用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法
【专利摘要】用于从二氧化碳(CO2)捕集过程所用的胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法和系统，所述方法包括：从CO2捕集过程取出含有热稳定胺盐的胺吸收剂；使取出的含有热稳定胺盐的胺吸收剂经受残余CO2除去步骤(117)；使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂(120)经受分离步骤(116)，以将热稳定胺盐(124)与胺吸收剂分离；和使具有降低的热稳定胺盐浓度的胺吸收剂(122)返回至CO2捕集过程。
【专利说明】用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请按照35 U.S.C.§ 119(e)要求2011年3月18日提交的题为“METHOD FOR THEREMOVAL OF HEAT STABLE AMINE SALTS FROM AN AMINE ABSORBENT (用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法)”的临时专利申请序列号61/454，079的权益，其公开内容通过引用而以其全文结合到本文中。
发明领域
[0002]提出的本发明涉及一种用于从二氧化碳(CO2)捕集过程所用的胺吸收剂除去热稳定胺盐的系统和方法。
[0003]背景
在燃烧设备(例如与用于为电厂提供蒸汽的锅炉系统相关的那些)中燃料(例如煤、油、天然气、泥煤、废弃物等)的燃烧中，产生热的过程气体(或烟道气)。这样的烟道气通常除了别的以外，还含有二氧化碳(CO2)。向大气中释放二氧化碳的不利的环境影响已被广泛认识，并且已导致开发适于从产生于上述燃料燃烧的热过程气体中除去二氧化碳的过程。
[0004]在用于工业分离CO2的过程中，包含胺化合物的液体溶液通常用作吸收剂。常用于从气体流吸收CO2的胺化合物的实例包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙基胺(DIPA)和氨基乙氧基乙醇(二甘醇胺)(DGA)。在工业设备中最常用的胺化合物为烷醇胺MEA、DEA和MDEA。
[0005]在吸收过程中， 气体流中的CO2在液体吸收剂溶液中被捕集。CO2吸收器用于建立合适的条件(温度、压力、湍流等)，用于将CO2从混合气体流化学吸收到胺吸收剂中。
[0006]随后使含有吸收的CO2的胺吸收剂再生，从而使吸收的CO2与吸收剂分离，并且再生的吸收剂随后再次用于CO2吸收过程。因此，形成循环吸收剂流。通常通过将在汽提塔再沸器中的胺吸收剂加热至从吸收剂释放CO2的温度而实现再生。
[0007]在再生器再沸器中，吸收剂经受高温(通常约115°C或更高)，而在吸收器中，吸收剂暴露于较高O2的环境。暴露于高温和/或存在O2的结果是，吸收剂的胺溶剂可经历降解，从而在液相中形成不期望的降解产物。这些降解产物，称为热稳定盐或热稳定胺盐(HSS)，可在循环吸收剂流中累积。HSS降低吸收剂的0)2除去效力，因此可优选从吸收剂流中除去。HSS除去的常见方法是从循环吸收剂取出细分流(slipstream),在回收设备中使主体吸收剂与HSS分离，和使已分离的胺再循环返回至循环吸收剂回路作为回收的吸收剂。回收设备可由蒸馏、离子交换或电渗析单元组成。
[0008]发明概述
本发明的一个目的是提供一种用于从二氧化碳(CO2)捕集过程所用的所用的胺吸收剂流中除去热稳定盐(HSS)的改进的系统和过程。
[0009]在基于胺的CO2捕集系统中，分离步骤(例如，电渗析(ED))通常用于使胺吸收剂与不期望的HSS分离，以便再循环捕集过程中的吸收剂。然而，已发现，胺吸收剂中的CO2可对分离过程(例如电渗析)有害。
[0010]基于胺的CO2捕集系统有时通过一定方式操作，使得在离开汽提塔的贫溶剂中观察到相对高的CO2载荷。已发现当将贫溶剂的细分流送至回收单元(电渗析或离子交换)时，进料至回收单元的相对高的贫载荷导致经由回收废物流的显著量的胺损失。降低的胺损失可显著降低系统的胺补充并且提供经济的优点。
