从气流中回收CO2的方法技术

一种从供料气流回收ＣＯ↓［２］的方法，包括用包含至少一种氨基官能团ｐＫ↓［ａ］为从约６．５到约９的叔胺吸收剂的再生的吸收剂处理供料气流，在抗氧化剂的存在下获得富含ＣＯ↓［２］的流，随后处理此富含ＣＯ↓［２］的流获得再生的吸收剂和富含ＣＯ↓［２］的产物流。供料气流还可包含ＳＯ↓［２］和／或ＮＯ↓［ｘ］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从可能也含有氧化氮和/或氧化硫的气流中 俘获(capture) C02的方法。本方法还可同时地或序贯地去除其它酸性 污染物以及甚至《敬粒物质。 一方面，本方法可同时地或序贯地去除 二氧化碳和氧化氮(NO和N02)。另一方面，本方法可同时地或序贯地去除二氧化碳和氧化硫(S02和S03)。再一方面，本方法可去除二氧化碳、氧化氮(NO和N02)和氧^b硫(S02和S03)的方法。所述气流 可以是废气流，诸如烟道气流、窑气、反射炉气、液态催化裂化装 置(FCC)催化剂再生器尾气等。
技术介绍
二氧化碳是有用的化学品，通过将其注入到油库中，其 倾向于适当地溶解于油，由此降低油的粘性并使得油更具流动性而 流向生产池，增强油的回收。C02的其它商业用途是如在饮料中的 石灰酸化作用、温和的酸化化学品和以液体或固体(即干水)的形式作 为冷却剂。 由于其使地球变暖的温室效应气体的特性，C02M 进入大气中被认为是有害的。人类源性的C02的主要来源是化石燃 料的燃烧。C02散发的最大来源是用于发电的煤的燃烧、为了炼钢的焦炭的使用以及作为运输和供热燃料的石油产品的使用。其它来 源是天然气火力发电站、产生蒸汽以及同时产生蒸汽和电的工业锅 炉、液态催化裂化单位再生器尾气和作为燃料的石油焦炭的燃烧。 从这些设备散发的气流可含有大量的能够被回收并用于其它工业过程的co2。 作为实例，从焦炭燃烧的热能发电站或蒸汽锅炉出来的 烟道气是适于俘获C02的丰富的来源，常常含有约12%体积的C02。 所述烟道气通常还含有残余的氧(2-5 %体积)、氧化氮和氧化硫以及 微粒物质(飞尘)。NO产生于含氮的燃料与氧之间的反应的燃烧过 程，也由在高的燃烧温度时助燃空气的氮的氧化过程产生。然后NO 可净支烟道气中残余的02部分地氧化成为N02。这个反应的程度通常 是十分小的，所以在此之前讨论的大部分的废气流中NO/NCb比例 是十分大的，在烟道气中特别是如此。大部分的煤源性的烟道气也 含有氧化^琉，特别是S02,伴有4艮少量的S03。在低于约339 。C时， S03将与在烟道气中的水蒸汽反应形成硫酸(H2S04),并且之后当烟 道气冷却时会凝缩形成细的小滴(酸雾)。还有，其它的酸性污染物， 如氯化氢和氢氟酸也可存在于某些烟道气流中。固体污染物如FCC 催化剂细粉、未燃烧的碳或金属氧化物也常存在于某些烟道气中。 所有这些小的污染物的散发通常^皮控制以保护空气质 量以及预防酸雨和烟雾。通常，俘获C02的方法还有助于控制对污 染的控制。方法已有进展并且用于俘获C02和/或纯化气流以达到政 府控制的水平。 已经开发出许多从气流中俘获C02的方法，包括聚合物 和无机膜渗透、通过如分子筛的吸附剂去除、深冷分离、使用与C02 的反应的化学溶剂和/或物理溶媒洗涤。从烟道气中去除C02采用了 必需条件，其限制可行方法的选择仅为少数。