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】
【国外来华专利技术】
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)CO2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微粒物质。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NO2)。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(SO2和SO3)。再一方面，本方法可去除二氧化碳、氧化氮(NO和NO2)和氧化硫(SO2和SO3)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。CO2的其它商业用途是如在饮料中的碳酸化作用、温和的酸化化学品和以液体或固体(即“干冰”)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，CO2散发进入大气中被认为是有害的。人类源性的CO2的主要来源是化石燃料的燃烧。CO2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CO2的丰富的来源，常常含有约12％体积的CO2。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可被烟道气中残余的O2部分地氧化成为NO2。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/NO2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硫，特别是SO2，伴有很少量的SO3。在低于约339℃时，SO3将与在烟道气中的水蒸汽反应形成硫酸(H2SO4)，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被控制以保护空气质量以及预防酸雨和烟雾。通常，俘获CO2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CO2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CO2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CO2的反应的化学溶剂和/或物理溶媒洗涤。从烟道气中去除CO2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CO2分压(例如，在大气压下，烟道气中12％体积的CO2，或约90mm Hg CO2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，任何被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。一种最成功的从烟道气中分离CO2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。此方法正被商业用于从燃煤火力发电厂和气压涡轮中俘获CO2。然而，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方法可消耗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CO2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MEA CO2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(SO2)、硫酸雾、氯化氢和NO2。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CO2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CO2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SO2、NO2、硫酸和HCl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(碳酸钠)、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SO2，可将包含胺溶液的可再生的或平衡吸收剂用于SO2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℃的涤气温度的30％水溶液之上的MEA蒸汽压大约为0.2mm Hg，而在120℃的再生温度的纯MEA蒸汽压为120mm Hg。除非在将MEA从可含有约260ppmv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，该气体必须被处理，通过如与用于俘获CO2的MEA溶液接触后水洗。第五，由于MEA与CO2反应致MEA的热的和化学的降解以及MEA的热的降解能够致使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是基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，NO2。因为这些物质会产生雾，故也值得将它们去除。用于CO2俘获的MEA清洗掉一些NO2，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℃的温度范围进行，且能达到使NO的减少超过90％。然而，SCR十分贵且能被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的吸附方法已被提出，但由于其太差的成本-效益指标和高度的过程复杂性尚未发现被商业上所接受。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解决低溶解性的问题，一种方法是采用多种试剂诸如臭氧、二氧化氯(ClO2)和高锰酸钾(KMnO4)使NO氧化为NO2或水溶性的较高价的氧化物如N2O5，通常随后用碱洗涤。这些方法可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从供料气流回收ＣＯ↓［２］的方法，它包括在氧化抑制剂的存在下，用包含至少一种具有对氨基官能团的ｐＫ↓［ａ］为约６．５到约９的叔胺吸收剂的再生吸收剂处理供料气流，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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【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]