Установка для извлечения co2 или h2s и способ извлечения co2 или h2s

Установка для извлечения co2 или h2s и способ извлечения co2 или h2s

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к установке для извлечения CO₂ или H₂S и способу извлечения СО₂ или H₂S с использованием абсорбирующего раствора, который извлекает CO₂ или H₂S или оба указанных вещества, содержащихся в дымовых газах.

Уровень техники

В последнее время парниковый эффект отмечают как одну из причин глобального потепления, и принятие контрмер для решения этой проблемы стало неотложной необходимостью, в международном масштабе, для защиты глобальной окружающей среды. Источник выброса СО₂ имеется в различных областях деятельности человека, в которых сжигают органическое топливо, и существует тенденция к дальнейшему повышению требований по подавлению этих вредных выбросов. В таких окружающих условиях в качестве контрмеры против глобального потепления проводятся интенсивные исследования исходного сырья для использования в химической промышленности, такого как мочевина, в дополнение к добыче нефти, и интенсивные проработки способа извлечения и улавливания CO₂, содержащегося в дымовых газах, и хранения извлеченной CO₂ без его выброса в атмосферу, осуществляемого путем приведения продуктов сгорания, полученных в паровом котле, в контакт с раствором аминов, поглощающим CO₂, в оборудовании, используемом для выработки энергии на тепловой электростанции, и тому подобном оборудовании, в котором используют большое количество органического топлива.

Практичным способом улавливания и хранения CO₂, содержащегося в большом количестве дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, является известный способ химической абсорбции, в соответствии с которым дымовые газы приводят в контакт с раствором, абсорбирующим (поглощающим) CO₂, например с раствором амина.

В качестве процесса извлечения двуокиси углерода из дымовых газов, полученных при сжигании топлива, и накапливания извлеченного СО₂ предложен процесс с использованием абсорбирующего СО₂ раствора, включающий приведение указанных дымовых газов в абсорбере в контакт с абсорбирующим СО₂ раствором, нагревание абсорбирующего раствора, который абсорбировал CO₂, в регенераторе с целью десорбции (выделения) CO₂ и регенерации абсорбирующего раствора, и рециркуляцию абсорбирующего раствора с возвращением его в абсорбер для повторного использования (выложенная заявка на патент Японии № Н7-51537).

При функционировании известной установки для извлечения и накапливания CO₂, использующей предложенный способ химической абсорбции, раствор амина и СО₂ разделяют с помощью высокотемпературного водяного пара или тому подобного агента, и необходимо минимизировать потребление этого водяного пара (т.е. потребляемой энергии). В связи с этим рассмотрен способ с использованием двух или более типов различных смешанных растворов, абсорбирующих СО₂ (выложенная заявка на патент Японии №2001-25627; выложенная заявка на патент Японии №2005-254212), и способ улучшения процесса подачи раствора, абсорбирующего СО₂ (патент США №6800120).

Фиг.8 иллюстрирует принципиальную схему установки для извлечения СО₂ или H₂S. Как показано на фиг.8, известная установка 1000 для извлечения СО₂ или H₂S содержит охлаждающую колонну 1004, которая охлаждает дымовые газы 1002, содержащие СО₂ и выходящие в атмосферу из промышленного оборудования 1001, например из парового котла и газовой турбины, с помощью охлаждающей воды 1003, абсорбер 1006, который извлекает СО₂ из дымовых газов 1002 посредством приведения дымовых газов 1002, содержащих охлажденный СО₂, в контакт с абсорбирующим раствором 1005, который абсорбирует СО₂ и/или H₂S, и регенератор, обеспечивающий регенерацию (восстановление) абсорбирующего раствора 1005 за счет десорбции СО₂ из абсорбировавшего СО₂ раствора (насыщенного раствора) 1007. В этой установке регенерированный абсорбирующий раствор (бедный раствор) 1009, из которого в регенераторе 1008 удален СО₂, используют повторно в качестве абсорбирующего раствора. Кроме того, в бедный раствор 1009, при необходимости, подают амин 1043, характеризующийся высокой скоростью химической реакции, воду 1044 и амин 1045 с низкой скоростью реакции из трех емкостей 1040, 1041 и 1042 для хранения соответственно.

