 MTD中由于汽提塔废气流的输入而引起的热点的形成所干扰。在其他现有技术的冷却氨基C02去除系统中，汽提塔废气流被输入到再生器中， 该再生器用于从第一吸收溶液中分离被吸收的C02，并且回收吸收溶液以在第一 MTD中再使用。将汽提塔废气流输入再生器的缺点在于再生器通常在高压下工作，如20bar或更高，且汽提塔必须在高于再生器压力的压力下工作。这需要对汽提塔进行高压设计，这是昂贵的并且难以操作的，并且会导致高的工作温度。此外，汽提塔的能量需求需要由通常是中压(MP)蒸汽(例如，具有约30-60bar压力的蒸汽)的较高温度热源来代替。由于汽提塔废气的腐蚀性及固体形成的危险，不期望引进压缩步骤以提高气体的压力，这会在所述汽提过程的设计压力与气流后续过程的选项之间产生相关性。另一缺点在于存在于汽提塔废气流中的不可冷凝杂质终止于从再生器获得的C02产品中。用于去除C02的本方法和系统的实施例可使用低压(LP)蒸气(例如，I-IObar)加热的低压汽提塔，但是避免用氨的冷凝和吸收热以及供给至C02吸收器的额外的C02来加重C02吸收器及制冷系统的负担。低压汽提塔更廉价，更易操作且更安全。在高压汽提塔中使用低压蒸汽比中压蒸汽更便宜实用。在本方法的实施例中，步骤d)中的吸收在仅略高于步骤a)中的C02吸收压力的压力下发生，C02吸收压力通常在约1. 5至2. Obar的范围内。需要以略高的压力供给至第三MTD的汽提塔废气流可在汽提塔内产生，汽提塔在仅略高于步骤a)中C02吸收压力的压力下工作。作为例子，为了加强步骤d)中的吸收，期望在比步骤a)中的C02吸收压力高 l-4bar的压力下操作步骤d)中的吸收，但此压力已足够低以允许使用低压蒸汽作为汽提塔的加热介质。可优选地选择第三MTD的吸收参数和尺寸，以使仅少量的NH3留在吸收后所获得的残余废气流中。此参数和尺寸可由本领域的熟练者容易地确定。在步骤d)中的第三吸收液体中被吸收的NH3和C02可有利地返回至步骤a)中的 C02吸收，由此，NH3可被再使用于C02吸收且C02可被转移到C02产品流。因此，在实施例中，所述方法还包括步骤e)将包含所吸收的NH3的步骤d)中包括的第三吸收液体与第一吸收液体结合。在步骤e)中第三吸收液体可与富C02或贫C02的第一吸收液体结合。然而，优选地是将第三吸收液体与富C02的第一吸收液体结合。离开第三MTD的少量残余气流可被直接输入烟道气流或输入到C02去除系统的合适位置，残余气流在此处不会给C02吸收施加太多额外负担，因为C02和氨的量非常小。来自汽提塔废气流的被共吸收的不可冷凝杂质终止在处理后的烟道气体中，而不是在C02产品流中。在一个实施例中，该方法还包括步骤f)在烟道气流与步骤b)中的第二吸收液体接触之前将烟道气流与来自步骤d)的去除了 NH3的残余气体结合。在一个实施例中，在烟道气流与第一吸收液体接触之前将烟道气流与来自步骤d) 的残余气体结合。在一个实施例中，在烟道气流正与第一吸收液体接触时将烟道气流与来自步骤d) 的残余气体结合。在一个实施例中，在烟道气流与步骤a)中的第一吸收液体接触之后将烟道气流与来自步骤d)的残余气体结合。第三吸收液体可从第一吸收液体中分离。然而，在用于C02去除的本方法和系统的实施例中，富C02或贫C02的第一吸收液体溶液可在步骤d)中用作第三吸收液体。因此， 至少一部分第三吸收液体可由第一吸收液体组成。例如，约25^^50^^75%或100%重量的第三吸收液体可由第一吸收液体组成。第三吸收液体的任意其余部分可由水或水成溶液或其他适合从气流中吸收NH3的液体组成。因此，在一个实施例中，第三吸收液体包括一部分第一吸收液体。本发明者已发现第一吸收液体可有利地也用作第三吸收液体。例如，通过以下做法可实现此目的提取一部分用在C02吸收中的第一吸收液体，在第三MTD中用汽提塔废气流接触提取出的第一吸收液体，并可选地在再生之后将此吸收液体返回再用于C02吸收。因此，在一个实施例中，第三吸收液体由一部分第一吸收液体组成。在一个实施例中，第三吸收液体由一部分第一吸收液体组成且通过使包括在步骤 c)中分离的NH3的气流鼓泡通过一定容积的所述第一吸收液体来实现步骤d)。