[0011]作为该问题的解决方案，提供了 一种方法和系统，其中含有待除去的热稳定盐的胺吸收剂首先经受汽提和/或闪蒸，例如，分别在汽提塔或闪蒸槽中，以除去残余CO2,随后向前送至胺回收设备，用于将胺吸收剂与HSS分离。汽提/闪蒸步骤简单和可靠，涉及低的额外投资和操作成本，并且容易集成到现有的系统中。在汽提塔中进行汽提，其中将进入的胺吸收剂通过例如蒸汽或电加热至较具挥发性的组分(在这种情况下，例如CO2)至少部分蒸发并且经由气体/蒸气出口离开汽提塔的温度。汽提可按需在大气压或升高的或降低的压力下进行。较低挥发性的组分(在这种情况下，例如主体胺吸收剂)以液体形式保留并且经由液体出口离开汽提塔。闪蒸通常在闪蒸槽中进行，其中进入的胺吸收剂经历压力下降，例如，通过经过节流阀或其它节流装置。较具挥发性的组分(例如CO2)至少部分蒸发并且经由气体/蒸气出口离开闪蒸槽。较低挥发性的组分(在这种情况下，例如主体胺吸收剂)以液体形式保留并且经由液体出口离开闪蒸槽。汽提/闪蒸步骤应导致胺吸收剂中CO2的量降低。
[0012]根据本文说明的各方面，提供了一种用于从二氧化碳(CO2)捕集过程所用的胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法，所述方法包括:
从CO2捕集过程取出含有热稳定胺盐的胺吸收剂；
使取出的含有热稳定胺盐的胺吸收剂经受残余CO2除去步骤；
使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受分离步骤，以将热稳定胺盐与胺吸收剂分离；
和
使具有降低的热稳定胺盐浓度的胺吸收剂返回至CO2捕集过程。
[0013]根据实施方案，残余CO2除去步骤包括将取出的胺吸收剂汽提和/或闪蒸，以除去残余CO2。
[0014]根据实施方案，残余CO2除去步骤包括将取出的胺吸收剂汽提，以除去残余C02。
[0015]根据实施方案，残余CO2除去步骤包括将取出的胺吸收剂闪蒸，以除去残余C02。
[0016]根据实施方案，残余CO2除去步骤包括将取出的胺吸收剂汽提并随后闪蒸，以除去残余CO2。
[0017]根据实施方案，闪蒸在接近真空条件下进行。通过在接近真空条件下进行闪蒸，吸收剂可保持在相对低的温度。除了节省加热吸收剂所需的能量以外，这也降低吸收剂对较高温度的暴露，所述较高温度可引起吸收剂进一步降解。闪蒸可例如在0-2巴计量度(gauge)的压力下进行。
[0018]用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法可用于包括在升高的温度下使胺吸收剂再生的二氧化碳(CO2)捕集过程。当在这样的过程中进行时，通过从过程中胺吸收剂具有低CO2载荷的点取出胺吸收剂的细分流，用于除去热稳定胺盐的方法可使用很少的另外的能量要求来操作。
[0019]因此，根据实施方案，CO2捕集过程包括: 使用胺吸收剂洗涤包含CO2的气体流，使得形成富含CO2的胺吸收剂；
通过加热富含CO2的胺吸收剂以将CO2与胺吸收剂分离，使所述富含CO2的胺吸收剂再生，使得形成贫CO2的胺吸收剂；和
使再生的贫CO2的胺吸收剂再循环至洗涤步骤。
[0020]已发现，就用于除去热稳定胺盐的本发明方法的目的而言，含有HSS的胺吸收剂的细分流可有利地从来自再生器的贫的胺吸收剂取出。更具体地，胺吸收剂的细分流可从再生器或从再生器与贫吸收剂/富吸收剂换热器之间的液体导管取出。来自再生器的贫的胺吸收剂通常温度为100°c或更高。这允许在再生器中提供给贫的胺吸收剂的热能利用于汽提和/或闪蒸步骤。如果必要，含有HSS的贫的胺吸收剂的细分流也可从贫吸收剂/富吸收剂换热器或从贫吸收剂/富吸收剂换热器与进行洗涤步骤的CO2吸收器之间的液体导管取出。在这种情况下，含有HSS的贫的胺吸收剂的细分流的温度可为低于100°C的温度。
[0021]根据实施方案，取出的含有热稳定胺盐的胺吸收剂为再生的贫CO2的胺吸收剂。
[0022]根据实施方案，再生的贫CO2的胺吸收剂的温度为至少100°C，例如至少120°C。
[0023]根据实施方案，分离步骤包括使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受电渗析和/或离子交换。
[0024]根据实施方案，分离步骤包括使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受电渗析。
