专利名称：用于使用工艺气体加热的再沸器在汽提塔中除去二氧化碳来从气体回收二氧化碳的方法
用于使用工艺气体加热的再沸器在汽提塔中除去二氧化碳来从气体回收二氧化碳的方法本发明涉及一种用于从气体回收二氧化碳的方法，具体地，本发明涉及一种用于使用工艺气体加热的再沸器在汽提塔中除去二氧化碳来回收二氧化碳的方法。
背景技术：
二氧化碳是存在于大气中的众所周知的气体。通过发酵过程、石灰石煅烧以及碳和碳化合物的所有形式的燃烧过程向大气中释放了大量的二氧化碳。在最近数十年，由于温室效应导致的未来气候变化带来的环境问题，因此关于所述排放的关注一直在升温。因此，多年来已经进行了大量的工作以便开发用于从燃气中去除二氧化碳的工艺。如果可行， 那么后续回收二氧化碳将使那些工艺具有经济可行性。现有技术中已知用于从气体流中去除气态组分的许多方法。特别地，已经提议吸收之后进行不同改动的汽提是用于从气态废物流中去除组分的合适方法。众所周知，即使对大规模的二氧化碳回收装置进行微小的优化都可以导致收率的大量增加和/或生产成本的降低。存在许多方法来优化工艺，以便实现全过程的能耗的降低，从而实现经济上的大量节约。在大规模生产装置中，燃气的热能并未被充分利用，且因而被浪费。优化此热能的利用是一种降低装置的总能耗的方式。本发明的目的是提供一种用于从含(X)2的气体中回收二氧化碳的更经济的方法。发明描述本发明的第一方面涉及一种用于汽提含有二氧化碳吸收剂和被吸收在二氧化碳吸收剂内的二氧化碳的液体的方法，其中借助烟气来在再沸器中加热所述液体，其中烟气的温度是130°C到600°C。本发明的发明人发现包括在烟气中的热适于在二氧化碳回收车间中加热连接至汽提塔的再沸器，且发现当烟气的温度在所要求保护的范围内时，存在足够的传热来发生汽提过程。因而，本发明人所发现的是当使用再沸器内处于所要求保护的范围内的温度的烟气时，汽提塔内的液体温度被加热至相同的程度。在存在一个或多个燃烧发动机以将动力供给至给定生产的车间装置中，具有并存的二氧化碳回收车间可能是合适的，这是因为所回收的二氧化碳将被用于生产，诸如用于软饮料生产，或因为所回收的二氧化碳可以被销售且因而是收入来源。 因而，在本发明目前优选的实施方案中，在使液体再沸之后，源于一个或多个燃烧发动机的烟气的至少一部分被用于二氧化碳回收车间中，在该车间中，汽提塔是操作单元。从烟气回收二氧化碳使从燃烧驱动的车间生产中释放的废二氧化碳的量最少。此外，所回收的二氧化碳可用于下游工艺步骤中，使回收在经济上可行。另外，所回收的二氧化碳可以被液化且以终端产品销售或被用在给定车间的生产中。本发明的第二方面涉及一种从烟气回收二氧化碳的方法，所述方法包括下述步骤a.在再沸器(Al)中冷却气体流Gl以提供气体流G2 ；b.制备气体流G2以提供气体流G3的至少一部分；
c.将气体流G3吸收在吸收剂中以提供富二氧化碳的液体Ll和贫二氧化碳的气体 G4 ；d.任选地，加压并热交换液体Ll以提供富二氧化碳的液体L2 ；e.在汽提塔(A3)中分离富二氧化碳的液体L2以便获得富二氧化碳的气体G5和贫二氧化碳的液体L3'；f.在再沸器(Al)中使贫二氧化碳的液体L3'再沸以便获得气体G5'，在汽提塔 (A3)中进一步分离气体G5'以便得到贫二氧化碳的液体L3和富二氧化碳的气体G5。在该方法中，在被供给至二氧化碳回收车间之前，待净化的烟气被用作再沸器中的温暖的气体流以便再加热待汽提二氧化碳的液体流。此再加热与汽提塔有关的液体的工艺步骤类似于权利要求1的工艺。因此在本发明中，与现有技术相比，烟气的热能被进一步用于二氧化碳回收过程。原则上，包括二氧化碳、氧气和氮化合物的任何种类的气体都可以适用于该工艺。 然而在优选的实施方案中，供给气体是烟气。通过借助再沸器，使用供给的烟气来再加热贫二氧化碳的吸收剂，这既可以回收二氧化碳，且同时又利用包括在烟气中的一些热，否则这些热将会被浪费。再沸器的尺寸被设计成使再沸器的液体侧上的表面温度不超过临界温度。该尺寸将取决于烟气的流量和烟气的温度。