專利名稱：用于除去酸性氣體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從氣流中除去酸性氣體，例如但絕不限于二氧化碳、含硫化合物和含氮化合物的方法和設(shè)備。氣流可以是任何氣流，如燃煤發(fā)電站的煙道氣。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的150年中，大氣中二氧化碳的濃度已從280每百萬(wàn)份升高至370每百萬(wàn)份。較高的濃度主要是大量使用礦物燃料(特別是用于發(fā)電和運(yùn)輸)所致。然而，通過(guò)替代性可再生能源來(lái)滿足所有能源需求的快速轉(zhuǎn)變對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)非常昂貴，破壞經(jīng)濟(jì)，并且在目前的技術(shù)水平上不切實(shí)際。需要減少二氧化碳排放以穩(wěn)定、且從長(zhǎng)遠(yuǎn)看降低大氣中二氧化碳的濃度。用于顯著降低大型二氧化碳排放工廠(如燃煤發(fā)電站、水泥廠、廢氣處理設(shè)施和煉鐵廠)排放的有 前景技術(shù)包括從工藝物料流中分離二氧化碳，然后采用防止二氧化碳釋放到大氣的方式儲(chǔ)存或使用分離的二氧化碳。目前用于從氣流分離二氧化碳的技術(shù)包括用于吸收二氧化碳的物理溶劑(如甲醇)和化學(xué)溶劑(如單乙醇胺MEA)；用于從氣體中分離二氧化碳的各種不同類型的膜；將二氧化碳吸附到沸石和其他固體；低溫分離。這些技術(shù)各有一定優(yōu)或缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是提供從氣流，包括但絕不限于煙道氣流中分離二氧化碳的替代方法。
發(fā)明概要方法本發(fā)明涉及從氣流中除去酸性氣體的方法，該方法包括以下步驟a)將氣流與含有堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液流相接觸，以吸收包含二氧化碳以及含硫化合物或含氮化合物之一或二者的酸性氣體，從而形成包含堿金屬碳酸氫鹽和含硫和/或含氮化合物的負(fù)載溶劑流以及酸性氣體貧乏的第二氣流；b)處理所述負(fù)載流，以便再生堿金屬碳酸氫鹽，形成i)含有堿金屬碳酸鹽的再生流和ii)富含二氧化碳的氣流；c)由i)所述負(fù)載流或ii)所述再生流或它們的組合形成溶液中包含硫和/或氮化合物的中間流；d)從中間流回收含硫或含氮化合物之一或二者以形成貧流，和e)回收堿金屬碳酸鹽的再生流和貧流，以便在步驟a)的溶劑溶液中重新使用。應(yīng)理解，可以使用或不使用促進(jìn)劑、活化劑或催化劑實(shí)施該方法，這些促進(jìn)劑、活化劑或催化劑增強(qiáng)包括二氧化碳的酸性氣體吸收入溶劑溶液和/或堿金屬碳酸氫鹽的再生。在整個(gè)說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“酸性氣體”包括可以作為酸，并可以，例如提供質(zhì)子或可被還原的任何氣體。酸性氣體的例子包括二氧化碳、亞硫酸氫鹽、硫化氫、任何含硫或含氮化合物，如SOx和NOx，其中“X”具有任何值，優(yōu)選最高為4的任何值，包括小于I的值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一在于新工廠無(wú)需從酸性氣體中專用分離含硫化合物或含氮化合物的常規(guī)純化技術(shù)，如煙道氣脫硫(FGD)和脫NOx方法，或至少在現(xiàn)有的工廠不需要進(jìn)行升級(jí)。此外，現(xiàn)有工廠的專用分離技術(shù)很可能成為多余且被廢棄。在一實(shí)施方式中，步驟e)包括回收步驟d)中形成的貧流，以便重新用在步驟a)的溶劑溶液中。在一實(shí)施方式中，步驟b)包括加熱堿金屬碳酸氫鹽以便再生成堿金屬碳酸鹽。在一實(shí)施方式中，步驟b)包括從溶解的堿金屬碳酸氫鹽揮發(fā)二氧化碳來(lái)再生堿金屬碳酸氫鹽以形成溶解的堿金屬碳酸鹽?？蓪?shí)施本實(shí)施方式，而無(wú)需先沉淀堿金屬碳酸氫 鹽，然后再生為堿金屬碳酸鹽。在這種情況下，根據(jù)步驟C)，通過(guò)利用包含溶解的含硫和含氮化合物的再生堿金屬碳酸鹽，由負(fù)載流形成中間流。此外，在再生前不通過(guò)冷卻負(fù)載流可避免或盡可能不用沉淀碳酸氫鹽。在備選的實(shí)施方式中，方法包括通過(guò)從負(fù)載流沉淀包含堿金屬碳酸氫鹽的沉淀物形成漿液和(溶液中)具有含硫或含氮化合物之一或二者的液相。堿金屬碳酸氫鹽沉淀的實(shí)施，可以調(diào)節(jié)或不調(diào)節(jié)負(fù)載流。調(diào)節(jié)可以，例如，包括在冷卻器中冷卻溶劑溶液，和/或添加沉淀晶體。在一實(shí)施方式中，所述方法包括將熱量從再生流傳遞至負(fù)載流，以便加熱步驟b)處理的負(fù)載流，并在重新用作步驟a)的溶劑溶液之前冷卻中間流。操作該方法使得步驟a)期間碳酸鹽到碳酸氫鹽的實(shí)際轉(zhuǎn)換將是任何轉(zhuǎn)換，即，負(fù)載最高達(dá)100%。轉(zhuǎn)換將取決于為給定的進(jìn)氣流設(shè)計(jì)吸收器所用的參數(shù)范圍，如組成、流量、溶劑濃度、溫度和操作壓力。在一實(shí)施方式中，步驟a)期間堿金屬碳酸氫鹽的沉淀至少發(fā)生到一定程度。例如根據(jù)步驟a)，在溶劑溶液和氣流接觸的接觸器中，堿金屬碳酸氫鹽可以沉淀到一定程度。在一實(shí)施方式中，在接觸步驟a)期間完成堿金屬碳酸氫鹽的沉淀。換言之，堿金屬碳酸氫鹽的沉淀在發(fā)生步驟a)的接觸器中完成。在一實(shí)施方式中，堿金屬碳酸氫鹽的沉淀與步驟a)期間發(fā)生的吸收分別進(jìn)行或在其后進(jìn)行。例如，沉淀可能完全在發(fā)生步驟a)的接觸器之外發(fā)生。在堿金屬碳酸氫鹽發(fā)生至少部分沉淀(或在步驟a)期間或在步驟a)后)的情況下，在步驟b)的再生之前，可以從或不從獲得的漿液中分離沉淀物。在一實(shí)施方式中，將沉淀物與漿液中碳酸氫鹽貧乏的液相分離，將沉淀物加入再生器以便根據(jù)步驟b)再生。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解雖然沉淀物與液相分離，但可以是濕的或包含夾帶的溶劑溶液。在這種情況下，根據(jù)步驟C)，可通過(guò)混合液相與再生的堿金屬碳酸鹽來(lái)形成中間流。在一實(shí)施方式中，在兩個(gè)或更多的接觸器階段進(jìn)行步驟a)，方法包括將溶劑溶液流拆分成多個(gè)溶劑子流；將溶劑子流供應(yīng)給各接觸器階段；通過(guò)接觸器階段連續(xù)輸送氣流。換言之，氣流連續(xù)通過(guò)接觸器階段輸送，溶劑子流平行加入接觸器階段。在一實(shí)施方式中，在接觸器階段，溶劑子流和氣流可以是逆流、并流或它們的混合方式。