[0025]根据实施方案，分离步骤包括使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受离子交换。
[0026]根据实施方案，所述方法还包括冷却来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂，然后使其经受分离步骤。
[0027]根据实施方案，所述方法还包括使来自残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受与来自分离步骤的胺吸收剂的间接热交换。
[0028]根据本文说明的其它方面，提供了使用用于从气体流吸收CO2的胺吸收剂的二氧化碳(CO2)捕集系统，其具有用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的子系统，所述子系统包含:
残余CO2除去单元，其液体连接于并且设置为接受来自CO2捕集系统的含有热稳定胺盐的胺吸收剂流，而且其操作用于使残余CO2与所述胺吸收剂流分离；和
胺回收设备，其液体连接于并且设置为接受来自残余CO2除去单元的含有热稳定胺盐并且具有降低的CO2浓度的胺吸收剂流，而且其操作用于使热稳定胺盐与所述胺吸收剂流分离。
[0029]根据实施方案，残余CO2除去单元包含汽提塔和/或闪蒸槽。
[0030]根据实施方案，残余CO2除去单元包含汽提塔。
[0031]根据实施方案，残余CO2除去单元包含闪蒸槽。
[0032]根据实施方案，残余CO2除去单元包含串联布置的汽提塔和闪蒸槽。
[0033]在吸收剂进料至胺回收设备用于分离热稳定胺盐之前，汽提塔或闪蒸槽提供廉价、有效和可靠的从含有HSS的胺吸收剂除去残余C02。
[0034]使用用于从含有HSS的胺吸收剂除去残余CO2的汽提塔或闪蒸槽可用于二氧化碳(CO2)捕集系统，其在升高的温度下使胺吸收剂再生。当用于这样的系统时，通过从过程中胺吸收剂具有低CO2载荷的点取出胺吸收剂的细分流，汽提塔或闪蒸槽可使用很少的另外的能量要求来操作。
[0035]根据实施方案，二氧化碳(CO2)捕集系统包含: CO2吸收器，其操作用于使用胺吸收剂洗涤包含CO2的气体流，使得形成富含CO2的胺吸收剂；
再生器，其操作用于通过加热富含CO2的胺吸收剂以将CO2与胺吸收剂分离，使富含CO2的胺吸收剂再生，使得形成贫CO2的胺吸收剂。
[0036]已发现，就用于除去热稳定的胺盐的本发明方法的目的而言，含有HSS的胺吸收剂的细分流可有利地从来自再生器的贫的胺吸收剂取出。更具体地，胺吸收剂的细分流可从再生器或从再生器与贫吸收剂/富吸收剂换热器之间的液体导管取出。来自再生器的贫的胺吸收剂通常温度为100°c或更高，例如120°C或更高。这允许在再生器中提供给贫的胺吸收剂的热能利用于汽提和/或闪蒸步骤。如果必要，含有HSS的贫的胺吸收剂的细分流也可从贫吸收剂/富吸收剂换热器或从贫吸收剂/富吸收剂换热器与进行洗涤步骤的CO2吸收器之间的液体导管取出。
[0037]根据实施方案，残余CO2除去单元液体连接于并且设置为接受来自再生器的胺吸收剂流，而且其操作用于将残余CO2与贫CO2的胺吸收剂分离。
[0038]根据实施方案，胺回收设备包含电渗析单元或离子交换单元。
[0039]根据实施方案，胺回收设备包含电渗析单元。
[0040]根据实施方案，胺回收设备包含离子交换单元。
[0041]根据实施方案，用于除去热稳定胺盐的子系统还包含在残余CO2除去单元与回收设备之间布置的胺吸收剂冷却器，而且所述冷却器操作用于在其进入回收设备之前冷却来自残余CO2除去单元的胺吸收剂。
[0042]根据实施方案，用于除去热稳定胺盐的子系统还包含间接换热器，其操作用于使来自残余CO2除去单元的胺吸收剂经受与来自回收设备的胺吸收剂的间接热交换。
[0043]通过以下附图和详述来举例说明上述和其它特征。由说明和权利要求，本发明的其它目的和特征将显而易见。
[0044]附图概述
现在参考附图，其为示例性实施方案，并且其中相同要素有相同编号:
图1为总体描述包含胺吸收剂回收设备回路的基于胺的气体纯化系统的图。
[0045]图2为总体描述包含胺吸收剂回收设备回路的基于胺的气体纯化系统的实施方案的图。
[0046]优选实施方案详述