В способе улавливания СО₂, осуществляемом с использованием этой известной установки для улавливания СО₂, дымовые газы 1002, содержащие СО₂, сначала сжимают с помощью вентилятора 1010 высокого давления, затем направляют в охлаждающую колонну 1004, охлаждают с помощью охлаждающей воды 1003, после чего направляют в абсорбер 1006 для поглощения СО₂.

В абсорбере 1006, в котором производят поглощение СО₂, дымовые газы 1002 приводят в контакт в противотоке с абсорбирующим раствором 1005 на основе алканоламина, при этом СО₂, содержащийся в дымовых газах 1002, поглощается абсорбирующим раствором 1005 посредством химической реакции (R-NH₂+Н₂О+СО₂→R-NH₃HCO₃). Затем дымовые газы 1011, из которых был извлечен СО₂, отводятся за пределы установки. Абсорбирующий раствор 1007, который абсорбировал СО₂, называют также "насыщенным раствором". Давление этого насыщенного раствора 1007 повышают с помощью насоса 1012 для насыщенного раствора, нагревают в теплообменнике 1013, предназначенном для проведения теплообмена насыщенного и бедного растворов, с помощью абсорбирующего раствора (бедного раствора) 1009, регенерированного путем удаления из него СО₂ в регенераторе 1008, после чего подают в регенератор 1008.

Насыщенный раствор, поступающий из верхней части регенератора 1008 во внутренний объем регенератора 1008, инициирует эндотермическую реакцию с выделением из него большей части СО₂. Абсорбирующий раствор, из которого в регенераторе 1008 была выделена некоторая или большая часть СО₂, называют "полубедным раствором". Полубедный раствор становится регенерированным абсорбирующим раствором 1009, из которого почти полностью десорбирована СО₂, к тому моменту, когда этот полубедный раствор 1008 достигает нижней части регенератора 1008. Абсорбирующий раствор, регенерированный путем почти полного удаления из него СО₂, называют «бедным раствором». Бедный раствор 1009 нагревают насыщенным водяным паром 1030 в регенеративном нагревателе 1014. С другой стороны, из верхней части регенератора 1008 отводят газ 1015, включающий СО₂, объединенный с водяным паром, который был выделен из насыщенного раствора 1007 и полубедного раствора в регенераторе 1008. В конденсаторе 1016 водяной пар конденсируется, воду отделяют в барабане 1017 сепаратора, и газ 1018, включающий СО₂, отводят за пределы установки, для накапливания. Воду, отделенную в барабане 1017 сепаратора, направляют в верхнюю часть регенератора 1008 с помощью циркуляционного насоса 1019 для конденсата. Регенерированный абсорбирующий раствор (бедный раствор) 1009 охлаждают в теплообменнике 1013, предназначенном для теплообмена насыщенного и бедного растворов, с помощью насыщенного раствора 1007, последовательно повышают его давление с помощью насоса 1020 для бедного раствора, затем охлаждают с помощью охладителя 1021 бедного раствора, после чего вновь подают в абсорбер 1006 для повторного использования в качестве абсорбирующего раствора.

Позицией 1001а на фиг.8 обозначен дымоход промышленного оборудования 1001, например агрегата, включающего паровой котел и газовую турбину; позицией 1001b обозначена дымовая труба, и позицией 1031 показан водяной пар после теплообмена. Установка для извлечения СО₂ или H₂S может быть переоборудована для улавливания СО₂ из действующего источника дымовых газов 1002, и в то же время она может быть смонтирована как установка для подключения к новому источнику дымовых газов 1002. Дымовая труба 1001b снабжена открываемой/закрываемой заслонкой, которую закрывают в том случае, если установка для извлечения СО₂ или H₂S функционирует. Кроме того, заслонка установлена таким образом, что ее открывают, когда источник дымовых газов 1002 приводится в действие, но работа установки для извлечения СО₂ или H₂S прекращается.

Задача, решаемая с помощью настоящего изобретения

Абсорбирующие растворы отличаются по способности к абсорбции и десорбции CO₂ или H₂S, зависящей от температуры, так, что абсорбирующий раствор может быть более предрасположен к десорбции и менее предрасположен к абсорбции СО₂ или H₂S, и, наоборот, абсорбирующий раствор может быть менее предрасположен к десорбции CO₂ или H₂S, но более предрасположен к абсорбции CO₂, H₂S, и тому подобных веществ.