在此实施例中，无需向第一吸收液体中输入/再输入第三吸收液体，因为它们是同一的。在其第二方面中，本发明提供用于从烟道气流去除C02的系统，该系统包括C02 吸收级；NH3吸收级；以及再吸收级；所述C02吸收级包括气液传质设备，该气液传质设备构造为接受包括C02的烟道气流，用包括NH3的第一吸收液体接触烟道气流以使来自烟道气流的C02在第一吸收液体中被吸收，并且排出去除了 C02的烟道气流；所述NH3吸收级包括气液传质设备和第二吸收液体再生器单元，其中，该气液传质设备构造为接受来自C02吸收级的去除了 C02的烟道气流，并用第二吸收液体接触所述去除了 C02的烟道气流以使来自烟道气流的NH3在所述第二吸收液体中被吸收，该第二吸收液体再发生器单元构造为从第二吸收液体中分离NH3，并以气体或水蒸气形式排出包括 NH3的气流；以及所述再吸收级包括气液传质设备，该气液传质设备构造为接受从第二吸收液体再生器单元排出的包括NH3的气流，并用第三吸收液体接触所述包括NH3的气流以使NH3在所述第三吸收液体中被吸收。本发明的C02去除系统类似于传统的氨基C02去除系统，例外的是其还包括再吸收级，该再吸收级包括气液传质设备(MTD)，该气液传质设备(MTD)用于捕捉存在于从第二吸收液体再生器单元排出的气流(也被称为“汽提塔废气流”)中的NH3和C02。根据本发明使用再吸收级能够和/或便于将NH3回收至C02吸收级。由于再吸收级增加了对于回收 NH3有用的选项数，其也虑及增加系统中C02去除的效率。再吸收级的MTD通常独立于C02 吸收级的MTD而设置。由于被再吸收级的MTD处理的气流与被C02吸收级的MTD处理的气流相比较而相对少，因此，再吸收级的MTD在尺寸和容量上都可以更小。在用于去除C02的系统的实施例中，C02吸收级还包括第一吸收液体再生器单元；以及吸收液体循环；其中，气液传质设备和第一吸收液体再生器单元经吸收液体循环而流动连接，以使至少一部分来自气液传质设备的富C02吸收液体可被引导至第一吸收液体再生器单元， 并且至少一部分来自第一吸收液体再生器单元的贫C02吸收液体可被回收至气液传质设备。通常，第一吸收液体可在C02吸收级的MTD中回收直到在液体中已建立合适的C02 浓度(本文中也被称为“富C02”吸收液体)为止。吸收液体的一部分可从循环中取出，并且被输入到吸收液体再生器中，其中，C02被从液体中去除，而NH3被液体保留。C02浓度降低的吸收液体(本文中也被称为“贫C02”吸收液体)可从而被返回到循环中，并且在C02吸收级的MTD中再使用。在用于去除C02的系统的实施例中，NH3吸收级还包括第二吸收液体再生器单元；以及吸收液体循环；其中，气液传质设备和第二吸收液体再生器单元经吸收液体循环而流动连接，以使至少一部分来自气液传质设备的富NH3吸收液体可被引导至第二吸收液体再生器单元， 并且至少一部分来自第二吸收液体再生器单元的贫NH3吸收液体可被回收至气液传质设备。通常，第二吸收液体可在NH3吸收级的MTD中回收直到在液体中已建立合适的NH3 浓度为止。吸收液体的一部分可从循环中取出，并且被输入到第二吸收液体再生器中，本文中也称为汽提塔，其中，NH3以气体或水蒸气的形式从液体中去除。NH3浓度降低的吸收液体可从而被返回到循环中，并在NH3吸收级的MTD中再使用。在第三MTD中使用的包括被吸收的NH3的吸收液体可有利地与第一吸收液体结合，并且在C02吸收级中使用。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使至少一部分包括被吸收的NH3的第三吸收液体可与第一吸收液体结合。再吸收级可优选地与C02吸收级流动连接，以使包括被吸收的NH3的第三吸收液体可与富C02的第一吸收液体结合。再吸收级可优选地与C02吸收级流动连接，以使包括被吸收的NH3的第三吸收液体可与被引导至第一吸收液体再生器单元的富C02的第一吸收液体结合。再吸收级可优选地与C02吸收级流动连接，以使包括被吸收的NH3的第三吸收液体可与被引导至C02吸收单元的富C02的第一吸收液体结合。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使包括被吸收的NH3的第三吸收液体可与贫C02的第一吸收液体结合。