本文使用的术语“胺吸收剂”或简单地“吸收剂”是指包含至少一种可用于从气体流吸收CO2的胺化合物的液体组合物。这样的组合物和合适的胺化合物为本领域技术人员熟知的。常用于从气体流吸收CO2的胺化合物的实例包括但不限于单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙基胺(DIPA)和氨基乙氧基乙醇(二甘醇胺)(DGA)。在工业设备中最常用的胺化合物为烷醇胺MEA、DEA和MDEA。吸收剂可包含单一胺化合物或两种或更多种胺化合物的混合物。此外，吸收剂可包含最多约90体积％的水，例如约50-约90体积％的水。吸收剂也可包含不同量的吸收的C02。不含或仅含有低浓度的吸收的CO2的吸收剂(例如，在再生后)称为“贫CO2 ”或简单地“贫”吸收剂，而含有较高浓度的吸收的CO2的吸收剂(例如，在吸收后)称为“富C02”或简单地“富”吸收剂。
[0047]图1为基于胺的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)的示意性表示。该系统包含吸收单元(101)，其布置为允许待纯化的气体流与一种或多种洗液接触。在图1中表示的吸收单元包含CO2吸收部分(102)和水洗涤部分(103)。要从中除去CO2的烟道气经由管线(104)进料至吸收单元(101)。在CO2吸收部分(102)中，烟道气与包含胺化合物的第一洗液接触，例如，通过使烟道气鼓泡通过所述第一洗液或喷洒第一洗液到烟道气中。第一洗液经由管线(105)进料至吸收单元(101)。在CO2吸收部分(102)中，在第一洗液中吸收来自烟道气的C02。CO2吸收部分中CO2贫化的烟道气随后进入吸收单元的水洗涤部分(103)。水洗涤部分(103)布置为允许来自CO2吸收部分(102)的CO2贫化的烟道气与第二洗液(通常为水)接触。第二洗液经由管线(106)进料至吸收单元。在水洗涤部分中，当烟道气离开CO2吸收部分时保留在其中的污染物在第二洗液中被吸收。CO2贫化的烟道气和污染物经由管线(107)离开吸收单元。含有吸收的CO2和污染物的用过的第一和第二洗液经由管线(108)离开吸收单元。用过的第一和第二洗液可经由再生器单元(109)再循环，其中将污染物和CO2与洗涤水分离。已分离的CO2经由管线(110)离开系统。
[0048]待再生的用过的第一和第二洗液经由管线(111)进入再生器(109)。在再生器中，通常使用蒸汽将用过的洗液在再沸器(112)中加热。加热引起吸收的CO2从洗液中解吸。解吸的CO2随后经由管线(113)与同样在加热期间形成的一些水蒸汽共同离开再生器。含有降低的CO2浓度的再生的洗液经由管线(114)离开再生器(109)。再生的洗液在本文也称为“贫CO2的胺吸收剂”或简单地“贫的胺吸收剂”。贫的胺吸收剂也可含有在再生器中由于暴露于高温和/或存在O2而作为降解产物形成的热稳定盐(HSS)(在吸收单元中通过吸收剂吸收)。可将离开再生器的贫的胺吸收剂引向贫吸收剂/富吸收剂换热器(123)，其中贫的胺吸收剂用于预热从管线(108)引向再生器(109)的富的胺吸收剂。
[0049]基于胺的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)还可包含胺吸收剂回收设备回路(115)，其操作用于从循环胺吸收剂至少部分除去HSS，以防止HSS累积和与之相关的问题。胺吸收剂回收设备回路(115)通常设置为取出主胺吸收剂流的细分流。胺吸收剂回收设备回路
(115)可优选设置为从过程中胺吸收剂具有低CO2载荷(S卩，贫的胺吸收剂)的点取出贫的胺吸收剂的细分流。更具体地，胺吸收剂的细分流可从再生器(109)或从再生器(109)与贫吸收剂/富吸收剂换热器(123)之间的液体导管(114)取出。来自再生器的贫的胺吸收剂通常温度为100°C或更高，例如120°C或更高。这允许在再生器中提供给贫的胺吸收剂的热能利用于汽提和/或闪蒸步骤。如果必要，含有HSS的贫的胺吸收剂的细分流也可从贫吸收剂/富吸收剂换热器(123)或从贫吸收剂/富吸收剂换热器(123)与进行洗涤步骤的CO2吸收器(101)之间的液体导管(105)取出。细分流可通常构成0.001-50体积％的主胺吸收剂流，例如0.01-10体积％的主胺吸收剂流.图2代表根据本发明的基于胺的二氧化碳(CO2)捕集系统，其包含胺吸收剂回收设备回路(115)。胺吸收剂回收设备回路(115)与基于胺的二氧化碳(CO2)捕集系统的再生器侧连接，例如，如上述参考图1的。