Поэтому в способе, в котором используют два или большее количество различных перемешанных абсорбирующих растворов при температуре абсорбции в абсорбере, равной, например, 40°С, и температуре регенерации в регенераторе, например, 90°С, абсорбирующий раствор, который менее предрасположен к абсорбции СО₂ или H₂S при низкой температуре, например, проявляет хорошую способность абсорбировать СО₂ или H₂S в абсорбере, но проявляет низкую десорбционную способность для СО₂ или H₂S в регенераторе, и, с другой стороны, абсорбирующий раствор, который предрасположен к абсорбции СО₂ или H₂S при высокой температуре, проявляет низкую абсорбционную способность для CO₂ или H₂S в абсорбере, но проявляет хорошую способность к десорбции CO₂ или H₂S в регенераторе. Следовательно, трудно соответствовать одновременно требованиям как абсорбции, так и десорбции СО₂ или H₂S при использовании различных абсорбирующих растворов, в связи с чем возникает проблема, которая заключается в том, что производительность установки в целом является низкой.

Кроме того, в способе, в котором улучшается процесс подачи абсорбирующего раствора, в целях обеспечения в установке экономии энергии важно достигнуть максимальной эффективности теплообмена с абсорбирующим раствором в интервале температур от 40°С до 120°С.

Настоящее изобретение создано в связи с существованием вышеуказанных проблем, и задача настоящего изобретения заключается в обеспечении установки для извлечения СО₂ или H₂S и способа извлечения СО₂ или H₂S, в которых эффективность абсорбции СО₂ или H₂S дополнительно повышена за счет использования ряда различных абсорбирующих растворов.

Средства решения задачи

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения установка для извлечения СО₂ или H₂S содержит, по меньшей мере, два комплекса оборудования для извлечения СО₂ или H₂S, каждый из которых включает абсорбер, который обеспечивает извлечение, по меньшей мере, одного из двух веществ, СО₂ и H₂S, за счет приведения поступающих дымовых газов, содержащих, по меньшей мере, одно из указанных веществ, СО₂ и H₂S, в контакт с абсорбирующим раствором; регенератор, в котором происходит регенерация насыщенного раствора, который абсорбировал, по меньшей мере, одно из указанных веществ, СО₂ и H₂S; линию подачи насыщенного раствора, которая подает насыщенный раствор из абсорбера в регенератор; и линию подачи бедного раствора, которая направляет из регенератора в абсорбер бедный раствор, из которого в регенераторе удаляют, по меньшей мере, одно из указанных веществ, СО₂ и H₂S, при этом абсорбирующий раствор поглощает, по меньшей мере, одно из веществ, CO₂ и H₂S, и регенерируется в зависимости от температуры абсорбирующего раствора, и различные типы абсорбирующих растворов подают независимо в соответствующий комплекс оборудования для извлечения СО₂ или H₂S, и дымовые газы непрерывно поступают с последовательным прохождением низкотемпературного абсорбирующего раствора на низкотемпературной стороне установки и высокотемпературного абсорбирующего раствора в высокотемпературной части, при этом указанные абсорбирующие растворы выбирают из различных типов абсорбирующих растворов.

Предпочтительно установка для извлечения СО₂ или H₂S включает также оборудование линии подачи охлаждающей воды, которое обеспечивает снабжение охлаждающей водой для охлаждения соответствующих бедных растворов, при этом из бедных растворов, которые из регенератора направляют в абсорбер, бедный раствор, имеющий высокую температуру, получают выше по потоку охлаждающей воды (на стороне впуска охлаждающей воды), а бедный раствор, имеющий низкую температуру, получают ниже по потоку охлаждающей воды (на стороне ее выпуска).

Предпочтительно установка для снижения содержания CO₂ или H₂S включает также оборудование линии подачи насыщенного водяного пара, которое обеспечивает снабжение насыщенным паром для нагревания соответствующих бедных растворов, при этом из бедных растворов, которые направляют из регенератора в абсорбер, бедный раствор, имеющий высокую температуру, получают выше по потоку насыщенного пара, а бедный раствор, имеющий низкую температуру, получают ниже по потоку насыщенного пара.

Предпочтительно установка для извлечения CO₂ или H₂S, кроме того, включает, по меньшей мере, два теплообменника, в которых осуществляют теплообмен между бедным раствором и насыщенным раствором, при этом указанные бедный раствор и насыщенный раствор циркулируют в одном и том же или в различных комплексах оборудования, включающих комплексы оборудования для извлечения СО₂ или H₂S.