第三吸收液体可从第一吸收液体中分离。然而，在用于C02去除的本方法和系统的实施例中，富C02或贫C02的第一吸收液体溶液可用作第三吸收液体。因此，至少一部分第三吸收液体可由第一吸收液体组成。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，并且第三吸收液体包括一部分第一吸收液体。本发明者已发现第一吸收液体可有利地用作第三吸收液体。例如，通过以下做法可实现此目的提取一部分用在C02吸收中的第一吸收液体，在第三MTD中用汽提塔废气流接触提取出的第一吸收液体，并可选地在再生之后将此吸收液体返回再用于C02吸收。因此，在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，并且第三吸收液体由第一吸收液体的一部分组成。在一个实施例中，第三吸收液体由第一吸收液体的一部分组成，并且再吸收级的气液传质设备包括容器，该容器构造为容纳一定容积的第一吸收液体并构造为接受从第二吸收液体再生器排出的包含NH3的气流，并且将包含NH3的气流鼓泡通过所述容器中的一定容积的所述第一吸收液体。在此实施例中，无需向第一吸收液体中输入/再输入第三吸收液体，因为它们是同一个并且相同的。
再吸收级的MTD产生的残余废气流也可被再输入到C02吸收级。相对少的残余废气流可被直接输入烟道气流或输入到C02去除系统的合适位置，残余气流在此处不会给 C02吸收施加太多额外负担，因为C02和氨的量非常小。来自汽提塔废气流的被共吸收的不可冷凝杂质终止在被处理的烟道气体中，而不是在C02产品流中。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使离开再吸收级的气液传质设备的气体在烟道气流离开NH3吸收级的气液传质设备之前与烟道气流结合。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使离开再吸收级的气液传质设备的气体在烟道气流进入C02吸收级的气液传质设备之前与烟道气流结合。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使离开再吸收级的气液传质设备的气体在C02吸收级的气液传质设备中与烟道气流结合。在一个实施例中，再吸收级与C02吸收级流动连接，以使离开再吸收级的气液传质设备的气体在C02吸收级的气液传质设备和NH3吸收级的气液传质设备之间与烟道气流
纟口口。
图1 (现有技术)是总体描述已知氨基C02去除系统的示意图。图2是总体描述根据本发明的氨基C02去除系统的实施例的示意图。
具体实施例方式下文将结合附图详细描述现有技术和本发明的氨基C02去除系统的特定实施例。图1是传统冷却氨基C02去除系统的图示。该系统包括C02吸收级，该C02吸收级包括布置为可使要去除C02的气流与包括氨的吸收液体之间接触的气液传质设备(MTD) (101)。C02要从其中去除的烟道气体经线(102)被供给至MTD(101)。在MTD(101)中，烟道气体与包含氨的吸收液体接触，例如，通过将烟道气体鼓泡通过所述吸收液体或通过将吸收液体喷淋至烟道气体中。包含氨的吸收液体经线(103)供给至MTD。在MTD(IOl)中， 来自烟道气体的C02在吸收液体中被吸收，例如，通过以溶解或固体的形式形成氨的碳酸盐或碳酸氢盐。富C02的吸收液体，即含有被吸收的C02的吸收液体，经线(104)离开MTD， 并且被带至吸收液体再生器单元(111)，C02在此该吸收液体再生器单元(111)从吸收液体中分离。分离出的C02经线(112)离开汽提单元而再生的吸收液体被回收至MTD(101)。去除了 C02的烟道气体经线(105)离开MTD。氨基C02去除系统还包括用于去除在C02吸收级处理后存在于烟道气体中的氨的 NH3吸收级。该NH3吸收级包括气液传质设备(106)。MTD(106)被布置为可使离开MTD(101) 的去除了 C02的烟道气体与不含氨或含低浓度氨的第二吸收液体接触。第二吸收液体经线(107)供给至NH3吸收级的MTD。