在选择商业上的方法 方面限制现行选择的实施条件包括(1)低C02分压(例如，在大气 压下，烟道气中12%体积的(302,或约90mmHgCO2压力)、(2)在 该气体中存在能够引起溶剂氧化降解的氧，(3)需要溶剂很低的挥发 性以最大限度地降低进入被处理的气体中的该气体的大流速，和(4) 使用该方法的低能量消耗的需求。此外，任何^皮提议的方法要求低 的资本和运行成本、安全和利于环境，并且还必须是高效的和易于操作。5 —种最成功的从烟道气中分离C02的商业方法是在吸 收/气提类型的再生方法中使用单乙醇胺(MEA)水溶液作为溶剂。此MEA吸收剂的几个内在缺陷阻碍了此项技术的广泛采用。第一，此 方法的能耗十分高。根据其配置和能源综合，MEA方法可消库毛由消 耗化石燃料加热的锅炉所产生的10-30 %的蒸汽。 第二， MEA吸收剂的氧化使溶剂酸化，除了引起对俘获C02的可利用的碱度的损失之外，还使得它具腐蚀性。特别地，MEA的氧化引起氨和作为副产物的多种有机酸的形成。有机酸副产 物非常具腐蚀性，需要使用抗腐蚀性的构造材料和/或腐蚀抑制剂。 第三，在烟道气中的任何强酸杂质将与MEA起反应并 使MEA失效，阻碍或限制其进一步吸收。典型的是，对MEAC02 俘获方法的供料气流(feed gas stream)含有相对高水平的将会中和 MEA的碱性的强酸如二氧化硫(S02)、硫酸雾、氯化氢和N02。因此， 或者仅可使用相对清洁的气流，或者需要预处理过程。从而，在典 型的烟道气中，由于其含有丰富的这些成分，需要在C02吸收步骤 的上游去除这些强酸的步骤，或当设法形成所谓的热稳定的胺盐 (HSAS)时，从MEA溶液中去除这些酸的方法。在从气流中俘获C02 之前，通过与易于溶解其中的碱性液体接触，典型地将这些酸性污 染物，包括SOz、 N02、硫酸和HC1俘获。在MEA吸收/气提过程的 上游所使用的化学计量的或不可逆的反应剂的实例是苛性碱、苏打 灰(石友酸钠)、石灰和石灰石的水溶液或浆液。如果想要回收作为浓缩 的可用的副产物的S02,可将包含胺溶液的可再生的或平衡吸收剂用于S02的去除。 第四，MEA具有导致MEA的物理平衡失去进入到已处 理的气体中的相对高的蒸汽压。在60 。C的涤气温度的30 %水溶液 之上的MEA蒸汽压大约为0.2 mmHg,而在120 。C的再生温度的纯 MEA蒸汽压为mm Hg。除非在将MEA从可含有约260 ppmv的MEA的被处理的气体中洗去时测量，但这是无论从经济还是污染 观点上都是无法接受的。因此，为回收MEA,该气体必须;陂处理， 通过如与用于俘获C02的MEA溶液接触后水洗。 第五，由于MEA与C02反应致MEA的热的和化学的 降解以及MEA的热的降解能够l丈使MEA不适合于继续使用，因而 需要使用大量的新鲜的候补吸收剂。 微粒物质，如果存在，也通常使用诸如旋风器、喷雾涤 气器、文丘里(venturi)涤气器、滤袋集尘器(baghouse filters)和湿或干 静电集尘器在MEA吸收器的上游被去除。去除微粒物质的方法M 于经济和尘粒的大小、数量和性质进行挑选的。第六，烟道气一般还包含氧化氮，NOx,主要是一氧化 氮，NO，和小比例的二氧化氮，N02。因为这些物质会产生雾，故 也值得将它们去除。用于C02俘获的MEA清洗掉一些N02，但不去 除主要的NO成分。 可用多种在成本和效力上不同的方法控制NOx散发。