本發明專利技術提供了一個氣體加壓的分離系統可以用于從一液體里解吸一產品氣體并產生一含有產品氣體的高壓氣體吹掃產物。本系統包含一個氣體加壓的解吸設備，例如塔器，該設備有至少一股液體和至少一股高壓氣體流入并流向不同的方向，有至少一股液體和至少一股氣體流出，流入的高壓氣體對液體中的產品氣體進行解吸，使該產品氣體進入該高壓氣體從而形成至少一股含有產品氣體的高壓氣體，還有至少兩個或以上的加熱裝置在該塔設備的不同位置對含有不同濃度的產品氣體的液體進行加熱。本發明專利技術還提供了利用上述系統來從混合氣體中分離產品氣體并產生含有產品氣體的高壓氣體產物的過程。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術是關于氣體加壓的分離設備及其應用此類設備的過程。
技術介紹
把二氧化碳從電廠煙道氣里分離出來是整個碳捕集封存(CCS)的過程中成本最高的一步。目前工業化的二氧化碳捕集技術是有機胺吸收法。一個典型的采用吸收/解吸的傳統分離過程如圖I所示。未處理的煙道氣14進入吸收塔12，凈化后的煙道氣16離開吸收塔12。二氧化碳貧液18從頂部進入吸收塔12流向塔底。貧液在吸收塔12內通過和氣體逆流接觸吸收氣相中的絕大部分二氧化碳后成為富液20離開吸收塔12。富液24通過泵22加壓后進入熱交換器26和來自解吸塔30底部的熱貧液36換熱。換熱后的富液28進入解吸塔30由頂部向下流動。富液中的二氧化碳被來自解吸塔30底部的自下而上的水蒸汽解吸。解吸二氧化碳所需要的熱量全部來自水蒸汽。來自鍋爐的水蒸汽48進入再沸器46提供熱量給再沸器46而水蒸汽被冷凝后以冷凝水44流回鍋爐。來自再沸器46的水蒸汽50從解吸塔30的底部進入；來自解吸塔底部的貧液32經泵34加壓后由物流36進入到貧富液熱交換器26。換熱后的二氧化碳貧液38離開貧富液熱交換器26以后繼續被換熱器40冷卻。冷卻后的貧液18進入到吸收塔12的頂部完成一個循環。補充溶劑(有機胺)42可以混入貧液18進入吸收塔12。離開解吸塔30頂部的二氧化碳52進入換熱器56，冷卻后的二氧化碳60去后續壓縮工序。來自換熱器56的冷凝水58由頂部回流到解吸塔30。傳統的吸收/解吸過程很耗能。其所需熱量由以下三部分組成Qtotal ^sens ible~^~Qreacti on~^Qs tripping(I)這里QMac;tim是反應熱(也稱吸收反應熱)也就是在吸收塔內吸收過程中放出的熱。Qsmsible是顯熱，就是把二氧化碳富液從進入到解吸塔的溫度加熱到離開解吸塔貧液溫度所需要的熱。Qstaipping是汽提熱，也就是為了產生和二氧化碳一起離開塔頂的那部分水蒸汽所需要的熱。各部分的熱量大小可以用以下公式計算權利要求1.一個從混合氣體中分離產品氣并且產生一含有產品氣的高壓氣體的過程,該高壓氣體中產品氣體的分壓是混合氣體中產品氣體分壓的10倍以上，該過程包括 (a)將一氣體混合物引入一吸收設備使其與一個或多個液體接觸，吸收其中的產品氣體并產生一股含有產品氣體的富液； (b)將含有產品氣體的富液從至少一個入口引入到氣體加壓的解吸塔用至少一股的加壓吹掃氣體吹掃產品氣到所述加壓氣體中從而產生至少一股貧含產品氣的液體和至少一股含有產品氣體的高壓氣體； (c)從貧液中回收熱量；和 (d)循環至少部分貧液到步驟(a)。2.在權利要求I的過程里，在步驟(a)和步驟(b)之間進一步加上 (i)將在步驟(a)里產生的富液引入到另一個吸收設備使其與至少一部分來自步驟(b)的高壓氣體產物接觸并將產品氣體吸入該富液從而產生更濃的富液；和 ( )隨后將該更濃的富液引人到至少一個閃蒸器去回收部分產品氣，除去部分產品氣的半富液最后進入到前述步驟(b)中的氣體加壓吹掃塔。3.在權利要求2的過程中進一步引入更多的步驟(i)和步驟(b)，其中這些步驟(i)和步驟(b)各自按順序排列，而在最后一個步驟(i)和第一個步驟(b)之間引入步驟(ii)。4.在權利要求I的過程里，將來自步驟(b)的加壓氣體吹掃產物進一步用一個或多個分離方法分離所需產品氣體。5.