溶劑溶液對(duì)酸性氣體的吸收率隨著溶劑溶液的溫度升高而增加。然而，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在單一容器中實(shí)施步驟a)而未作仔細(xì)溫控時(shí)，酸性氣體的吸收熱，特別是二氧化碳的吸收熱和碳酸氫鹽的沉淀熱使溫度升高，這種溫度升高因溫度驅(qū)動(dòng)的傳質(zhì)效應(yīng)而不利地影響酸性氣體的吸收量。如所描述的，多個(gè)接觸器的使用提供了一種實(shí)用的方式，從而能提供步驟(a)所需的中間冷卻和步驟(a)_ (e)的一般應(yīng)用，包括固體分離。優(yōu)選在多個(gè)接觸器階段實(shí)施步驟a)的意義在于許多工藝和經(jīng)濟(jì)上的考慮，包括·氣流流速和它的酸性氣體組成，包括二氧化碳、硫和/或氮化合物；·需要從氣流回收酸性氣體；和·接觸器階段的大小，配套設(shè)施及設(shè)備，及其相關(guān)成本和運(yùn)營(yíng)成本。在一實(shí)施方式中，在最多5個(gè)接觸器階段實(shí)施步驟a)，較佳地，在2、3、4或5個(gè)接觸器階段實(shí)施步驟a)。溶劑溶液流分成相應(yīng)數(shù)目的溶劑子流。在一實(shí)施方式中，方法包括實(shí)施步驟a)，使得溶劑溶液流或子流的溫度小于或等于子流中二氧化碳的分壓小于氣流中二氧化碳的分壓時(shí)的溫度。換言之，實(shí)施步驟a)以保持吸收二氧化碳和/或其它酸性氣體的驅(qū)動(dòng)力。我們已經(jīng)意識(shí)到，各自添加新鮮溶劑溶液的子流的多個(gè)接觸器階段是優(yōu)選的。方法可以包括從至少一個(gè)接觸器階段排出側(cè)流；冷卻側(cè)流；和將冷卻的側(cè)流返回到相同的接觸器階段。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沒(méi)有或少量的碳酸氫鹽沉淀在接觸器階段的情況 下，冷卻側(cè)流的特征更實(shí)際。在一實(shí)施方式中，方法包括在一個(gè)或多個(gè)接觸器階段，優(yōu)選各接觸階段負(fù)載子流形成漿液流，所述漿液包括堿金屬碳酸氫鹽固相和液相。液相可以(在溶液中)具有含硫化合物或含氮化合物之一或二者。在一實(shí)施方式中，方法包括從各接觸器階段排出的負(fù)載子流沉淀堿金屬碳酸氫鹽。沉淀堿金屬碳酸氫鹽的步驟可以包括在專用的冷卻器中冷卻各子流和/或添加結(jié)晶劑。在該實(shí)施方式中，在分離器中分離各負(fù)載子流的液相與沉淀物。較佳地，各個(gè)負(fù)載子流的沉淀物在各子流的專用分離器中分離。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)依據(jù)具體子流分離沉淀物的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)計(jì)可以得到較高的酸性氣體分離效率以及導(dǎo)致沉淀劑物中夾帶到再生器的液相較少，從而降低再生器的能源使用。兩個(gè)或更多接觸器階段的子流以及可能的接觸器階段的各子流可以混合在一起以形成混合負(fù)載流。沉淀物可以通過(guò)冷卻和/或加入結(jié)晶劑從混合負(fù)載流進(jìn)一步結(jié)晶，形成混合的沉淀物和液相。然后，可分離沉淀物。方法包括促進(jìn)劑、活化劑或催化劑的情況存在很多實(shí)例。當(dāng)促進(jìn)劑對(duì)降解是熱敏感的且在液體溶劑中全部或?qū)嵸|(zhì)上可溶時(shí)，優(yōu)選形成沉淀物和從液相分離沉淀物以便將沉淀物加入再生器。該實(shí)施方式避免在步驟b)的沉淀物再生期間促進(jìn)劑、活化劑或催化劑溶于溶劑溶液的可能性和沉淀物潛在的分解。如上文提到的，沉淀物可能包含在沉淀物分解期間暴露于分解的夾帶的液相。相反，在方法不包括使用溶于溶劑溶液的促進(jìn)劑、活化劑或催化劑，或促進(jìn)劑對(duì)熱降解較不敏感或易于與固體碳酸氫鹽共沉淀的情況下，方法具有不需要從液相分離沉淀物以利于沉淀物再生的優(yōu)勢(shì)。因此，在另一實(shí)施方式中，根據(jù)步驟b)，沉淀物以漿液形式或濃縮的漿液形式保留，將漿液加入再生器，在該再生器中堿金屬碳酸氫鹽再生為堿金屬碳酸鹽。如所指出的，當(dāng)不用促進(jìn)劑、活化劑或催化劑實(shí)施該方法時(shí)，該實(shí)施方式特別有利。然而，如果用促進(jìn)劑、活化劑或催化劑實(shí)施該方法，優(yōu)選對(duì)溫度降解較不敏感的那個(gè)。是否決定包含漿料分離裝置取決于一些設(shè)計(jì)因素，包括但不限于·是否使用促進(jìn)劑；·使用的促進(jìn)劑； 促進(jìn)劑的物理特性；和·如此做在酸性氣體吸收特性和再生能源使用上的分離益處。通過(guò)加熱將堿金屬碳酸氫轉(zhuǎn)換為堿金屬碳酸鹽并形成富含二氧化碳的氣流可將沉淀物再生?？梢允褂萌魏螣嵩磳?shí)施該再生步驟。例如，熱源可以是燃煤發(fā)電站的余熱，在·該實(shí)施例中，熱源可以是從發(fā)電渦輪機(jī)或鍋爐房的各階段回收的蒸汽。然而，為了不中斷發(fā)電廠的正常和最佳工作程序，優(yōu)選利用輔助熱源加熱和再生碳酸氫鹽。例如，輔助熱源可以包括礦物燃料的燃燒，在這種情況下，由輔助熱源產(chǎn)生的任何煙道氣可以回收以形成步驟