Предпочтительно установка для извлечения СО₂ или H₂S, кроме того, содержит, по меньшей мере, один теплообменник для полубедного раствора, размещенный на линии подачи бедного раствора и предназначенный для нагревания с помощью бедного раствора, отведенного из регенератора, полубедного раствора, отведенного из средней части регенератора, из которого удалена часть, по меньшей мере, одного из двух веществ, СО₂ и H₂S.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения в способе извлечения CO₂ или H₂S, дымовые газы, содержащие, по меньшей мере, одно из двух веществ, CO₂ и H₂S, направляют в низкотемпературный абсорбер, в который на низкотемпературной стороне установки подают низкотемпературный абсорбирующий раствор, выбранный из ряда различных типов абсорбирующих растворов, для извлечения, по меньшей мере, одного из содержащихся в дымовых газах веществ, СО₂ и H₂S, с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора, и затем дымовые газы непрерывно подают в высокотемпературный абсорбер, в который на высокотемпературной стороне направляют высокотемпературный абсорбирующий раствор для дальнейшего извлечения, с использованием высокотемпературного абсорбирующего раствора, по меньшей мере, одного из веществ, СО₂ и H₂S, содержащихся в дымовых газах, которое не было удалено с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора.

Предпочтительно в способе извлечения СО₂ или H₂S низкотемпературный абсорбирующий раствор, который подают в низкотемпературный абсорбер, охлаждают с помощью охлаждающей воды, для извлечения с помощью охлажденного низкотемпературного абсорбирующего раствора, по меньшей мере, одного из содержащихся в дымовых газах веществ, CO₂ и H₂S, и затем высокотемпературный абсорбирующий раствор, который подают в высокотемпературный абсорбер, дополнительно охлаждают, используя для этого охлаждающую воду, с которой обменялся теплотой низкотемпературный абсорбирующий раствор, с дальнейшим извлечением, с использованием высокотемпературного абсорбирующего раствора, по меньшей мере, одного из веществ, CO₂ и H₂S, которое не было удалено с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора.

Предпочтительно в способе извлечения CO₂ или H₂S высокотемпературный бедный раствор, который накапливается в нижней части высокотемпературного регенератора, обеспечивающего регенерацию высокотемпературного насыщенного раствора, поглотившего, по меньшей мере, одно из веществ, СО₂ и H₂S, в высокотемпературном абсорбере, отводят из абсорбера для осуществления теплообмена с насыщенным водяным паром, после чего нагретый высокотемпературный бедный раствор направляют в высокотемпературный абсорбер в качестве высокотемпературного абсорбирующего раствора; низкотемпературный бедный раствор, который накапливается в нижней части низкотемпературного регенератора, отводят из регенератора для осуществления теплообмена с насыщенным водяным паром, который обменялся теплотой с высокотемпературным бедным раствором, после чего нагретый низкотемпературный бедный раствор направляют в низкотемпературный абсорбер в качестве низкотемпературного абсорбирующего раствора, и, по меньшей мере, одно из веществ, СО₂ и H₂S, содержащихся в дымовых газах, удаляют с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора, и, по меньшей мере, одно из веществ, CO₂ и H₂S, которое не было удалено с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора, дополнительно извлекают с использованием высокотемпературного абсорбирующего раствора.

Предпочтительно в способе снижения содержания СО₂ или H₂S осуществляют теплообмен бедных растворов, отведенных из соответствующих регенераторов, с использованием для этого, по меньшей мере, одного из насыщенных растворов, циркулирующих в одном и том же или в другом комплексе оборудования, из имеющихся комплексов оборудования для извлечения СО₂ или H₂S, причем бедные растворы, после обмена теплотой, направляют в соответствующие абсорберы для извлечения, по меньшей мере, одного из содержащихся в дымовых газах веществ, СО₂ и H₂S.

Предпочтительно в способе извлечения CO₂ или H₂S после осуществления теплообмена полубедного раствора, отведенного из средней части регенератора, из которого удалена часть CO₂ с указанным бедным раствором, отведенным из регенератора, бедный раствор подают в абсорбер для извлечения, по меньшей мере, одного из двух содержащихся в дымовых газах веществ, CO₂ и H₂S.