在權利要求4的過程里，所述的一個或多個分離方法由冷凝，深度冷凝，精餾，吸收，和/或者吸附等方法組成可以是平行或者先后的組合。6.在權利要求4的過程里進一步加入 (b’ )將來自前述步驟(b)的加壓氣體吹掃產物引入到另外一個吸收塔和不同于步驟(a)的吸收液進行接觸以吸收加壓吹掃氣體產物中的產品氣體并產生一個富含產品氣的富液；和 (b”)將該富液引入到一個或多個的閃蒸器以回收在該富液內的產品氣體。7.在權利要求6的過程里進一步，其中的氣體混合物為來自燃燒設備中含碳燃料的燃燒后尾氣。8.在權利要求I的過程里的產品氣體為二氧化碳。9.在權利要求I的過程里的加壓吹掃氣體是單組分純氣體。10.在權利要求I的過程里的加壓吹掃氣體是多組分的混合氣體。11.在權利要求I的過程里的加壓吹掃氣體中含有一定的二氧化碳。12.在權利要求I的過程里的加壓吹掃氣體是氮氣。13.在權利要求I的過程里用于步驟(b)的氣體加壓吹掃塔為如下組成 (i)一個氣體加壓的解吸設備，該設備有至少一股液體和至少一股高壓氣體流入并流向不同的方向；有至少一股液體和至少一股氣體流出，流入的高壓氣體對液體中的產品氣體進行解吸，使該產品氣體進入該高壓氣體從而形成至少一股含有產品氣體的高壓吹掃氣體產物；和 ( )加熱設備用以獨立控制解吸設備內的溫度分布，至少需要兩個或以上的加熱裝置在該設備的不同位置(不同位置的液體含有不同濃度的產品氣體)的對液體進行加熱。14.一個氣體加壓的分離系統用以從一液體里解吸一產品氣體并產生一含有產品氣的高壓氣體，該系統包含 (a)一個氣體加壓的解吸設備，該設備有至少一股液體和一股或多股高壓氣體流入并流向不同的方向；流入的高壓氣體對液體中的產品氣體進行解吸，使該產品氣體進入該高壓氣體從而形成至少一股含有產品氣體的高壓氣體吹掃產物；和 (b)一加熱設備用以獨立控制設備內的溫度分布。15.在權利要求14的分離系統里其加熱設備在氣體加壓吹掃塔的兩個或多個地方進行供熱而且該加熱點相互連接。16.在權利要求14的分離系統里其加熱設備在氣體加壓吹掃塔的兩個或多個地方進行供熱，但這些加熱點相互分開。17.在權利要求14的分離系統里其加熱設備在氣體加壓吹掃塔的兩個或多個地方進行供熱，這些加熱設備位于塔的內部。18.在權利要求14的分離系統里其加熱設備在氣體加壓吹掃塔的兩個或多個地方進行供熱，這些加熱設備位于塔的外部。19.在權利要求14的分離系統里，其引入的加壓吹掃氣體在10個大氣壓以上。20.一個控制氣體加壓吹掃塔的溫度的方法，該氣體加壓解吸系統旨在用加壓氣體吹掃一液體中的產品氣體并且產生一個含有產品氣體的高壓氣體吹掃產物，該方法包括 (a)一個氣體加壓的解吸設備，該設備有至少一股液體和一股或多股高壓氣體流入并流向不同的方向；流入的高壓氣體對液體中的產品氣體進行解吸，使該產品氣體進入該高壓氣體從而形成至少一股含有產品氣體的高壓氣體吹掃產物；和 (b)至少兩個或多個的加熱設備在塔的不同位置提供熱零用以獨立控制設備內的溫度分布。全文摘要本專利技術提供了一個氣體加壓的分離系統可以用于從一液體里解吸一產品氣體并產生一含有產品氣體的高壓氣體吹掃產物。本系統包含一個氣體加壓的解吸設備，例如塔器，該設備有至少一股液體和至少一股高壓氣體流入并流向不同的方向，有至少一股液體和至少一股氣體流出，流入的高壓氣體對液體中的產品氣體進行解吸，使該產品氣體進入該高壓氣體從而形成至少一股含有產品氣體的高壓氣體，還有至少兩個或以上的加熱裝置在該塔設備的不同位置對含有不同濃度的產品氣體的液體進行加熱。本專利技術還提供了利用上述系統來從混合氣體中分離產品氣體并產生含有產品氣體的高壓氣體產物的過程。文檔編號B01D19/00GK102985161SQ201180034064 公開日2013年3月20日 申請日期2011年本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳孝國，潘子江，
申請(專利權)人：美國碳捕集與利用技術開發公司，
類型：
國別省市：
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