a)中與溶劑接觸的部分氣流。在本發(fā)明中該特征對(duì)于溶劑是特別相關(guān)且重要的，因碳酸鹽溶劑的低揮發(fā)性消除對(duì)于可能影響所考慮備選溶劑的溫度的潛在限制。在沒(méi)有使用促進(jìn)劑或催化劑的實(shí)施方式中，或?qū)τ跓峤到獠幻舾械哪切?，這是特別相關(guān)的，因?yàn)檫@些化合物通常是熱敏感的，可以在高溫分解產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)物。應(yīng)用創(chuàng)新的熱集成技術(shù)可以限制外部加熱的要求，但能夠提供所需的額外熱量，因此這種技術(shù)大大提高所有應(yīng)用(特別是改造)中捕獲過(guò)程的吸引力。在這種情況下，可以更高熱效率地應(yīng)用額外的熱源，而不從動(dòng)力循環(huán)中獲得(熱量)能夠完全限制有效寄生功率(parasitic power)。寄生功率損失對(duì)該種捕集工廠(capture plant)的應(yīng)用是主要的不利因素，此特征將通過(guò)消除產(chǎn)生的電流損失來(lái)有效降低發(fā)電廠的低放電費(fèi)用。該特征可以應(yīng)用到任何電廠，為改造和新建設(shè)施提供更大的靈活性。方法還可以包括在步驟b)再生之前，i)以漿液形式或者ii)當(dāng)從漿液中分離后以固體形式存儲(chǔ)碳酸氫鹽沉淀物。當(dāng)碳酸氫鹽沉淀物從漿液中以固體形式分離時(shí)，優(yōu)選將沉淀物存儲(chǔ)在料堆中。或者，可將漿液或負(fù)載溶液存儲(chǔ)在池中。方法還可以包括使用電站余熱再生所存儲(chǔ)的碳酸氫鹽。例如，發(fā)電廠的電能需要在一天中顯著波動(dòng)是常見(jiàn)的，當(dāng)電能需要達(dá)到峰值或在發(fā)電站的最大發(fā)電量的范圍內(nèi)時(shí)，該方法可以包括存儲(chǔ)碳酸氫鹽，較佳地以沉淀物的形式存儲(chǔ)碳酸氫鹽，而不是在此時(shí)根據(jù)步驟b)再生碳酸氫鹽。相反地，當(dāng)能源需要達(dá)到低谷或發(fā)電廠有可用的剩余熱能時(shí)，該方法宜包括利用發(fā)電廠的余熱根據(jù)步驟
b)再生存儲(chǔ)的碳酸氫鹽。此外，當(dāng)有剩余熱能可用時(shí)，步驟b)當(dāng)然也可以包括再生未儲(chǔ)存以及例如近期由步驟a)形成的碳酸氫鹽。雖然已經(jīng)描述了存儲(chǔ)負(fù)載溶劑的概念，但該特征的優(yōu)勢(shì)在于以固體存儲(chǔ)時(shí)，體積顯著降低10倍多。這大大提高該特征的吸引力。部分再生流可以與液相(與沉淀物分離)混合與以形成包括含硫化合物或含氮化合物的中間流。在一實(shí)施方式中，步驟d)包括通過(guò)調(diào)整液相的氧化勢(shì)(oxidation potential)來(lái)調(diào)節(jié)中間流，從而將硫化合物氧化成硫酸鹽(酯)。在一實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)中間流包括將氧化劑加入液相。較佳地，氧化劑可以是下組中任何一個(gè)或組合氧、含氧氣體(如空氣)、臭氧或過(guò)氧化氫。在一實(shí)施方式中，根據(jù)步驟d)調(diào)節(jié)中間流包括冷卻中間流，以便沉淀含硫酸鹽(酯)化合物。雖然可能調(diào)節(jié)中間流的任何部分以便沉淀含硫化合物，但在一實(shí)施方式中，在步驟d)調(diào)節(jié)最高20重量％的中間流，較佳地在步驟d)調(diào)節(jié)最高10重量％的中間流，更佳地，在步驟d)調(diào)節(jié)僅最高5重量％的中間流。沒(méi)有根據(jù)步驟d)調(diào)節(jié)的中間流的剩余部分可以視需要作純化或處理，或任選地，加入吸收器與溶劑溶液合并。在一實(shí)施方式中，步驟d)可以包括選擇性沉淀含硫化合物，同時(shí)基本上在溶液中保留含氮化合物。在氣流包括NOx或其他含氮化合物的情況下，步驟d)回收的特征在于從中間流沉淀含氮化合物。在一實(shí)施方式中，進(jìn)行步驟d)以便選擇性或共同沉淀含氮化合物和含硫化合物。在含氮化合物保留溶液中的情況下，該方法可以包括為從過(guò)程中清除溶解于溶劑溶液中的含氮化合物，視需要連續(xù)或不連續(xù)地抽出側(cè)流。在一實(shí)施方式中，步驟d)包括使用任何合適的技術(shù)從中間流回收含硫化合物和含氮化合物。例如，除了上述沉淀技術(shù)，可能通過(guò)離子交換(包括使用離子交換樹(shù)脂)從溶液中分離和/或共同吸附含硫化合物和含氮化合物。換言之，步驟d)可以包括通過(guò)沉淀含硫化合物或含氮化合物之一或它們的組合來(lái)回收它們。含硫化合物和含氮化合物的沉淀可以單獨(dú)或組合進(jìn)行。步驟d)還可以包括例如通過(guò)離子交換吸附含硫化合物或含氮化合物之一或它們的組合來(lái)回收它們。含硫化合物或含氮化合物的吸附可以各自單獨(dú)或組合進(jìn)行。此外，步驟d )可以包括通過(guò)沉淀回收含硫化合物或含氮化合物中的任一個(gè)，而通過(guò)吸附技術(shù)回收另一個(gè)。除了上述情況外，該方法可以包括利用步驟d)回收的含硫化合物和/或含氮化合物)產(chǎn)生有價(jià)值的產(chǎn)品，例如農(nóng)業(yè)肥料。在一實(shí)施方式中，該方法的特征在于未在該方法的接觸步驟或任何其他的步驟中加入促進(jìn)劑、活化劑或催化劑的情況下實(shí)施該方法。術(shù)語(yǔ)“促進(jìn)劑、活化劑或催化劑”是指能夠提高液體溶劑對(duì)酸性氣體吸附率或提高碳酸氫鹽到碳酸鹽的再生率的任何物質(zhì)。根據(jù)具體情況，可視需要包括或排除的促進(jìn)劑、活化劑或催化劑的實(shí)例，可以包含胺和氨基酸，或它們的混合物。適用于提高至少二氧化碳吸收率的促進(jìn)劑或催化劑的具體例子包括哌嗪、哌嗪、N-2-羥乙基哌嗪、N-(羥丙基)哌嗪二乙醇三胺(DETA)、2- ((2-氨基乙基)氨基)乙醇(AEEA)、單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基氨基丙胺(MAPA)、3-氨基丙醇(AP)、2，2-二甲基-1，3-丙二胺(DMPDA)、3-氨基-I-環(huán)已基氨基丙烷(ACHP)、二甘醇胺(DGA)、2-氨基-2-甲基丙醇(AMP)、I-氨基-2-丙醇(MIPA)、2-甲基-甲醇胺(MMEA)、哌啶(PE)或它們的混合物。或者，可通過(guò)添加已知的催化二氧化碳水合反應(yīng)的物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)速率促進(jìn)作用。這些實(shí)例為亞砷酸鹽，次氯酸鹽，亞硫酸鹽或碳酸酐酶。促進(jìn)劑或催化劑還可以選自下組甘氨酸、肌氨酸、丙氨酸、N-仲丁基甘氨酸和哌啶酸。對(duì)溫度更加穩(wěn)定和不易溫度降解的促進(jìn)劑、活化劑或催化劑的實(shí)例是硼酸或硼酸鹽。