改 进燃烧，如低NOx火炉、过热的空气以及烟道气再循环是便宜的， 但是一般不能使NOx的减少大于约50-60 %。选择性的非催化还原 (SNCR),包括将诸如氨水或尿素的反应剂注射入热的烟道气中，这 样稍微比较贵，但是一般不能使NOx的减少超过70。/。。选择性的催 化还原(SCR)，需要在300-400 °C的温度范围进行，且能达到使NO 的减少超过90%。然而，SCR十分贵且能纟皮供料气体中的使催化剂 失活的其它污染物的不利影响。用于去除NOx的吸附方法已^皮才是出， ^f旦由于其太差的成本-效益指标和高度的过程复杂性尚未发现;波商业上所接受。 去除NO的湿的涤气方法为本领域所已知。氧化氮不太 溶解于水和其它溶剂且其不是酸性的，妨碍了用碱性溶液有效净化。 使用两种主要的策略本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从供料气流中回收ＳＯ↓［２］和ＣＯ↓［２］的方法，它包括：　（ａ）使用ＳＯ↓［２］吸收剂使供料气流经历ＳＯ↓［２］去除步骤和回收贫ＳＯ↓［２］流和富含ＳＯ↓［２］吸收剂流；　（ｂ）在第一温度再生ＳＯ↓［２］吸收剂，得到再生的 ＳＯ↓［２］吸收剂流和第一蒸汽流；　（ｃ）使用ＣＯ↓［２］吸收剂使贫ＳＯ↓［２］流经历ＣＯ↓［２］去除步骤和回收贫ＣＯ↓［２］的流和富含ＣＯ↓［２］的吸收剂流；　（ｄ）在第二温度再生ＣＯ↓［２］吸收剂，以得到再生的ＣＯ↓［２］吸 收剂流和第二蒸汽流，　其中第一温度低于第二温度，以使第二蒸汽流的至少一部分用于使ＳＯ↓［２］吸收剂再生。

【技术特征摘要】
US 2003-6-12 10/4595191. 一种从供料气流中回收SO2和CO2的方法，它包括(a)使用SO2吸收剂使供料气流经历SO2去除步骤和回收贫SO2流和富含SO2吸收剂流；(b)在第一温度再生SO2吸收剂，得到再生的SO2吸收剂流和第一蒸汽流；(c)使用CO2吸收剂使贫SO2流经历CO2去除步骤和回收贫CO2的流和富含CO2的吸收剂流；(d)在第二温度再生CO2吸收剂，以得到再生的CO2吸收剂流和第二蒸汽流，其中第一温度低于第二温度，以使第二蒸汽流的至少一部分用于使SO2吸收剂再生。2. 权利要求l要求的方法，其中所述S02吸收剂^皮产生于再沸器 产生的蒸气再生，并且第二蒸汽i^的至少一部分用于4是供热量给再沸 器。3. 权利要求2要求的方法，其中笫二蒸汽流被用于间接供热给再 沸器，并且随后被返回用于C02吸收剂的再生。4. 权利要求l要求的方法，其中所述C02吸收剂包括在氧化抑制 剂的存在下，含有至少一种具有氨基官能团的pIQ约6.5至约9的叔胺 吸收剂。5. 权利要求4要求的方法，该方法还包括从N，N'-二-(2-羟基烷基) 哌嗪、N,N，N',N'-四(羟基烷基)-l,6-己二胺、叔烷基氨基磺酸和其混合 物中选择的至少 一种叔胺。6. 权利要求4要求的方法，其中所述吸收剂还包含至少一种仲胺。7. 权利要求6要求的方法，其中还包含选择至少一种哌溱作为仲胺。8. 权利要求6要求的方法，其中所述的至少一种仲胺选...

【专利技术属性】
技术研发人员：LE哈卡，MA欧伊梅特，
申请(专利权)人：坎索尔夫科技公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]