在MTD(106)中，当烟道气体离开MTD(101)时，保留在烟道气体中的包括NH3的杂质在第二吸收液体中被吸收。包括被吸收的杂质的使用过的吸收液体经线(108)离开MTD(106)。去除了 C02、NH3和其他杂质的烟道气体经线(109)离开NH3MTD(106)。被充进了 NH3、C02和其他杂质的第二吸收液体可经吸收液体再生器单元 (110)被回收，其中，NH3、C02和其他杂质可从吸收液体中被分离。该吸收液体再生器单元 (110)通常可以是汽提塔，吸收液体在该汽提塔中被以某个温度加热，此温度下较低沸点组份可被转化为气相以形成汽提塔废气流，而较高沸点组份保持液相，并且可被回收用作吸收液体。汽提塔可使用高压或中压蒸气进行加热。通常包括NH3、C02和其他低沸点杂质的汽提塔废气流从而被供给至C02吸收级的吸收液体再生器单元(111)。由于吸收液体再生器单元(111)通常在高压下工作，如20bar 或更高，吸收液体再生器单元(110)必须也在高压下工作。在可替代的传统冷却氨基C02去除系统(未示出)中，来自吸收液体再生器单元 (110)的汽提塔废气流被直接供给至C02MTD(101)。图2是包括再吸收级的冷却氨基C02去除系统的图示。该系统包括C02吸收级，该C02吸收级包括布置为可使要去除C02的气流与包括氨的吸收液体之间接触的气液传质设备(MTD) (101)。C02要从其中去除的烟道气体经线 (102)被供给至MTD(IOl)。在MTD(IOl)中，烟道气体与包括氨的吸收液体接触，例如，通过将烟道气体鼓泡通过所述吸收液体或通过将吸收液体喷淋至烟道气体中。包括氨的吸收液体经线(103)供给至MTD。在MTD(IOl)中，来自烟道气体的C02在吸收液体中被吸收， 例如，通过以溶解或固体的形式形成氨的碳酸盐或碳酸氢盐。去除了 C02的烟道气体经线 (105)离开MTD。C02吸收级包括吸收液体循环，该吸收液体循环被构造为可选地经再生器单元(111)回收在MTD(IOl)中使用的吸收液体，其中，C02从吸收液体中分离。通常，在 MTD(IOl)中使用的一部分富C02吸收液体，即，含有被吸收的C02的吸收液体被放掉，并且被带至吸收液体再生器单元。分离出的C02离开再生器，可选地经线(112)随后被压缩为液体形式，并且再生的吸收液体(也称为贫吸收液体)被回收至C02MTD(101)。氨基C02去除系统还包括用于去除在C02吸收级处理后存在于烟道气体中的氨的NH3吸收级。该NH3吸收级包括气液传质设备(MTD) (106)。MTD(106)被布置为允许离开C02MTD(101)的去除了 C02的烟道气体与不含氨或含低浓度氨的第二吸收液体之间的接触。第二吸收液体经线(107)供给至NH3吸收级的MTD。在MTD(106)中，当烟道气体离开 C02MTD时保留在烟道气体中的包括NH3的杂质在第二吸收液体中被吸收。含有被吸收的杂质的使用过的吸收液体经线(108)离开MTD(106)。去除了 C02、NH3和其他杂质的烟道气体经线(109)离开MTD(106)。被充进了 NH3、C02及其他杂质的第二吸收液体可经吸收液体再生器单元(110)回收，其中，杂质从吸收液体中被分离。吸收液体再生器单元(110)包括汽提塔，吸收液体在汽提塔中被以某个温度加热，此温度下较低沸点组份可被转化为气相以形成汽提塔废气流(114)，而较高沸点组份保持为液相且可被回收用作吸收液体。根据本发明的氨基C02去除系统还包括用于从汽提塔废气流中吸收NH3、C02和其他低沸点杂质的再吸收级。该再吸收级包括气液传质设备(MTD) (113)，该MTD(113)构造为经线(114)从NH3吸收级的吸收液体再生器单元(110)接受汽提塔废气流，并用第三吸收液体接触汽提塔废气流。汽提塔废气流可在供给至MTD(IU)之前被间接地或通过喷射水或溶液来预冷却。来自再吸收级的产品流包括含有从汽提塔废气流吸收的NH3的第三吸收液体流以及可能包括NH3、C02和不可冷凝杂质残余量的残余废气流。再吸收中使用的第三吸收液体可以是能从汽提塔废气流中吸收氨的任何溶液。例如，第三吸收液体可以是水或水基溶液。在一个实施例中，第三吸收液体是与C02吸收级所使用的同类型的吸收液体。