临界温度在本文中被定义为吸收剂开始热降解的温度。例如，在本发明的实施方案中，吸收剂可以是在本文中具有约130°C -140°C的临界温度的单乙醇胺(MEA)。因此，在该本发明的实施方案中，再沸器被设计成使液体侧的表面温度在任何点不超过130°C，尺寸同样取决于烟气的流量和温度。然而，如果温度太高，用于烟气的管件将具有过大的直径， 使得对车间的再沸器的物理设置来说不可行。因此，烟气温度的上限值被认为综合了减轻吸收剂的热降解程度与具有合乎实际的尺寸的再沸器。另一方面，如果液体侧的温度未达到最佳温度，那么出现不充分的热交换且液体将不会以令人满意的程度蒸发，由此将不会获得期望的另外的二氧化碳回收。合适的再沸器的设置和尺寸取决于烟气流的体积和所使用的吸收剂以及其他，且这些属于本领域的知识。在本发明的任一个方面的目前优选的实施方案中，如，在第二方面的步骤a.之前，所述方法还包括将燃气GO供给至用于利用热的设备，诸如蒸汽锅炉，以便提供气体流 G1,G1的温度低于GO的温度。在被用于再沸器之前，燃气(S卩，烟气)的大部分热能在此实施方案中被优选用于与二氧化碳回收过程并不直接相关的另一过程。通过利用所述其他过程中的热量来冷却烟气GO以获得气体G1。该其他过程可以是但不限于，蒸汽锅炉、活塞发动机、吸收冷却器、热油加热器或可以获益于热交换的任何其他合适的单元。本发明人发现具有降至约130°C的温度的烟气足以在汽提塔中完成液体的再沸， 且任选地，随后将烟气供给至二氧化碳回收车间。因而，130°C之上的过量的热量可以用在别的地方，如用在空调或中央加热系统中以用于邻近的办公设施；或用在蒸汽锅炉中以用于蒸汽灭菌或其他合适的热利用系统。因而，在此实施方案中，进入再沸器的气体的温度在所要求保护的温度范围的下限。
在另一个优选的实施方案中，气体GO是来自至少两个燃烧发动机，诸如2、3、4、5 或更多个燃烧发动机的排气的池。当供给的气体流GO是源于至少两个燃烧发动机的烟气时，所述燃烧发动机的排气与同样的下游回收流互通。可以根据回收过程中对烟气的需求来调节来自至少两个燃烧发动机的排气的流的供给。排气的所述互通减少了净化排气所要求的下游处理设备的数目，诸如减少了用于减少气体中的NOx的脱氮氧化物(Denox)单元的数目，且因而降低了总的生产车间成本。附1是集成在一条二氧化碳回收线上的本发明方法的实施方案的阐释。发明详述根据本发明，富二氧化碳的流是离开单元的具有最高二氧化碳含量的流，而贫流是离开单元的具有最低二氧化碳含量的流。所述流是气体或液体。在整个说明书中，除非另外指出，否则所有含量以重量％给出。在整个说明书和权利要求中，术语烟气(flue gas)、排气(exhaust gas)、供给气体(feeding gas)和燃气(combustion gas)可以被互换地使用，它们在本发明的上下文中具有相同的意义。所述气体是至少部分含有二氧化碳的气体，这样的气体还包括氮氧化物、 水蒸气、二氧化硫和挥发性有机化合物(VOC)。附属于本说明书的阐释应该被理解为较大设施的一部分。本文描述的每一个实施方案的所有特征和变体同样适合于所有实施方案。参考
图1，阐释了本发明的实施方案，其中基本上以两步回收二氧化碳。首先，通过借助吸收剂吸收冷却的供给气体中的二氧化碳将二氧化碳与杂质分离。在此气/液分离之后，通过使所述液体流经受汽提程序来回收吸收在液体流中的二氧化碳，存在于液体中的二氧化碳通过该汽提程序被汽提。根据本发明的方法的第一步(未显示)通过借助从，如活塞发动机获得的供给的燃气GO来利用蒸汽锅炉中的热量以便提供气体流Gl。气体流Gl的温度等于或低于供给的燃气GO的温度。当Gl的温度低于GO的温度时，热量已被用于如蒸汽发动机、吸收冷却器或类似物。这种热量利用是将排气中的热量用在诸如巴氏灭菌法、灭菌、冷却等需要热量的过程中的一种经济的方式。在优选的实施方案中，燃气流在供给期间被如此冷却使得Gl的温度在130°C到450°C之间，诸如在130°C到 200°C之间。气体流Gl与含有二氧化碳的液体吸收剂L3'之间的热交换在再沸器(Al)中发生，以提供冷却的烟气流G2和含有吸收剂和二氧化碳的再加热的气体流G5'。冷却的气体流G2可以被进一步处理，如通过额外的热交换，以便获得气体流G3。在可选择的实施方案中，冷却的气体流G2的至少一部分作为废气被排出。将源于G2、任何其他合适的源或其组合的气体流G3供给到吸收塔(A》，其中气体流中的二氧化碳被吸收到吸收剂液体(未显示)中以得到富二氧化碳的液体Li。含有大部