在一實(shí)施方式中，接觸氣流的溶劑溶液的堿金屬碳酸鹽濃度大于或等于30重量％，較佳地濃度范圍從30重量％至60重量％，更佳地濃度范圍從35重量％至50重量％，甚至更佳地濃度為50重量％。堿金屬碳酸鹽的堿金屬可以是任何形式，包括鈉，鉀，鋰等。堿金屬碳酸鹽的任何損失可以在過(guò)程中補(bǔ)充。在堿金屬包括鉀的情況下，可以在過(guò)程中連續(xù)或分階段加入碳酸鉀和/或氫氧化鉀?？梢栽谶^(guò)程中任何步驟加入額外的鉀，較佳地，在提高操作性的步驟，特別在提高碳酸氫鹽或硫中任一種或二者的沉淀的步驟中。例如，可以在硫和氮沉淀/移出步驟補(bǔ)充。在一實(shí)施方式中，在負(fù)載流或在沉淀固體中二氧化碳的總負(fù)載達(dá)O. 75。較佳地，液流(即，與碳酸氫鹽流分離的液流)中二氧化碳的總負(fù)載為O. 30到O. 70，更佳地，液流中二氧化碳的總負(fù)載為O. 30至O. 68。燃燒后(post combustion)或其它低壓氣流 發(fā)生步驟a)的一個(gè)或多個(gè)接觸器階段可以在最大程度提高吸收的任何溫度下進(jìn)行。在氣流是燃燒后氣流(如源自發(fā)電站的低壓煙道氣)的情況下，氣流可以在高溫下，但是可能從50至80°C，接觸器以及進(jìn)行步驟a)的溫度曲線范圍從40到95°C。這方面所提供的好處是，非揮發(fā)性和熱穩(wěn)定的溶劑不約束氣流進(jìn)料溫度，從而對(duì)方法設(shè)計(jì)者的約束較少。加入一個(gè)或多個(gè)接觸器階段的溶劑溶液流和溶劑子流的溫度為40到90°C，較佳地，為50到60。。。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以在任何壓力下進(jìn)行步驟a)，包括絕對(duì)壓力為100至1000千帕(KPa)、100至500千帕、100至300千帕，較佳地為100到200千帕或?yàn)?00千帕到150
千帕的。步驟b)中碳酸氫鹽的再生可以在絕對(duì)壓力從30至4500千帕的范圍內(nèi)、較佳地在絕對(duì)壓力為300到1100千帕范圍內(nèi)的任何壓力下進(jìn)行。再生步驟在取決于所需貧載(流)、操作壓力和溶劑中的(重量)％碳酸鹽的溫度下進(jìn)行。該溫度范圍可以為70到270°C。燃燒前或其它高壓酸性氣流在氣流是高壓氣流，包括但不限于，燃燒前氣流，如煤氣化生成的合成氣流或天然氣流的情況下，氣流溫度可以廣泛變化。例如，氣流的溫度可以在40到700°C的范圍內(nèi)，較佳為40到600°C，甚至更佳地為40至400°C。加入一個(gè)或多個(gè)接觸器階段的貧溶劑溶液或溶劑子流的溫度可以具有從80到250°C范圍內(nèi)的起始溫度，較佳地從120到230°C。在一實(shí)施方式中，步驟a)中可以在絕對(duì)壓力為1000到8000千帕范圍內(nèi)進(jìn)行，較佳地在絕對(duì)壓力為2500至6500千帕的范圍內(nèi)。在一實(shí)施方式中，步驟b)中再生碳酸氫鹽可以在絕對(duì)壓力為100千帕到4500千帕范圍內(nèi)的任何壓力下進(jìn)行，較佳地，從絕對(duì)壓力為300到4000kPa千帕。再生步驟在取決于所需貧載(流)、操作壓力和溶劑中的(重量)％碳酸鹽的溫度下進(jìn)行。該溫度范圍可以為100到270°C。本發(fā)明涉及從氣流中除去酸性氣體的方法，該方法包括以下步驟a)將氣流與含有堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液相接觸以吸收包括二氧化碳以及含硫化合物或含氮化合物之一或兩者的酸性氣體，從而形成包括堿金屬碳酸氫鹽，以及含硫和/或含氮化合物的負(fù)載溶劑流以及酸性氣體貧乏的第二氣流；b)處理所述負(fù)載流，以便再生堿金屬碳酸氫鹽為堿金屬并形成i)溶液中包括再生的堿金屬碳酸鹽，以及含硫和/或含氮化合物的中間流和ii)富含二氧化碳的氣流；c)從部分中間流回收含硫化合物或含氮化合物之一或兩者以形成貧流，和d)回收步驟b)的其他部分中間流，重新用在步驟a)的溶劑溶液中。本發(fā)明還涉及一種用于從氣流中除去酸性氣體，如二氧化碳的方法，所述方法包括以下步驟a)將所述氣流與含有堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液相接觸，以從氣流中吸收二氧化碳并形成包括堿金屬碳酸氫鹽的負(fù)載流以及二氧化碳貧乏的第二氣流；b)再生負(fù)載流的堿金屬碳酸氫鹽為堿金屬碳酸鹽，進(jìn)而形成富含二氧化碳的第三氣流；c)回收步驟d)中再生的堿金屬碳酸鹽到步驟a)以便用于溶劑溶液；其中，所述方法的實(shí)施未使用促進(jìn)二氧化碳在溶劑溶液中吸收和/或堿金屬碳酸氫鹽再生的促進(jìn)劑、活化劑或催化劑。在一實(shí)施方式中，所述方法的特征在于，接觸溶劑溶液的氣流包括含硫化合物和含氮化合物，兩種化合物都被溶劑溶液所吸收。以上段落中描述的方法還可以包括本說(shuō)明書其他段落中描述的不同實(shí)施例的特征中的任何一個(gè)或組合。比如，以上段落中描述的方法的特征在于·碳酸氫鹽保留在溶液中，從而沒(méi)有沉淀，或只有微不足道的碳酸氫鹽沉淀，形成的碳酸氫鹽在溶解的狀態(tài)下再生； 允許碳酸氫鹽至少沉淀到一定程度，或完全沉淀，其中沉淀可以在步驟a)期間和/或之后發(fā)生；·從漿液中分離或不分離沉淀物，當(dāng)分離沉淀物時(shí)，將沉淀物加入步驟b)的再生器，當(dāng)不分離沉淀物時(shí)，將包括沉淀物的漿液加入步驟b)的再生器；·根據(jù)電站的能源需求，存儲(chǔ)碳酸氫鹽和再生碳酸氫鹽。