Технический результат, достигаемый изобретением

В соответствии с настоящим изобретением за счет независимой подачи абсорбирующих растворов различного типа в соответствующих комплексах оборудования для извлечения CO₂ или H₂S и непрерывной подачи дымовых газов с их последовательным прохождением от низкотемпературного абсорбера к высокотемпературному абсорберу, в которых используют различные типы абсорбирующих растворов, содержащийся в дымовых газах СО₂ или содержащийся H₂S могут быть эффективно извлечены в соответствии с зависимостью абсорбции и десорбции CO₂ или H₂S от температуры для соответствующих абсорбирующих растворов, и это является подходящим результатом для установки, предназначенной для извлечения CO₂ или H₂S, и способа, в которых дополнительно улучшается эффективность абсорбции CO₂ или H₂S.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - упрощенная схема установки для извлечения СО₂ в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.

Фиг.2 - вариант установки для извлечения СО₂ в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.

Фиг.3 - другой вариант установки для извлечения CO₂ в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.

Фиг.4 - пример, в котором в установке для извлечения CO₂ в соответствии с первым воплощением, представленным на фиг.3, в качестве низкотемпературного абсорбирующего раствора используют БАЭ и в качестве высокотемпературного абсорбирующего раствора используют МАЭ.

Фиг.5 - упрощенная схема установки для извлечения CO₂ в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения.

Фиг.6 - пример, в котором в установке для извлечения CO₂ в соответствии со вторым воплощением, представленным на фиг.5, в качестве низкотемпературного абсорбирующего раствора используют БАЭ и в качестве высокотемпературного абсорбирующего раствора используют МАЭ.

Фиг.7 - иллюстрация соотношения между температурой абсорбции и количеством абсорбированного СО₂.

Фиг.8 - иллюстрация принципиальной схемы установки для извлечения CO₂ или H₂S, в которой реализуют способ с использованием двух типов смешанных абсорбирующих растворов.

Пояснения буквенных обозначений или номеров позиций

10А - 10D - установка для извлечения CO₂,

11-1 - комплекс низкотемпературного оборудования для извлечения СО₂,

11-2 - комплекс высокотемпературного оборудования для извлечения СО₂,

12-1 - трубопровод для подачи низкотемпературного насыщенного раствора,

12-2 - трубопровод для подачи высокотемпературного насыщенного раствора,

13-1 - трубопровод для подачи низкотемпературного бедного раствора,

13-2 - трубопровод для подачи высокотемпературного бедного раствора,

14 - охлаждающая вода,

15 - трубопровод для подачи охлаждающей воды,

16 - трубопровод для подачи насыщенного водяного пара,

20-1 - низкотемпературный полубедный раствор,

20-2 - высокотемпературный полубедный раствор,

1002 - дымовые газы,

1005-1 - низкотемпературный абсорбирующий раствор,

1005-2 - высокотемпературный абсорбирующий раствор,

1006-1 - низкотемпературный абсорбер,

1006-2 - высокотемпературный абсорбер,

1007-1 - низкотемпературный насыщенный раствор,

1007-2 - высокотемпературный насыщенный раствор,

1008-1 - низкотемпературный регенератор,

1008-2 - высокотемпературный регенератор,

1009-1 - низкотемпературный бедный раствор,

1009-2 - высокотемпературный бедный раствор,

1021-1, 1021-2, 1021-3, 1021-4 - охладитель,

1014-1 - низкотемпературный регенеративный нагреватель,

1014-2 - высокотемпературный регенеративный нагреватель.

Наилучший вариант (варианты) осуществления изобретения

Настоящее изобретение ниже будет рассмотрено более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными воплощениями и примерами. Кроме того, элементы установки в воплощениях и примерах включают такие элементы, которые легко могут представить себе специалисты в данной области техники или которые по существу являются эквивалентами.