在一个优选实施例中，如图2所示，第三吸收液体由一部分第一吸收液体形成，这部分第一吸收液体经线(115)从C02吸收级的吸收液体循环中被提取。换言之，第一和第三吸收液体可以是部分同一吸收液体循环。再吸收级中使用的第三吸收液体可优选地与第一吸收液体结合以使被吸收的NH3 可在C02吸收级再使用。第三吸收液体可当其在再吸收级中与汽提塔废气流接触后被收集。被收集的含有从汽提塔废气流中吸收的NH3、C02和/或其他组份的第三吸收液体从而可被再输入到C02去除系统中的合适位置。被收集的第三吸收液体可优选地被再输入到 C02吸收级。在一个优选实施例中，如图2所示，被收集的第三吸收液体被再输入至含有富 C02的第一吸收液体的C02吸收级的一部分中，例如，构造为将富C02的第一吸收液体传送至C02吸收级的吸收液体再生器(111)的C02吸收级的一部分。在一些实施例中，C02吸收级可包括用于增加要被传送至再生器(111)的富C02的第一吸收液体的C02浓度的水力旋流器单元(120)。在此实施例中，被收集的第三吸收液体可被再输入到水力旋流器单元的上游，或如图2所示，经线(119)输入到被引导向再生器(111)的浓缩的富C02的第一吸收液体中的水力旋流器单元下游。来自再吸收级的残余废气流(116)也可被再输入到C02去除系统中的合适位置。 残余废气流可优选地沿C02将从其中被去除的烟道气体流的流动路径输入至合适位置。合适位置可包括以下位置C02MTD(101)的上游、C02MTD内、C02MTD与NH3MTD(106)之间、或 NH3MTD内。在图2中，用于再输入的两个可替代的位置(117和118)被示出，在C02MTD (101) 内以及 C02MTD(101)与 NH3MTD(106)之间。在图2的实施例中的NH3吸收级的汽提塔(110)有利地构造为在低压蒸气下工作 (例如，具有4-8bar范围内压力的蒸气)。或者，汽提塔(110)可在真空条件下工作且被低程度热(“废热”)而不是低压蒸气加热。MTD (113)可优选地在仅略高于MTD (101)中的C02吸收压力的压力下工作，C02吸收压力通常在约1.5至2bar的范围内。需要以略高的压力供给至MTD (113)的汽提塔废气流可在汽提塔内产生，该汽提塔在仅略高于MTD (101)中的C02吸收压力的压力下工作。作为例子，MTD(113)在比MTD(IOl)中的压力高l_4bar的压力下工作，但此压力已足够低以允许使用低压蒸气作为汽提塔的加热介质。再吸收级的MTD(113)被构造为可使被污染的气流与吸收液体接触。MTD(113)可例如包括诸如填充床柱的吸收塔。MTD(113)可优选地布置为以对流模式工作。作为例子， MTD可包括布置为以对流模式工作的吸收柱，其中，汽提塔废气流被供给至柱的底部，且吸收液体被供给至柱的顶部，以使气体上升通过塔时与吸收液体接触。去除了杂质的气流在柱的顶部离开柱，而含有从气流中吸收的杂质的吸收液体在柱的底部离开柱。可优选地选择MTD的吸收参数和尺寸以使仅少量NH3保留在吸收后所获得的残余废气流中。此参数和尺寸可由本领域的熟练者容易地确定。在一个实施例(图2中未示出)中，再吸收级的气液传质设备(MTD)包括容器，该容器构造为容纳一定容积的第一吸收液体并构造为接收从第二吸收液体再生器排出的包含NH3的气流，并将包含NH3的气流鼓泡通过所述容器中的一定容积的所述第一吸收液体。 该容器可优选地是第一吸收液体的缓冲罐或储存罐，其布置为使C02MTD (101)与第一吸收液体再生器(111)流动连接。在此实施例中，无需向第一吸收液体中输入/再输入第三吸收液体，因为它们是同一个且相同的。
权利要求
1.一种用于从烟道气流中去除C02的方法，包括以下步骤a)用包含NH3的第一吸收液体接触包含C02的烟道气流，以去除所述烟道气流中的C02 ；b)用第二吸收液体接触在步骤a)中去除了C02的所述烟道气流，以使来自所述烟道气流的NH3在所述第二吸收液体中被吸收，以形成去除了 C02和NH3的烟道气流；c)从所述第二吸收液体中分离NH3，以获得包括NH3的气流；d)用第三吸收液体接触在步骤c)中所分离的包括NH3的所述气流，以使NH3在所述第三吸收液体中被吸收。