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，酸性氣體如含硫和含氮?dú)怏w可以在本發(fā)明二氧化碳分離之前從氣流中分離。但是，在氣流還包括含硫化合物和/或含氮化合物的情況下，在一實(shí)施方式中，步驟a)包括吸收含硫化合物的溶劑溶液。在一實(shí)施方式中，所述方法包括處理負(fù)載流以再生堿金屬碳酸氫鹽為堿金屬碳酸鹽，同時(shí)將含硫和/或含氮化合物保留在溶液中，從而形成i)包括這些化合物的中間流，和ii)富含二氧化碳的氣流。在一實(shí)施方式中，所述方法包括調(diào)節(jié)至少部分中間流以沉淀其中的含硫化合物或含氮化合物之一或二者，從而形成貧流。在一實(shí)施方式中，所述方法包括回收含硫或含氮化合物未沉淀的部分中間流以用于溶劑溶液。在一實(shí)施方式中，所述方法包括回收貧流以用于溶劑溶液。設(shè)備本發(fā)明還涉及一種用于從氣流中除去酸性氣體的設(shè)備，所述設(shè)備包括接觸器，在所述接觸器中，包括堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液與所述氣流接觸，從而耗盡氣流中的二氧化碳以及含硫化合物或含氮化合物之一或二者，從而形成i)包括碳酸氫鹽以及溶解的硫和/或氮化合物的負(fù)載流，和ii)酸性氣體貧乏的第二氣流；再生器，在所述再生器中，所述堿金屬碳酸氫鹽再生為堿金屬碳酸鹽，從而形成和排出堿金屬碳酸鹽的再生流；一個(gè)或多個(gè)操作單元，所述操作單元形成溶液中包含硫和/或氮化合物的中間流，所述溶液從i)負(fù)載流，ii)再生流之一或兩者形成；雜質(zhì)分離器，所述雜質(zhì)分離器從中間流分離和回收含硫化合物或含氮化合物之一或二者，以形成貧流；和進(jìn)料器，所述進(jìn)料器回收堿金屬碳酸鹽的再生流和貧流以便重新用作接觸器內(nèi)的溶劑溶液。 設(shè)備可以在沉淀或不沉淀堿金屬碳酸氫鹽的情況下進(jìn)行操作。此外，設(shè)備工廠可以在使用或不使用促進(jìn)一種或多種酸性氣體吸收的促進(jìn)劑、活化劑或催化劑的情況下進(jìn)行操作。在沉淀堿金屬碳酸氫鹽的情況下，設(shè)備可以包括在其中形成漿液，接收負(fù)載流的碳酸氫鹽沉淀器，和用于分離碳酸氫鹽固相和包含溶解的硫化合物和/或氮化合物的液相的分離器。然后可將固相加入再生器，液相加入混合器以便與再生的堿金屬碳酸鹽混合。雜質(zhì)分離器可以從液相或液相與再生流的混合物中接收含硫和/或含氮化合物。在堿金屬碳酸氫鹽保留在溶液中的情況下，再生流可以包括溶解的含硫和/或含氮化合物。因此，雜質(zhì)分離器可以從再生流接收和分離含硫和/或含氮化合物。在一實(shí)施方式中，雜質(zhì)分離器包括用于向其中加入氧化劑以便氧化硫和氮的加料裝置。較佳地，加料裝置配置為通過(guò)漿液吹入空氣泡。在一實(shí)施方式中，雜質(zhì)分離器包括用于冷卻中間流的冷卻器。在一實(shí)施方式中，雜質(zhì)分離器包括用于吸附含氮和/或含硫化合物的離子交換室。在一實(shí)施方式中，接觸器包括兩個(gè)或多個(gè)接觸器階段，通過(guò)該接觸器階段氣流連續(xù)輸送，溶劑流分成單獨(dú)的子流，它們各自供給到各自的接觸器階段之接觸器可以包括任意數(shù)量的接觸器階段，優(yōu)選最多5個(gè)接觸器階段，甚至更優(yōu)選包括2、3、4或5個(gè)接觸器階段。溶劑溶液流分成相應(yīng)數(shù)量的溶劑子流。在一實(shí)施方式中，各接觸器階段具有結(jié)晶碳酸氫鹽的專用冷卻器和分離固相的固/液分尚器。在一實(shí)施方式中，所述設(shè)備包括熱交換器以便將熱量從再生流傳遞至負(fù)載流，然后在再生器內(nèi)被再生。所述設(shè)備還可包括合適的管道和泵以便將再生的碳酸鹽溶液從再生器回收到吸收器以及將液相從第二分離器輸送回吸收器。本發(fā)明的設(shè)備還可包括本文所述方法或以下參考附圖
所述實(shí)施方式的任一特征或特征的組合。附圖簡(jiǎn)述將參照以下附圖描述本發(fā)明，其中圖I是用于從氣流除去酸性氣體的方法和設(shè)備的流程圖，其中根據(jù)實(shí)施方式，先沉淀堿金屬碳酸氫鹽，然后再生；圖2是用于從氣流除去酸性氣體的方法和設(shè)備的流程圖，其中根據(jù)備選的實(shí)施方式，堿金屬碳酸氫基本上保留在溶液中以供再生；圖3是用于從氣流除去酸性氣體的方法和設(shè)備的流程圖，其中根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，氣流通過(guò)三個(gè)接觸器階段連續(xù)輸送，三個(gè)溶劑子流平行加入且從接觸器階段排出；圖4是用于除雜質(zhì)(例如含硫和含氮化合物)步驟的框圖；表7中包括樣本數(shù)據(jù)，包括圖3所示使用堿金屬碳酸鹽吸收劑從燃燒后氣流中回收酸性氣體而不使用促進(jìn)劑或催化劑的方法和設(shè)備的熱動(dòng)力學(xué)、流量和組成數(shù)據(jù)，通過(guò)模擬化學(xué)過(guò)程的已知的電腦包(稱為ASPEN)生成樣本數(shù)據(jù)。表I至表6的描述包括在詳細(xì)描述標(biāo)題下面的文本中。詳細(xì)描述本發(fā)明適用于從任何規(guī)模的氣流中除去酸性氣體，但是特別適用于從大規(guī)模氣流中除去酸性氣體，例如但不限于礦石燃料燃煤發(fā)電站的氣流，如燃燒后的氣流、水泥廠的氣流，礦石燃料動(dòng)力處理設(shè)施的氣流包括燃燒前氣流，天然氣分離工廠和鐵冶煉工廠的氣流。對(duì)于燃煤發(fā)電廠，煙道氣可以是約1250噸/每天(TH))。參照?qǐng)DI和圖2，將含有二氧化碳，SOx和NOx的燃燒后氣流20加入接觸器或吸收器容器1，與堿金屬碳酸鹽，例如碳酸鉀的溶劑溶液30接觸。氣流的精確組成根據(jù)具體應(yīng)用會(huì)有所不同，在燃煤發(fā)電廠的情況下，基于干重的煙道氣流酸組成可以是約13% CO2,227ppmS02、42ppm SO3和450ppm NOx。溶劑基本上吸收所有的SO2和SO3，只有10%的NOx是NO2，其中的30%被吸收，其余是不反應(yīng)的NO?；诖祟悮饬鹘M成，約捕獲400 )的CO2和約1200千克/天的K2SO4,產(chǎn)生50千克/天的ΚΝ03。