[Первое воплощение]

Установка для извлечения СО₂ в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения поясняется со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 представлена упрощенная схема установки для извлечения СО₂ в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Представленная установка для извлечения СО₂ согласно настоящему воплощению имеет в основном такую же технологическую схему, что и установка для извлечения СО₂, иллюстрируемая на фиг.8. Поэтому она показана в упрощенном виде, при этом элементы установки, одинаковые с показанными в установке для извлечения CO₂, представленной на фиг.8, обозначены на фиг.1 одинаковыми ссылочными номерами позиций, и повторные пояснения в их отношении здесь не приведены. Хотя настоящее изобретение относится к установке для извлечения CO₂ или H₂S, имеющей оборудование для абсорбирования СО₂ или H₂S, при раскрытии настоящего воплощения поясняется случай извлечения только СО₂.

Как показано на фиг.1, установка 10А для извлечения СО₂, соответствующая настоящему изобретению, включает комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения CO₂, размещенный на той стороне, с которой в установку поступают дымовые газы 1002, и комплекс высокотемпературного оборудования 11-2 для извлечения CO₂, которое размещено на той стороне, с которой из установки отводят дымовые газы 1002. Комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения СО₂ включает низкотемпературный абсорбер 1006-1, который обеспечивает извлечение CO₂ за счет приведения поступивших дымовых газов 1002, содержащих СО₂, в контакт с низкотемпературным абсорбирующим раствором 1005-1, и низкотемпературный регенератор 1008-1, который регенерирует низкотемпературный насыщенный раствор 1007-1, абсорбировавший СО₂, линию 12-1 подачи низкотемпературного насыщенного раствора, которая подает низкотемпературный насыщенный раствор 1007-1 из низкотемпературного абсорбера 1006-1 в низкотемпературный регенератор 1008-1, и линию 13-1 подачи низкотемпературного бедного раствора, обеспечивающую подачу низкотемпературного бедного раствора 1009-1, из которого извлечен СО₂ в низкотемпературном регенераторе 1008-1, из низкотемпературного регенератора 1008-1 в низкотемпературный абсорбер 1006-1.

Кроме того, подобно схеме расположения комплекса низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения СО₂, комплекс высокотемпературного оборудования 11-2 для извлечения СО₂ включает высокотемпературный абсорбер 1006-2, в котором извлекают CO₂ путем приведения дымовых газов 1002 в контакт с высокотемпературным абсорбирующим раствором 1005-2; высокотемпературный регенератор 1008-2, в котором происходит регенерация высокотемпературного насыщенного раствора 1007-2, абсорбировавшего СО₂; линию 12-2 подачи высокотемпературного насыщенного раствора, обеспечивающую подачу высокотемпературного насыщенного раствора 1007-2 из высокотемпературного абсорбера 1006-2 в высокотемпературный регенератор 1008-2; и линию 13-2 подачи высокотемпературного бедного раствора 1009-2, из которого в высокотемпературном регенераторе 1008-2 удаляют СО₂, из высокотемпературного регенератора 1008-2 в высокотемпературный абсорбер 1006-2.

Позицией 1013-1 на фиг.1 обозначен низкотемпературный теплообменник, в котором осуществляют теплообмен между низкотемпературным насыщенным раствором 1007-1 и низкотемпературным бедным раствором 1009-1, и позиций 1013-2 показан высокотемпературный теплообменник, в котором осуществляют теплообмен между высокотемпературным насыщенным раствором 1007-2 и высокотемпературным бедным раствором 1009-2.

В установке 10А для извлечения СО₂ в соответствии с рассматриваемым воплощением низкотемпературный абсорбирующий раствор 1005-1 и высокотемпературный абсорбирующий раствор 1005-2 подводят по отдельности для циркуляции в комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения СО₂ и в комплекс высокотемпературного оборудования 11-2 для извлечения СО₂.

Кроме того, в установке 10А для извлечения СО₂ в соответствии с рассматриваемым воплощениям абсорбция СО₂ и регенерация низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 и высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2 являются процессами, зависимыми от температуры упомянутых низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 и высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2.