[0050]胺吸收剂回收设备回路(115)包含胺回收设备(116)，用于将热稳定盐与胺吸收剂分离。在该实施方案中，胺回收设备(116)为电渗析(ED)单元。
[0051]ED单元用于在施加的电位差的影响下，将盐离子(例如，HSS)从胺吸收剂通过离子交换膜输送至另一溶液。这在称为电渗析池的结构中进行。该池由进料(稀释)隔室和浓缩(例如，盐水)隔室组成，其通过放置在两个电极之间的离子交换膜和阳离子交换膜形成。多个电渗析池可排列成称为电渗析堆的结构，其中交替的阴离子和阳离子交换膜形成多个电渗析池。由于HSS离子在浓缩溶液中被浓缩，ED过程导致胺吸收剂中HSS降低。
[0052]在一个备选的实施方案中，胺回收设备(116)为包含适用于从胺吸收剂除去HSS离子的离子交换树脂的离子交换单元。
[0053]胺吸收剂回收设备回路(115)还包含残余CO2除去单元(117)，以贫的胺吸收剂流为参考，其布置在胺回收设备(116)的上游。在图2的实施方案中，残余0)2除去单元(117)为闪蒸槽。闪蒸(或部分)蒸发为当饱和液体流由于经过节流阀或其它节流装置经历压力下降时发生的部分气化。如果节流阀或装置位于压力容器的入口，使得在容器内发生闪蒸，则该容器通常称为闪蒸槽。
[0054]闪蒸槽(117)包含具有进料入口、气体出口和液体出口的压力容器。进料入口配备节流装置，其设置为在进料流进入压力容器之前降低进料流的压力。本领域技术人员容易认识到适用于本文描述的系统的闪蒸槽的精确结构。
[0055]贫的胺吸收剂经由进料管线(118)进入闪蒸槽(117)。通过再生单元(109)中或离开再生单元(109)的贫的胺吸收剂的温度和压力来确定贫的胺吸收剂的温度和压力。可任选借助在闪蒸槽的进料入口布置的节流阀或装置来降低贫的胺吸收剂的压力。在闪蒸槽(117)中，随后降低压力，使得较具挥发性的组分(例如，残余CO2)至少部分蒸发，而较低挥发性的组分(例如，胺吸收剂和水)保留在液相中。闪蒸槽内部的压力可优选为低的，例如0-2巴计量度。已蒸发的组分(例如，残余CO2)经由管线(119)通过气体出口离开闪蒸槽(117)，而液体组分(例如，胺吸收剂和水)经由管线(120)通过液体出口离开闪蒸槽
(117)。
[0056]在一个备选的实施方案中，残余CO2除去单元(117)为汽提塔。汽提塔可例如包含通常为圆柱形的钢容器，其设置为在预定的压力范围内操作。汽提塔优选配备一个或多个合适的传质装置，例如浮阀塔板、筛板、结构化的填料、无规填料或其它合适的填充材料，或它们的组合。可在汽提塔中提供加热系统/装置，用于加热胺吸收剂。汽提塔优选设置为对胺吸收剂提供足够的热量，使得低沸点组分(例如CO2)转移至气相，而高沸点组分(例如水和胺)在汽提塔的底部在液相中收集。胺吸收剂可适当地经由例如再沸器加热。再沸器可使用例如通过电力产生的热量或蒸汽来加热。汽提塔设置为经由气体出口排放含有CO2的气相以及经由液体出口排放含有水和胺的液相。
[0057]在又一个备选的实施方案中，残余CO2除去单元(117)包含串联布置的汽提塔和闪蒸槽，使得残余CO2的第一部分可在汽提塔中除去，而残余CO2的第二部分可在闪蒸槽中除去。汽提塔和闪蒸槽可如上所述。贫的胺吸收剂首先进入汽提塔，在这里将其加热至足以将低沸点组分(例如CO2)转移至气相的温度，而高沸点组分(例如水和胺)在汽提塔的底部在液相中收集。液相随后送往闪蒸槽，在这里压力降低，使得较具挥发性的组分(例如残余CO2)至少部分蒸发，而较低挥发性的组分(例如，胺吸收剂和水)保留在液相中。液体组分(例如，胺吸收剂和水)通过液体出口离开闪蒸槽并且送往回收设备。
[0058]现在参考图2，从其中至少部分除去残余CO2的贫的胺吸收剂经由管线(120)送往胺回收设备(116)，其中将热稳定盐至少部分地与胺吸收剂分离，以产生HSS贫化的贫的胺吸收剂。
[0059]任选，胺吸收剂回收设备回路(115)还包含布置在残余CO2除去单元(117)与胺回收设备之间的冷却器(121)，并且设置为在其进入胺回收设备(116)之前，调节来自残余CO2除去单元的贫的胺吸收剂的温度。
[0060]此外，包含冷却器(121)的胺吸收剂回收设备回路(115)可任选还包含布置在残余CO2除去单元(117)与冷却器(121)之间的间接换热器(未显示)，并且设置为使用离开胺回收设备(116)的HSS贫化的贫的胺吸收剂冷却来自残余CO2除去单元(117)的贫的胺吸收剂。间接换热器可例如为常规的板型或壳型和管型换热器。