接觸器I可以包括任何形式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括塔板和/或填料或開(kāi)放空間以利于采用噴霧的噴霧接觸或泡沫基體接觸方法，和最大程度提高溶劑溶液與氣流接觸的裝置。在圖I中所示實(shí)施方式的情況下，接觸器I操作時(shí)存在包含碳酸氫鉀的固相，所述碳酸氫鉀是于早期階段在K2CO3溶劑中形成。這會(huì)產(chǎn)生降低排出氣流中二氧化碳反壓的效果。關(guān)鍵點(diǎn)之一在于可以在溶劑中獲得明顯較高的負(fù)載和由此的二氧化碳保持能力，而從含碳酸氫鉀的固相中釋放CO2所需的能量較低。相反，在圖2所示實(shí)施方式的情況下，接觸器I操作時(shí)基本上沒(méi)有固相，在這種情況下，碳酸氫鉀在整個(gè)過(guò)程中基本上保持在溶液中。當(dāng)溶劑溶液的K2CO3濃度為30重量％時(shí)，50°C下開(kāi)始碳酸氫鉀沉淀所需的負(fù)載是O. 65。在這些條件下，二氧化碳的平衡分壓是大約13kPa。煙道氣中的二氧化碳的分壓大約是 13kPa。30重量％和50°C的條件可認(rèn)為是上述酸性氣體組分可行操作的限制條件。為了進(jìn)入穩(wěn)定相操作條件，有幾個(gè)可調(diào)參數(shù)增加溶劑溶液中堿金屬碳酸鹽(如K2CO3)的重量％，具有以下結(jié)果·降低發(fā)生KHCO3沉淀的負(fù)載?！ぬ岣逤O2的維持能力。·降低堿金屬碳酸鹽溶劑溶液的溫度，具有以下結(jié)果·降低發(fā)生沉淀的負(fù)載
降低CO2平衡分壓·降低吸收反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性。優(yōu)選增加重量 ％，因?yàn)樵诨跐{液的過(guò)程中，會(huì)遇到與高濃度(和更多與雜質(zhì))相關(guān)的流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。當(dāng)考慮平衡PCO2和煙道氣pC02間的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，沉淀負(fù)載的降低是有意義和有利的。相反，降低吸收器溫度低于50°C可能會(huì)危及吸收動(dòng)力學(xué)特性。下表I總結(jié)在飽和K2CO3溶液的給定重量％下CO2的反壓。表I
權(quán)利要求
1.一種用于從氣流中除去酸性氣體的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 a)將所述氣流與含有堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液流接觸，以吸收包括二氧化碳以及含硫化合物或含氮化合物之一或二者的酸性氣體，從而形成包括堿金屬碳酸氫鹽以及含硫化合物和/或含氮化合物的負(fù)載溶劑流和酸性氣體貧乏的第二氣流； b)處理所述負(fù)載流以再生堿金屬碳酸氫鹽，形成i)含有堿金屬碳酸鹽的再生流和ii)富含二氧化碳的氣流； c)由i)所述負(fù)載流或ii)所述再生流或它們的組合形成溶液中包含硫和/或氮化合物的中間流； d)從所述中間流回收含硫或含氮化合物之一或兩者以形成貧流，和 e)回收所述堿金屬碳酸鹽的再生流和貧流，以便在步驟a)的溶劑溶液中重新使用。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟b)包括加熱堿金屬碳酸氫鹽用于再生為堿金屬碳酸鹽。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括將所述再生流的熱量傳遞至所述負(fù)載流，以加熱步驟b)處理的所述負(fù)載流，并冷卻所述再生的堿金屬碳酸氫鹽，然后在重新用作步驟e)的所述溶劑溶液。
4.如權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過(guò)從所述負(fù)載流沉淀包括堿金屬碳酸氫鹽的沉淀物形成漿液和(溶液中)具有含硫化合物和/或含氮化合物的液相。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，形成漿液包括在冷卻器中冷卻所述溶劑溶液，和/或添加沉淀晶體。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，從所述漿液貧乏的液相分離所述沉淀物，將所述沉淀物加入用于步驟b)再生的再生器中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)將所述液相與再生的堿金屬碳酸鹽混合，根據(jù)步驟c)形成所述中間流。
8.如權(quán)利要求I到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括實(shí)施步驟a)使得所述溶劑溶液流或子流的溫度小于或等于子流的二氧化碳分壓小于所述氣流的二氧化碳分壓時(shí)的溫度。
9.如權(quán)利要求I到8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在兩個(gè)或更多個(gè)接觸器階段實(shí)施步驟a)，所述方法包括將溶劑溶液流分成數(shù)個(gè)溶劑子流，將溶劑子流供應(yīng)給各接觸器階段中的每一個(gè)以形成負(fù)載子流，通過(guò)所述接觸器階段連續(xù)傳輸氣流。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟a)在最多5個(gè)接觸器階段內(nèi)進(jìn)行，所述溶劑溶液流被分成相應(yīng)數(shù)量的溶劑子流。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟a)在3個(gè)接觸器階段內(nèi)進(jìn)行，所述溶劑溶液流被分成相應(yīng)數(shù)量的溶劑子流。
12.如權(quán)利要求8到11中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述方法包括在一個(gè)或多個(gè)接觸器階段負(fù)載子流形成漿液流，其中所述漿液包括富含堿金屬碳酸氫鹽的固相，和碳酸氫鹽貧乏且包含不同量的含硫化合物和/或含氮化合物的液相。
