本公開涉及二氧化碳捕集系統(tǒng)。具體地，本文公開的實施方案涉及對適于從負(fù)載有二氧化碳的含氨溶液中除去二氧化碳的二氧化碳回收和調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
1、二氧化碳(co2)是溫室氣體，其被認(rèn)為是全球變暖和氣候變化的主要因素之一。二氧化碳由若干工業(yè)過程產(chǎn)生，其中通過燃燒化石燃料(諸如天然氣和石油)產(chǎn)生熱能。
2、碳捕集和儲存(簡稱ccs)是一種有效地大幅削減溫室氣體排放的技術(shù)。燃燒后捕集(簡稱pcc)是一種使用含有諸如氨的化合物的水性吸收溶液以從由化石燃料的燃燒產(chǎn)生的煙道氣中捕集二氧化碳的工藝
3、含氨溶液在吸收器中接觸富二氧化碳的煙道氣，并使二氧化碳保持被捕集在溶液中。然后將負(fù)載二氧化碳的吸收溶液(富co2吸收溶液)轉(zhuǎn)移到再生器，在再生器中除去二氧化碳并將其輸送到二氧化碳回收管線以進(jìn)行進(jìn)一步處理，同時將通過從中除去二氧化碳而獲得的貧二氧化碳溶液再循環(huán)到吸收器。
4、使含氨水性溶液再生以及調(diào)節(jié)所回收的二氧化碳，具體地除去從再生器中逸出的氨，是一種復(fù)雜且昂貴的工藝。
5、改進(jìn)二氧化碳回收和調(diào)節(jié)工藝以使該工藝更高效且有效，從而降低系統(tǒng)成本和運行該系統(tǒng)所需的能量，這在本領(lǐng)域中是受歡迎的。
6、因此，本文公開的主題的目的是改善再生器下游的用于使用基于氨的水性溶液進(jìn)行燃燒后捕集的二氧化碳回收和調(diào)節(jié)工藝。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、根據(jù)一個方面，本文公開了一種用于基于氨的二氧化碳捕集工藝的二氧化碳回收和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括再生塔和適于冷卻包含二氧化碳、氨和水分的氣體流的再生器冷卻系統(tǒng)，該氣體流收集在再生塔的頂部。此外，二氧化碳制冷和干燥裝置流體地聯(lián)接到再生器冷卻系統(tǒng)和二氧化碳回收管線。
2、在本文公開的實施方案中，二氧化碳制冷和干燥裝置包括適于流體地聯(lián)接到再生器冷卻系統(tǒng)的出口的第一二氧化碳制冷器(chiller)。二氧化碳制冷和干燥裝置進(jìn)一步包括流體地聯(lián)接到第一二氧化碳制冷器的出口的第一二氧化碳干燥器。第二二氧化碳制冷器適于流體地聯(lián)接到再生器冷卻系統(tǒng)的出口。第二二氧化碳干燥器流體地聯(lián)接到第二二氧化碳制冷器的出口。第一二氧化碳干燥器和第二二氧化碳干燥器流體地聯(lián)接到二氧化碳回收管線。干燥器和制冷器再生裝置適于選擇性地使所述第一二氧化碳干燥器和第二二氧化碳干燥器中的一者以及所述第一二氧化碳制冷器和第二二氧化碳制冷器中的一者再生，同時所述第一二氧化碳干燥器和第二二氧化碳干燥器中的另一者以及所述第一二氧化碳制冷器和第二二氧化碳制冷器中的另一者正在操作。
3、干燥器和制冷器再生裝置包括第一二氧化碳制冷器與再生器冷卻系統(tǒng)之間以及第二二氧化碳制冷器與再生器冷卻系統(tǒng)之間的流體聯(lián)接，該流體聯(lián)接適于使再生二氧化碳的流從正在再生的二氧化碳制冷器返回到再生器冷卻系統(tǒng)。
4、根據(jù)本公開的二氧化碳回收和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的進(jìn)一步特征和實施方案在下面參考附圖詳細(xì)地描述，并且在所附權(quán)利要求中進(jìn)行闡述。
5、根據(jù)另一方面，本文公開了一種用于從含氨溶劑中回收和調(diào)節(jié)二氧化碳的方法。該方法包括：
6、在再生塔中處理富co2吸收溶液，并從該富co2吸收溶液中收集含有二氧化碳、氨和水分的氣體流；
7、在再生器冷卻系統(tǒng)中降低氣體流的溫度并從氣體流中除去水分和氨；
8、在二氧化碳制冷器中將氣體流進(jìn)一步制冷，并在二氧化碳制冷器中從氣體流中除去另外的水分和氨；
9、在二氧化碳干燥器中將氣體流進(jìn)行干燥；以及
10、在二氧化碳干燥器的下游收集干燥的二氧化碳。
11、該方法的另外的特征和實施方案在下文進(jìn)行描述并且在所附權(quán)利要求中進(jìn)行闡述。
1.一種用于基于氨的二氧化碳捕集工藝的二氧化碳回收和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述二氧化碳制冷和干燥裝置包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述干燥器和制冷器再生裝置包括二氧化碳壓縮機和加熱器，所述二氧化碳壓縮機和加熱器適于將來自所述二氧化碳回收管線的經(jīng)壓縮的干燥二氧化碳的料流供給通過所述第一二氧化碳干燥器和所述第二二氧化碳干燥器中的所述一者并通過所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器中的所述一者，所述第一二氧化碳干燥器和所述第二二氧化碳干燥器中的所述一者和所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器中的所述一者被選擇性地再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述干燥器和制冷器再生裝置包括回收熱交換器，所述回收熱交換器適于加熱來自所述二氧化碳壓縮機的二氧化碳以與從所述二氧化碳干燥器流到所述二氧化碳制冷器的再生二氧化碳流進(jìn)行熱交換，所述二氧化碳干燥器和所述二氧化碳制冷器被選擇性地再生。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括流體地聯(lián)接到所述再生器塔頂冷凝器的富co2吸收溶液進(jìn)料。