[0061]HSS贫化的贫的胺吸收剂离开胺回收设备(116)并且经由返回管线(122)送回至CO2捕集系统(100)。可将HSS贫化的贫的胺吸收剂例如再次引入再生器(109)、吸收器
(101)或连接再生器(109)和吸收器(101)的合适的液体导管内。可选择用于从胺回收设备回路再次引入贫的胺吸收剂的位置，取决于吸收剂的具体温度和压力。如图2所示，用于再次引入的一个合适的位置为在贫吸收剂/富吸收剂换热器(123)上游或下游的管线(114)中。已分离的热稳定盐经由管线(124)离开胺回收设备。
[0062]虽然已参考多个优选的实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，在不偏离本发明的范围下，可以进行各种变化，并且等价物可替代其要素。此外，在不偏离本发明的实质范围下，可以进行许多修改，使得特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，旨在本发明不局限于作为预期用于实施本发明的最佳方式而公开的特定实施方案，而是本发明包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。此外，使用术语第一、第二等不表示任何顺序或重要性，而是所述术语第一、第二等用于区分一个要素与另一个要素。
[0063]实施例胺损失至电渗析单元的废盐水流内
使用贫的胺吸收剂中不同的CO2载荷，评价在3-回路ElectroSep电渗析单元(ElectroSep Inc.,美国)的废盐水中来自贫的胺吸收剂的胺损失。当贫的胺吸收剂的CO2载荷分别为2.2和2.9重量％ CO2时，在废盐水流中观察到1.2和1.4重量％胺。在贫的胺吸收剂中具有0.01重量％ CO2时，在废盐水流中仅观察到0.3重量％胺。这表示，与较高的贫载荷相比，胺损失下降75-80%。该实施例显示，通过在将其进料至回收设备单元(例如电渗析单元)之前降低贫的胺吸收剂的CO2载荷(例如，通过汽提或闪蒸)，可实现胺损失显著降低。
【权利要求】
1.一种用于从二氧化碳(CO2)捕集过程所用的胺吸收剂中除去热稳定胺盐的方法，所述方法包括: 从所述CO2捕集过程取出含有热稳定胺盐的胺吸收剂； 使所述取出的含有热稳定胺盐的胺吸收剂经受残余CO2除去步骤； 使来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受分离步骤，以将热稳定胺盐与所述胺吸收剂分离；和 使具有降低的热稳定胺盐浓度的所述胺吸收剂返回至所述CO2捕集过程。
2.权利要求1的方法，其中所述残余CO2除去步骤包括汽提和/或闪蒸所述取出的胺吸收剂，以除去残余co2。
3.权利要求2的方法，其中所述残余CO2除去步骤包括汽提所述取出的胺吸收剂，以除去残余CO2。
4.权利要求2的方法，其中所述残余CO2除去步骤包括闪蒸所述取出的胺吸收剂，以除去残余CO2。
5.权利要求2的方法，其中所述残余CO2除去步骤包括汽提随后闪蒸所述取出的胺吸收剂，以除去残余CO2。
6.权利要求2的方法，其中所述闪蒸在接近真空条件下进行。
7.权利要求1的方法，其中所述CO2捕集过程包括: 使用胺吸收剂洗涤包含CO2的气体流，使得形成富含CO2的胺吸收剂； 通过加热所述富含CO2的胺吸收剂以将CO2与所述胺吸收剂分离，使所述富含CO2的胺吸收剂再生，使得形成贫CO2的胺吸收剂；和 使再生的贫CO2的胺吸收剂再循环至所述洗涤步骤。
8.权利要求7的方法，其中所述取出的含有热稳定胺盐的胺吸收剂为再生的贫CO2的胺吸收剂。
9.权利要求8的方法，其中所述再生的贫CO2的胺吸收剂的温度为至少100°C，例如至少 120。。。
10.权利要求1的方法，其中所述分离步骤包括使来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受电渗析和/或离子交换。
11.权利要求10的方法，其中所述分离步骤包括使来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受电渗析。
12.权利要求10的方法，其中所述分离步骤包括使来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受离子交换。