13.如權(quán)利要求8到12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括從接觸器階段排放的負(fù)載子流中沉淀堿金屬碳酸氫鹽。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，沉淀堿金屬碳酸氫鹽的步驟包括在專用的冷卻器內(nèi)冷卻各子流和/或添加結(jié)晶劑。
15.如權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述沉淀物從各子流的專用分離器內(nèi)的各負(fù)載子流的液相中分離。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法的特征在于使用促進(jìn)劑、活化劑或催化劑以便增強(qiáng)酸性氣體的吸收和/或碳酸氫鹽再生為碳酸鹽。
17.如權(quán)利要求I到15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法的特征在于使用促進(jìn)劑、活化劑或催化劑，所述方法包括通過(guò)從負(fù)載流沉淀包括堿金屬碳酸氫鹽的沉淀物形成漿液和形成具有含硫化合物或含氮化合物之一或兩者的液相，所述促進(jìn)劑、活化劑或催化劑保留在液相內(nèi)而不含步驟b)處理的沉淀物。
18.如權(quán)利要求I到15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法的特征在于未使用促進(jìn)齊U、活化劑或催化劑。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟b)包括使用與發(fā)電廠運(yùn)行分開(kāi)的輔助熱源加熱堿金屬碳酸氫鹽，所述輔助熱源包括礦物燃料的燃燒，由輔助熱源生成的煙道氣形成與步驟a)中的溶劑接觸的部分氣流。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括在步驟b)再生之前，i)以漿液形式或者ii)當(dāng)從漿液分離時(shí)以固體形式存儲(chǔ)碳酸氫鹽沉淀物。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括在電能高需求期間以沉淀物劑形式存儲(chǔ)碳酸氫鹽，在電能低需求期間或當(dāng)有剩余熱能可用時(shí)通過(guò)使用發(fā)電廠余熱根據(jù)步驟b)再生所存儲(chǔ)的碳酸氫鹽。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟d)包括通過(guò)添加氧化劑氧化含硫和/或含氮化合物之一或組合來(lái)調(diào)整液相的氧化勢(shì)，從而調(diào)節(jié)中間流。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在步驟d)中調(diào)節(jié)最高20重量％的中間流。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在步驟d)中調(diào)節(jié)最高5重量％的中間流。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟d)包括選擇性沉淀含硫化合物。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，步驟d)包括單獨(dú)或者以還包含含硫化合物的組合沉淀物的形式選擇性沉淀含氮化合物。
27.如權(quán)利要求I至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟d)包括通過(guò)選擇性吸附回收含硫化合物或含氮化合物之一或組合。
28.如權(quán)利要求I至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟d)包括通過(guò)沉淀回收含硫化合物,通過(guò)吸附回收含氮化合物。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，含硫化合物和含氮化合物在組合吸附步驟同時(shí)回收，或者單獨(dú)回收，其中在一個(gè)吸附步驟吸附含硫化合物并回收，在第二吸附步驟吸附含氮化合物并回收。
30.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，接觸氣流的所述溶劑溶液具有濃度大于或等于30重量％的堿金屬碳酸鹽。
31.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，接觸氣流的所述溶劑溶液具有濃度為30至60重量％的堿金屬碳酸鹽。
32.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在負(fù)載流或在沉淀固體中二氧化碳的總負(fù)載最高O. 75。
33.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在液流中二氧化碳的總負(fù)載為O. 30 到 O. 70。
34.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氣流是低壓氣流，步驟a)在40到95°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，步驟a)中加入接觸器階段的溶劑溶液流或溶劑子流在40到90°C溫度范圍內(nèi)。
36.如權(quán)利要求34或35所述的方法，其特征在于，步驟a)在100至IOOOkPa壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。
37.如權(quán)利要求34到36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟b)中碳酸氫鹽的再生在30至4500kPa的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。
