PDF《B01D 53/14 (2006.01)》

[19]中华人民共和国国家知识产权局 [12]发明专利申请公布说明书 [11]公开号 CN 1887405A [43]公开日 2007年1月3日[21]申请号 200510021158.

8 [22]申请日 2005.06.27 [21]申请号 200510021158.8 [71]申请人 成都华西化工研究所 地址 610031四川省成都市马家花园路2号通锦 大厦十楼 [72]发明人 肖九高 王俊昌 汪志和 曾轲 [51]Int.CI. B01D 53/14 (2006.01) B01D 53/62 (2006.01) 权利要求书

2 页 说明书

5 页 附图

2 页[54]发明名称 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法 [57]摘要 本发明提供了一种从烟道气中脱除和回收二氧 化碳的方法:烟气经水洗塔除尘降温,进入吸收塔, 吸收剂与烟气在吸收塔内逆流接触,吸收烟气中CO

2 ,吸收CO2 后的吸收剂(富液)进入闪蒸塔或汽提塔, 分离富液中的杂质(O2 、SO2 、NOx、CO等),然后, 富液经换热器后进再生塔,在再生塔顶得到高纯度 的CO2 ,吸收剂在再生塔底获得再生,再生后的吸 收剂(贫液)经换热后去吸收塔循环使用. 200510021158.8 权利要求书第1/2页21.一种从烟道气中脱除和回收C O

2 的方法.其特征在于:(1)烟道气通过水洗塔除尘、降温;

(2)在吸收塔内,烟气与吸收剂(至少含有一种醇胺类物质的水溶 液)逆流接触,吸收烟气中CO2;

(3)吸收CO2后的吸收剂称为富液,富液由吸收塔底引出,去杂质分 离器除去富液中大部分O

2、SO

2、NOx、CO等杂质;

(4)富液与再生后的吸收剂(贫液)在贫富液换热器中加热后进入 再生塔顶部,在再生塔顶得到高纯度的CO2,在再生塔底部得到贫液. (5)贫液由再生塔底引出,进贫富液换热器、贫液冷却器后,进吸 吸收塔上部循环使用. 2.根据权利要求1所述,在杂质分离器中,采用气提的方法使富液除 去O

2、SO

2、NOx、CO等杂质. 3.根据权利要求1所述,在杂质分离器中,采用抽真空的方法除去 O

2、SO

2、NOx、CO等杂质. 4.根据权利要求

1、2所述,在杂质分离器中富液与引入的气体逆流接 触,从而除去富液中吸收的O

2、SO

2、NOx、CO等杂质.5.根据权利要求

1、3所述,采用喷射器抽真空. 6.根据权利要求

1、

2、4所述,引入杂质分离器中的气体是N2 . 7.根据权利要求

1、

3、5所述,喷射器的动力是水或其它带压流体. 8.根据权利要求

1、

2、4所述,引入杂质分离器中的气体是再生塔顶 含水蒸气的CO2气体. 9.根据权利要求

1、

3、5所述,喷射器的动力是CO2冷凝器中分离出 200510021158.8 权利要求书第2/2页3的水,它通过回流泵加压后送至喷射器作为动力. 10.根据权利要求8所述,引入杂质分离器中的气体是再生塔顶含水 蒸气的CO2 气体,在气提O2 、SO2 、NOx、CO等杂质的同时,回收该气 体中的热量. 200510021158.8 说明书第1/5页4从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法 技术领域: 本发明涉及到一种从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的方法. 背景技术: 锅炉、燃气轮机、石灰窑的烟道气中含有大量CO2 ,CO2 是一种温 室效应气体,其用途很广泛,如用于食品保鲜、膨化烟丝、生产甲醇 和尿素等,因而,迫切需要开发从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的 新工艺、新方法.目前,工业上通常采用醇胺法脱除和回收CO2 . 烟道气中含有的O2 、SO2 、NOx、CO等杂质,这些杂质会与吸收剂 中的醇胺组分发生不可逆反应,使醇胺的消耗增加,同时增加了吸收 剂对设备的腐蚀.现有的解决这一问题的主要方法是在吸收液中加入 抗氧剂、缓蚀剂等,减轻醇胺的降解及吸收剂对碳钢的腐蚀.这种方 法虽然有一定的效果,但从工业应用的情况看,存在吸收剂剂消耗高、 设备腐蚀等缺点,特别是在烟道气中O2 等杂质含量较高的情况下更是 如此. 本发明的目的是提供一种从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的 方法,本发明对烟气中杂质含量适应性强,且生产出的CO2 纯度高,操 作简便、经济. 发明内容: 本发明涉及一种从烟道气中脱除和回收CO2 的方法.其特征在 于:(1) 烟道气通过水洗塔除尘、降温;

(2) 在吸收塔内,烟气与吸 收剂( 至少含有一种醇胺类物质的水溶液) 逆流接触,吸收烟气中 200510021158.8 说明书第2/5页5CO2 ;

(3)吸收CO2 后的吸收剂称为富液,富液由吸收塔底引出,去杂 质分离器除去富液中大部分O2 、SO2 、NOx、CO等杂质;

(4)富液与再 生后的吸收剂( 贫液) 在贫富液换热器中加热后进入再生塔顶部;