2.在一个实施例中，步骤a)在第一气液传质设备中实施，步骤b)在第二气液传质设备中实施，并且步骤d)在第三气液传质设备中实施，其中，所述第一和第三气液传质设备彼此独立。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤e)将包含所吸收的NH3的步骤d)中的所述第三吸收液体与所述第一吸收液体结合。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤e)中所述第三吸收液体与富C02的第一吸收液体结合。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤f)在所述烟道气流与步骤b)中的所述第二吸收液体接触之前，将所述烟道气流与来自步骤d)的去除了 NH3的残余气体结合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，来自步骤d)的所述残余气体在所述烟道气流与所述第一吸收液体接触之时与所述烟道气流结合。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，来自步骤d)的所述残余气体在所述烟道气流在步骤a)中与所述第一吸收液体接触之后与所述烟道气流结合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三吸收液体包括一部分所述第一吸收液体。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三吸收液体由一部分所述第一吸收液体组成。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三吸收液体由一部分所述第一吸收液体组成，并且步骤d)通过使包括在步骤C)中所分离的NH3的气流鼓泡通过一定容积的所述第一吸收液体来实现。
11.一种用于从烟道气流去除C02的系统，所述系统包括 C02吸收级；NH3吸收级；以及再吸收级；所述C02吸收级包括气液传质设备，所述气液传质设备构造为接受含有C02的烟道气流，用包含NH3的第一吸收液体接触所述烟道气流以使来自所述烟道气流的C02在所述第一吸收液体中被吸收并排出去除了 C02的烟道气流；所述NH3吸收级包括气液传质设备和第二吸收液体再生器单元，所述气液传质设备构造为接受来自C02吸收级的去除了 C02的烟道气流并用第二吸收液体接触所述去除了 C02 的烟道气流，以使来自所述烟道气流的NH3在所述第二吸收液体中被吸收，所述第二吸收液体再生器单元构造为从所述第二吸收液体中分离NH3并以气体或蒸气形式排出包含NH3 的气流；并且所述再生级包括气液传质设备，所述气液传质设备构造为接受从第二吸收液体再生器单元排出的包括NH3的气流并用第三吸收液体接触所述包括NH3的所述气流，以使NH3在所述第三吸收液体中被吸收。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，C02吸收级还包括第一吸收液体再生器单元；以及吸收液体循环；其中，所述气液传质设备和所述第一吸收液体再生器单元经所述吸收液体循环而流动连接，以使至少一部分来自所述气液传质设备的富C02的吸收液体可被引导至所述第一吸收液体再生器单元，并且至少一部分来自所述第一吸收液体再生器单元的贫C02的吸收液体可被回收至所述气液传质设备。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述NH3吸收级还包括第二吸收液体再生器单元；以及吸收液体循环；其中，所述气液传质设备和所述第二吸收液体再生器单元经所述吸收液体循环而流动连接，以使至少一部分来自所述气液传质设备的富NH3吸收液体可被引导至所述第二吸收液体再生器单元，并且至少一部分来自所述第二吸收液体再生器单元的贫NH3吸收液体可被回收至所述气液传质设备。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使至少一部分包括所吸收的NH3的第三吸收液体可与所述第一吸收液体结合。