В настоящем изобретении в качестве низкотемпературного абсорбирующего раствора могут быть использованы, например, метилдиэтаноламин (МДЭА), диэтаноламин (ДЭА), триэтаноламин (ТЭА), диизопропаноламин (ДИПА), 2-амино-2-метилпропанол (АМП), этилдиэтаноламин (ЭДЭА), 2-диэтиламиноэтанол (ЭАЭ) и тому подобные соединения. Однако настоящее изобретение указанными соединениями не ограничено, и может быть использован любой абсорбирующий раствор, имеющий при низкой температуре высокую абсорбционную способность и высокую способность к десорбции. Кроме того, в настоящем изобретении в качестве высокотемпературного абсорбирующего раствора может быть использован, например, пиперазин (П), моноэтаноламин (МЭА), 3-амино-1-пропанол (АП), 2-метиламиноэтанол (МАЭ), 2-этиламиноэтанол (ЭАЭ), 2-н-пропиламиноэтанол (ПАЭ), 2-метилпиперазин (МП), 1-(2-аминоэтил) пиперазин (АЭПРЗ) и тому подобные соединения. Однако настоящее изобретение указанными соединениями не ограничено, и может быть использован любой абсорбирующий раствор, имеющий высокую абсорбционную способность и высокую способность к десорбции при высокой температуре.

Кроме того, в установке 10А для извлечения CO₂ в соответствии с настоящим воплощением низкотемпературный абсорбирующий раствор 1005-1 и высокотемпературный абсорбирующий раствор 1005-2 подают по отдельности в комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения СО₂ и в комплекс высокотемпературного оборудования 11-2 для извлечения СО₂ соответственно. Дымовые газы 1002 подают с последовательным прохождением низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 на низкотемпературной стороне и высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2 на высокотемпературной стороне.

За счет подачи дымовых газов 1002, с их последовательным прохождением от низкотемпературного абсорбера 1006-1 к высокотемпературному абсорберу 1006-2, после извлечения двуокиси углерода, содержащейся в дымовых газах 1002, с помощью низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 на низкотемпературной стороне установки, двуокись углерода, которая не была абсорбирована низкотемпературным абсорбирующим раствором 1005-1, дополнительно извлекается с помощью высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2 на высокотемпературной стороне.

Кроме того, в установке 10А для извлечения СО₂ в соответствии с настоящим воплощением, СО₂, содержащаяся в низкотемпературном абсорбирующем растворе 1005-1, выделяется в низкотемпературном регенераторе 1008-1, при этом происходит регенерация низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1. Подобным образом, СО₂, содержащаяся в высокотемпературном абсорбирующем растворе 1005-2, выделяется в высокотемпературном регенераторе 1008-2, в результате чего происходит регенерация указанного высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2.

Кроме того, если количество абсорбирующих растворов недостаточно для того, чтобы поглотить содержащийся в дымовых газах 1002 CO₂ при направлении регенерированных низкотемпературного бедного раствора 1009-1 и высокотемпературного бедного раствора 1009-2 в низкотемпературный абсорбер 1006-1 и в высокотемпературный абсорбер 1006-2 соответственно, недостающее количество низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 и высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2 подают в низкотемпературный бедный раствор 1009-1 и в высокотемпературный бедный раствор 1009-2, поступающие по линии 13-1 подачи низкотемпературного бедного раствора и линии 13-2 подачи высокотемпературного бедного раствора соответственно.

Как отмечено выше, в установке 10А для извлечения CO₂ в соответствии с настоящим воплощением низкотемпературный абсорбирующий раствор 1005-1, имеющий превосходную десорбционную способность, подходящую для низкотемпературной абсорбции и низкотемпературной регенерации, и высокотемпературный абсорбирующий раствор 1005-2, имеющий превосходную абсорбционную способность, подходящую для высокотемпературной абсорбции и высокотемпературной регенерации, циркулируют в независимых замкнутых контурах, соответственно, при температурах, подходящих для последовательно осуществляемых процессов абсорбции и десорбции. Поэтому можно обеспечить наилучшую способность абсорбции/десорбции СО₂ для соответствующих низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1 и высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2 в зависимости от их температуры. В результате абсорбция/десорбция CO₂ могут быть осуществлены более эффективно, чем в известном оборудовании для извлечения СО₂, которое реализует способ с использованием двух или более типов различных смешанных абсорбирующих растворов, иллюстрируемый на фиг.8.

Кроме того, в установке 10А для извлечения СО₂ в соответствии с настоящим изобретением имеются два комплекса, включающих комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения CO₂ и комплекс высокотемпературного оборудования 11-1 для извлечения CO₂. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается, и могут быть использованы три или более комплексов, в схеме установки, в которой имеются комплекс низкотемпературного оборудования для извлечения CO₂, комплекс оборудования с промежуточной температурой для извлечения CO₂ и комплекс высокотемпературного оборудования для извлечения СО₂.