分(超过90% ) 二氧化碳的所述吸收剂液体进入吸收塔，而贫二氧化碳气体G4离开吸收 +
-tB。用于吸收气态二氧化碳的吸收剂可以是已知能够吸收二氧化碳的任何溶剂。吸收剂可以引起化学或物理吸收。吸收剂可以是具有1到3个烷醇基的烷醇胺与水的溶液，每一个烷醇基具有1到3个碳原子。烷醇胺的实例是单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)，MEA是特别的吸收剂。借助热交换来加热离开吸收器(A2)的二氧化碳液体流Ll以提供加热的富二氧化碳液体L2。在汽提塔中进一步处理所述富二氧化碳液体流以提供富二氧化碳气体G5和贫二氧化碳液体L3'。借助温暖的气体流Gl在再沸器(Al)中再加热贫二氧化碳液体L3'，使L3'分离成液体吸收剂贫二氧化碳流L3和富二氧化碳气体流G5'。G5'重新进入汽提塔(A3)中以便增大全过程的二氧化碳收率。通过冷凝器冷凝气态流G5中的吸收剂的残留物且由此将该残留物分离成富二氧化碳的气体流G6和液体残留物吸收剂流L4。所述液体残留物吸收剂流L4被循环到富二氧化碳液体流Ll中。本发明的方法可以用于任何二氧化碳回收方法中，诸如W02008/086812中公开的二氧化碳回收方法，该专利中，类似于刚公开的工艺的二氧化碳回收工艺包括在汽提之前闪蒸来自吸收器的贫二氧化碳液体的另外的中间步骤。
权利要求
1.一种用于汽提含有二氧化碳吸收剂和被吸收在所述二氧化碳吸收剂内的二氧化碳的液体的方法，其中借助温暖的烟气来在再沸器中加热位于汽提塔的底部的所述液体，其中所述烟气的温度是130°C到600°C。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在使所述液体再沸之后，所述烟气的至少一部分被回收二氧化碳。
3.—种从包含二氧化碳的气体回收二氧化碳的方法，包括下述步骤a.在再沸器(Al)中冷却气体流Gl以提供气体流G2；b.制备所述气体流G2以提供气体流G3的至少一部分；c.将所述气体流G3吸收在吸收剂中以提供富二氧化碳的液体Ll和贫二氧化碳的气体G4 ；d.任选地，加压并热交换所述液体Ll以提供富二氧化碳的液体L2;e.在汽提塔(A3)中分离所述富二氧化碳的液体L2以便获得富二氧化碳的气体G5和贫二氧化碳的液体L3'；f.在所述再沸器(Al)中使所述贫二氧化碳的液体L3'再沸以便获得气体G5'，在所述汽提塔(A3)中进一步分离所述气体G5'以便得到贫二氧化碳的液体L3和富二氧化碳的气体G5。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤a.之前，所述方法还包括将燃气GO供给至用于利用热的设备，诸如蒸汽锅炉，以便提供所述气体流Gl，Gl的温度低于GO的温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述气体GO是来自至少两个燃烧发动机的排气的池。
全文摘要
本发明涉及一种用于从气体(G3)回收二氧化碳的方法，具体地，本发明涉及一种用于使用工艺气体(G1)加热的再沸器(A1)在汽提塔(A3)中除去二氧化碳来回收二氧化碳的方法。
文档编号B01D53/34GK102300621SQ201080006090
公开日2011年12月28日 申请日期2010年2月1日 优先权日2009年2月2日
发明者R·芬德 申请人:由宁工程有限公司