38.如權(quán)利要求34到36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟b)中碳酸氫鹽的再生在70到270°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
39.如權(quán)利要求I到33中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氣流是高壓酸性氣流，加入實(shí)施步驟a)的一個(gè)或多個(gè)接觸器階段的氣流溫度范圍為40至400°C，加入一個(gè)或多個(gè)接觸器階段的貧溶劑溶液或溶劑子流的溫度具有從80到250°C的起始溫度。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，步驟a)在1000到8000千帕的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。
41.如權(quán)利要求30或40所述的方法，其特征在于，步驟b)再生碳酸氫鹽在100千帕到4500千帕的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。
42.如權(quán)利要求39或41所述的方法，其特征在于，步驟b)的再生碳酸氫鹽在100至270°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
43.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括利用步驟d)回收的含硫化合物和/或含氮化合物生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料。
44.一種用于從氣流中除去酸性氣體的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括 接觸器，在所述接觸器內(nèi)，包括堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液與氣流接觸，以耗盡氣流中的二氧化碳以及含硫化合物或含氮化合物之一或兩者，從而形成i)包括碳酸氫鹽和溶解的硫和/或氮化合物的負(fù)載流，和ii)酸性氣體貧乏的第二氣流； 再生器，在所述再生器內(nèi)，堿金屬碳酸氫鹽再生為堿金屬碳酸鹽，以形成和排出堿金屬碳酸鹽的再生流； 一個(gè)或多個(gè)操作單元，從i)負(fù)載流或ii)再生流之一或組合形成溶液中含有硫和/或氮化合物的中間流； 雜質(zhì)分離器，所述雜質(zhì)分離器從中間流分離和回收含硫化合物或含氮化合物之一或兩者，從而形成貧流；和 加料器，所述加料器回收堿金屬碳酸鹽的再生流和貧流以便重新在接觸器中用作溶劑溶液。
45.如權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括接收負(fù)載流在其中形成漿液的碳酸氫鹽沉淀器，以及用于分離碳酸氫鹽固相和包含溶解的硫和/或氮化合物的液相的分離器。
46.如權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括 再生器，所述再生器接收所述固相；和 混合器，所述混合器接收所述液相和所述再生的堿金屬碳酸鹽。
47.如權(quán)利要求44到46中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)分離器從i)所述液相或ii)所述液相和所述再生流的混合物中回收含硫和/或含氮化合物。
48.如權(quán)利要求44到47中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)分離器包括力口料裝置，用于向其中添加氧化劑以便氧化硫和氮。
49.如權(quán)利要求44到48中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)分離器包括用于冷卻所述中間流的冷卻器。
50.如權(quán)利要求44到49中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)分離器包括用于吸附含氮和/或含硫化合物的離子交換室。
51.如權(quán)利要求44到50中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述接觸包括兩個(gè)或更多接觸器階段，通過(guò)所述接觸器階段連續(xù)傳輸所述氣流，所述溶劑流分成單獨(dú)的子流，將各子流供給到各接觸階段之一。
52.如權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其特征在于，接觸器包括3個(gè)接觸器階段，溶劑溶液流分為相應(yīng)數(shù)量的溶劑子流。
53.如權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征在于，各接觸器階段具有結(jié)晶碳酸氫鹽專用的冷卻器和分離固相的固/液分離器。
54.如權(quán)利要求44到53中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括熱交換器以便在負(fù)載流于再生器中再生之前將熱量從再生流傳遞至負(fù)載流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于除去源自氣流的酸性氣體，如二氧化碳、含硫化合物和含氮化合物的方法和設(shè)備，其中氣流包括高壓和低壓氣流。包含堿金屬碳酸鹽的溶劑溶液吸收包括二氧化碳以及含硫和/或含氮化合物中之一或二者的酸性氣體。碳酸氫鹽再生為碳酸鹽形式，從而提供富集二氧化碳的氣流，且含硫和/或含氮化合物得到回收。
文檔編號(hào)B01D53/40GK102939144SQ201180025771
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者K·恩多, G·史蒂文斯, B·胡珀, S·E·肯蒂什, C·安德森 申請(qǐng)人:Co2Crc技術(shù)股份有限公司