На фиг.2 представлен вариант выполнения установки 10А для извлечения СО₂, соответствующей настоящему изобретению, иллюстрируемой на фиг.1. Как показано на фиг.2, установка 10В в соответствии с настоящим воплощением включает оборудование линии подачи охлаждающей воды 14 для последовательного охлаждения низкотемпературного бедного раствора 1009-1 и высокотемпературного бедного раствора 1009-2. В то время как в установке 10А для извлечения СО₂ в соответствии с настоящим изобретением, показанной на фиг.1, охлаждающую воду 14 подают отдельно в комплекс низкотемпературного оборудования 11-1 для извлечения CO₂ и отдельно в комплекс высокотемпературного оборудования 11-2 для извлечения СО₂, в установке 10В для извлечения CO₂, соответствующей настоящему изобретению, подачу воды осуществляют непрерывным потоком через комплексы оборудования 11-1 и 11-2. Оборудование линии подачи охлаждающей воды включает трубопровод 15 для подачи охлаждающей воды и охладители 1021-1 и 1021-2, установленные на линии 15 подачи охлаждающей воды и включенные в линии подачи бедного раствора.

В частности, как показано на фиг.2, имеется трубопровод 15 для подачи охлаждающей воды, который обеспечивает подачу охлаждающей воды 14 для охлаждения низкотемпературного бедного раствора 1009-1 и высокотемпературного бедного раствора 1009-2, при этом низкотемпературный бедный раствор 1009-1, который направляют из низкотемпературного регенератора 1008-1 в низкотемпературный абсорбер 1006-1, подают в указанный абсорбер 1006-1 со стороны, находящейся выше по потоку дымовых газов (со стороны впуска дымовых газов), а высокотемпературный бедный раствор 1009-2, который направляют из высокотемпературного регенератора 1008-2 в высокотемпературный абсорбер 1006-2, подают в абсорбер 1006-2 со стороны, находящейся ниже по потоку (со стороны выпуска дымовых газов). Кроме того, на линии 15 подачи охлаждающей воды размещены охладители 1021-1 и 1021-2, включенные в линию 13-1 подачи низкотемпературного бедного раствора и в линию 13-2 подачи высокотемпературного бедного раствора соответственно.

В охладителе 1021-1 охлаждающую воду 14, которая не была использована для теплообмена, сначала используют для осуществления теплообмена с целью охлаждения низкотемпературного бедного раствора 1009-1 и затем используют в охладителе 1021-2, где охлаждающую воду 14, температура которой увеличилась в результате теплообмена, используют для теплообмена с охлаждаемым высокотемпературным бедным раствором 1009-2.

Как отмечено выше, за счет использования низкотемпературной охлаждающей воды 14, которая не участвовала в теплообмене, для охлаждения низкотемпературного абсорбирующего раствора 1005-1, имеющего низкую абсорбционную способность, и за счет использования охлаждающей воды 14, температура которой увеличилась, для охлаждения высокотемпературного абсорбирующего раствора 1005-2, имеющего высокую абсорбционную способность, низкотемпературный бедный раствор 1009-1 и высокотемпературный бедный раствор 1009-2 соответственно могут быть эффективно охлаждены.

Кроме того, установка 10В для извлечения CO₂ в соответствии с настоящим изобретением снабжена оборудованием линии подачи насыщенного пара, обеспечивающим подачу насыщенного пара 1030, который нагревает последовательно низкотемпературный бедный раствор 20-1 и высокотемпературный бедный раствор 20-2. В то время, как в установке 10А для извлечения СО₂, показанной на фиг.1, насыщенный водяной пар 1030-1 и 1030-2 подают отдельно в низкотемпературное оборудование 11-1 для извлечения СО₂ и отдельно в высокотемпературное оборудование 11-2 для извлечения CO₂ соответственно, в установке 10В для извлечения СО₂, соответствующей настоящему воплощению, подачу водяного пара осуществляют одним непрерывным потоком.

Оборудование линии подачи насыщенного водяного пара включает трубопровод 16 для подачи насыщенного пара и регенеративные нагреватели 1014-1 и 1014-2, которые установлены на линии 16 подачи насыщенного пара и включены в соответствующие линии подачи бедного раствора.

В частности, как показано на фиг.2, в установке имеется линия 16 п