13.权利要求1的方法，所述方法还包括冷却来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂，然后使其经受所述分离步骤。
14.权利要求13的方法，所述方法还包括使来自所述残余CO2除去步骤的胺吸收剂经受与来自所述分离步骤的胺吸收剂的间接热交换。
15.使用胺吸收剂用于从气体流吸收CO2的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其具有用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的子系统(115)，所述子系统包含: 残余CO2除去单元(117)，其液体连接于并且设置为接受来自所述CO2捕集系统(100)的含有热稳定胺盐的胺吸收剂流，并且操作用于使残余CO2与所述胺吸收剂流分离；和胺回收设备(I 16)，其液体连接于并且设置为接受来自所述残余CO2除去单元(117)的含有热稳定胺盐并且具有降低的CO2浓度的胺吸收剂流，并且操作用于使热稳定胺盐与所述胺吸收剂流分离。
16.权利要求15的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述残余CO2除去单元(117)包含汽提塔和/或闪蒸槽。
17.权利要求16的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述残余CO2除去单元(117)包含汽提塔。
18.权利要求16的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述残余CO2除去单元(117)包含闪蒸槽。
19.权利要求16的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述残余CO2除去单元(117)包含串联布置的汽提塔和闪蒸槽。
20.权利要求15的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，所述系统包含: CO2吸收器(101)，其操作用于使用胺吸收剂洗涤包含CO2的气体流，使得形成富含CO2的胺吸收剂； 再生器(109)，其操作用于通过加热富含CO2的胺吸收剂以将CO2与所述胺吸收剂分离，使富含CO2的胺吸收剂再生，使得形成贫CO2的胺吸收剂。
21.权利要求20的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述残余CO2除去单元(117)液体连接于并且设置为接受来自所述再生器(109)的胺吸收剂流，并且操作用于将残余CO2与所述贫CO2的胺吸收剂分离 。
22.权利要求15的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述胺回收设备(116)包含电渗析单元或离子交换单元。
23.权利要求22的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述胺回收设备(116)包含电渗析单元。
24.权利要求22的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，其中所述胺回收设备(116)包含离子交换单兀。
25.权利要求15的二氧化碳(CO2)捕集系统(100)，所述系统还包含布置在所述残余CO2除去单元(117)与所述回收设备(116)之间的胺吸收剂冷却器(121)，并且操作用于冷却来自所述残余CO2除去单元(117)的胺吸收剂，然后使其进入所述回收设备(116)。
26.权利要求25的二氧化碳(CO2)捕集系统，所述系统还包含间接换热器，其操作用于使来自所述残余CO2除去单元(117)的胺吸收剂经受与来自所述回收设备(116)的胺吸收剂的间接热交换。
【文档编号】B01D53/14GK103476481SQ201280014045
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月13日 优先权日:2011年3月18日
【发明者】N.B.汉达加马, B.巴布劳, F.维特斯, S.A.贝德尔, J.W.莱斯特, R.杜加斯 申请人:阿尔斯通技术有限公司, 陶氏环球技术有限责任公司