在 再生塔顶得到高纯度的CO2 ,在再生塔底部得到贫液.(5) 贫液由吸 收塔底引出,进贫富液换热器、贫液冷却器后,进吸收塔上部循环使 用. 本发明的一个重要组成部分是在流程中设置了杂质分离器,用 于除去富液中O2 、SO2 、NOx、CO等杂质;

除去这些杂质的一种方案是 采用气提的方法,即在杂质分离器中让富液与引入的气体逆流接触, 从而除去富液中的O2 、SO2 、NOx、CO等杂质.引入杂质分离中的气体 是N2或是再生塔顶含水蒸气的CO2气体. 本发明除去富液中O2 、SO2 、NOx、CO等杂质另一方案是在杂质分 离器中,采用抽真空的方法除去O2 、SO2 、NOx、CO等杂质;

推荐采用 喷射器抽真空,喷射器的动力是水或是其它带压流体,本发明推荐采 用CO2 冷凝器中分离出的冷凝液,冷凝液经回流泵加压后送至喷射器 作为动力. 图1是本发明的一个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气提 塔.采用2.5 ~100 %的再生塔顶部含水蒸气的CO2 气体作气提气. 图2是本发明的第二个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气 提塔.采用N2作气提气. 图3是本发明的第三个实施方案示意图,其中杂质分离器包括闪 蒸塔和喷射器. 图4是常规技术的工艺流程示意图. 200510021158.8 说明书第3/5页6下面结合图1详细描述本发明的内容.100~190℃的烟道气,进 入水洗塔(1)下部,与从塔上部喷淋的凉水接触,降温至40~55℃, 从塔顶部引出,经风机(2) 增压后进入吸收塔(3) 下部,在吸收塔 内与从吸收塔上部进入的醇胺溶液逆流接触,烟气中的CO2 被吸收. 未被吸收的气体在吸收塔上部用洗涤水洗涤,回收其中夹带的溶剂 后,由塔顶直接放空. 吸收CO2 后的溶液称为富液,从吸收塔塔底引入杂质分离器(A) 上部.再生塔顶部含大量水蒸气的CO2 气体由杂质分离器(A) 下部引 入,两股物料逆流接触,回收热量并将富液中吸收的O2 、SO2 、NOx、 CO 等杂质解吸出来.引入杂质分离器中的气体量占再生塔顶气体总 量的2 .

5 ~1

0 0 % , 具体比例主要由烟道气中杂质含量决定.富液脱除杂质后由富液泵(4) 抽出,加压后进入贫富液换热器 (5),与从再生塔(6)底流出的温度约100~115℃的贫液换热至95~

100 ℃,经再生塔上部进入再生塔(6) .在再生塔内,富液被上升的 蒸汽气提,并经过再生塔底的煮沸器(7) 加热,解析出CO2 .解析出 的CO2 随同大量的水蒸汽由再生塔塔顶引出,部分或全部进入杂质分 离器(A). 杂质分离器(A) 顶部引出的气体与再生气混合进入CO2 冷却器 (8) 冷却至40 ℃,然后去分离器(9) .分离出水分后的CO2 气体去 其它工序.冷凝液由回流泵(12) 送回再生塔以维持系统水平衡. 再生塔(6) 底部设再沸器(7) ,采用蒸汽或其它热量对塔底溶 液间接加热,以保证塔底温度在100~115℃左右. 由再生塔底部引出的贫液经贫富液换热器(5) 换热降温,然后 200510021158.8 说明书第4/5页7由贫液泵(10) 升压,经贫液冷却器(11) 进一步降温至约35 ~45 ℃后,送入吸收塔(3)上部重新吸收CO2. 从再生塔引出一部分贫液进回收设备(13) ,对吸收剂进行净化 处理. 图2是本发明的第二个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气 提塔(A) .其工艺流程与图1 基本相同,不同之处在于本方案采用 N2作气提气. 图3是本发明的第三个实施方案示意图,其中杂质分离器包括闪 蒸塔(B)和喷射器(C).喷射器的动力由回流泵(12)提供.具体实施方式: 下面结合实例对本发明进行进一步的说明. 实施例1: 气源为某厂石灰窑烟道气,其组成如下: 在相同操作条件,分别采用图1 和图4 所示的工艺流程进行对比 实验.实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低80%, 吸收液对碳钢腐蚀速率降低90%. 实施例2: 组分 含量 CO2 CO SO2 NOx N2 O2 15~18%(V) 600~11000mg/Nm3 30~800mg/Nm3 300~700mg/Nm3 72~75%(V) ~10.0%(V) 200510021158.8 说明书第5/5页8气源与实施例1相同. 在相同操作条件,分别采用图2 和图4 所示的工艺流程进行对比 实验.实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低80%, 吸收液对碳钢腐蚀速率减少90%,产品CO2 气中CO、SO2 、NOx、O2 的 总含量降低83%. 实施例3 气源为某厂一段转化炉烟道气,其组成如下: 在相同操作条件,分别采用图3 和图4 所示的工艺流程进行对比 实验.实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低78%, 吸收液对碳钢腐蚀速率减少85%. 组分 O2 N2 CO2 Ar SO2 NOX H2 O 合计 含量V% 2.24 70.26 8.58 0.83 0.967mg/Nm3 120mg/Nm3 18.08 100.0 200510021158.8 说明书附图第1/2页9图1 图2 200510021158.8 说明书附图第2/2页10 图3 图4