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述再生器塔頂冷凝器布置在所述再生塔中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述再生器塔頂冷凝器與二氧化碳冷卻器組合，從而與其形成組合的冷凝器/冷卻器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述再生器冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步包括二氧化碳冷卻器，所述二氧化碳冷卻器具有熱側(cè)入口和熱側(cè)出口，所述熱側(cè)入口流體地聯(lián)接到所述再生器塔頂冷凝器的所述熱側(cè)的出口，所述熱側(cè)出口流體地聯(lián)接到所述二氧化碳制冷和干燥裝置并且適于使含有二氧化碳的氣體流循環(huán)以與在所述二氧化碳冷卻器的冷側(cè)中流動的冷卻介質(zhì)的流進(jìn)行熱交換；其中所述二氧化碳冷卻器進(jìn)一步聯(lián)接到洗滌水管線，所述洗滌水管線適于將洗滌水供給到所述冷卻器以除去可能在所述二氧化碳冷卻器上形成的氨鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括洗滌水供應(yīng)管線，所述洗滌水供應(yīng)管線流體地聯(lián)接到所述二氧化碳冷卻器并且適于在所述二氧化碳冷卻器中分配洗滌水。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括再循環(huán)管線，所述再循環(huán)管線適于將在所述再生器塔頂冷凝器中冷凝的液體以與流動通過所述再生器塔頂冷凝器的所述氣體料流逆流的方式再循環(huán)到所述再生器塔頂冷凝器的上部區(qū)段。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括洗滌水供應(yīng)管線，所述洗滌水供應(yīng)管線流體地聯(lián)接到所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述洗滌水供應(yīng)管線適于在所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器的操作期間在所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器中分配洗滌水。
13.一種用于從含氨溶劑中回收和調(diào)節(jié)二氧化碳的方法，所述方法包括以下步驟：
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括用再生干燥二氧化碳的料流使所述二氧化碳干燥器和所述二氧化碳制冷器再生的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述二氧化碳干燥器的上游壓縮和加熱所述再生干燥二氧化碳的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括使所述再生二氧化碳流動通過串聯(lián)的所述二氧化碳干燥器和所述二氧化碳制冷器并且進(jìn)一步使所述再生二氧化碳從所述二氧化碳制冷器朝向所述再生塔再循環(huán)的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16所述的方法，其中所述二氧化碳制冷器包括第一二氧化碳制冷器和第二二氧化碳制冷器；其中所述二氧化碳干燥器包括第一二氧化碳干燥器和第二二氧化碳干燥器；并且其中用再生干燥二氧化碳的所述料流使所述二氧化碳干燥器和所述二氧化碳制冷器再生的步驟包括使所述第一二氧化碳干燥器和所述第二二氧化碳干燥器中的一者以及所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器中的一者再生的步驟，同時所述第一二氧化碳制冷器和所述第二二氧化碳制冷器中的另一者以及所述第一二氧化碳干燥器和所述第二二氧化碳干燥器中的另一者處于使用中。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從流動通過所述塔頂冷凝器的所述冷卻介質(zhì)回收熱量的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從所述再生器冷卻系統(tǒng)收集冷凝物并使所述冷凝物的一部分通過所述再生器冷卻系統(tǒng)再循環(huán)的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從所述塔頂冷凝器的底部收集冷凝物并將所述冷凝物再循環(huán)到所述塔頂冷凝器的頂部的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，所述方法包括將所述再循環(huán)的冷凝物與被供給到所述再生塔的富co2吸收溶液混合的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求13至21中任一項所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括供給被輸送到所述塔頂冷凝器的富co2吸收溶液的側(cè)流以防止銨鹽沉淀的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任一項所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括使來自所述塔頂冷凝器的所述氣體流流動通過二氧化碳冷卻器的步驟，所述二氧化碳冷卻器定位在所述二氧化碳制冷器的上游并接收洗滌水溶液以避免沉淀。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將洗滌水供給到所述二氧化碳冷卻器的步驟。