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使包括所吸收的NH3的所述第三吸收液体可与富C02的第一吸收液体结合。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使包括所吸收的NH3的所述第三吸收液体可与被引导至所述第一吸收液体再生器单元的富C02的第一吸收液体结合。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使含有所吸收的NH3的所述第三吸收液体可与被引导至C02吸收单元的富C02的第一吸收液体结合。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使包括所吸收的NH3的所述第三吸收液体可与贫C02的第一吸收液体结合。
19.根据权利要求11所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，并且所述第三吸收液体包括一部分所述第一吸收液体。
20.根据权利要求11所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，并且所述第三吸收液体由一部分所述第一吸收液体组成。
21.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第三吸收液体由一部分所述第一吸收液体组成且所述再吸收级的所述气液传质设备包括容器，所述容器构造为容纳一定容积的所述第一吸收液体，并构造为接受从所述第二吸收液体再生器排出的包含NH3的气流，并将包含NH3的所述气流鼓泡通过所述容器中的一定容积的所述第一吸收液体。
22.根据权利要求11所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使离开所述再吸收级的所述气液传质设备的气体在所述烟道气流离开所述NH3吸收级的所述气液传质设备之前与所述烟道气流结合。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使离开所述再吸收级的所述气液传质设备的气体在所述烟道气流进入所述C02吸收级的所述气液传质设备之前与所述烟道气流结合。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使离开所述再吸收级的所述气液传质设备的气体在所述C02吸收级的所述气液传质设备中与所述烟道气流结合。
25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述再吸收级与所述C02吸收级流动连接，以使离开所述再吸收级的所述气液传质设备的气体在所述C02吸收级的所述气液传质设备与所述NH3吸收级的所述气液传质设备之间与所述烟道气流结合。
全文摘要
一种用于从烟道气流中去除CO2的方法，包含步骤a)用包含NH3(103)的第一吸收液体接触(101)包含CO2(102)的烟道气流，使得去除所述烟道气流中的CO2；b)用第二吸收液体(107)接触(106)在步骤a)中去除了CO2(105)的烟道气流，使得来自烟道气流的NH3在所述第二吸收液体中被吸收，以形成去除了CO2和NH3(109)的烟道气流；c)从第二吸收液体中分离(110)NH3以获得包含NH3(114)的气流；d)用第三吸收液体(115)接触(113)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。一种用于从烟道气流中去除CO2的系统，该系统包含CO2吸收级；NH3吸收级；以及再吸收级。
文档编号B01D53/14GK102202763SQ200980143940
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年11月4日
发明者弗雷德里克·Z·科扎克, 彼得·乌尔里希·科斯 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司