CN101472662B - 热回收气体的吸收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种装置，该装置包括吸收器，所述的吸收器设有多个顺次相邻的供气流流经的部分。管路设施配置了多个热交换和冷却设备，所述的管路设施包括配置成流入、连通和流出吸收器的每一部分的部分，以及回收和再生部分。在公开的方法中，使带有至少一种选自与经选择的气态组分反应的化合物的液体溶剂系统逆流流过气流并与气流混合。在吸收器的每个部分之间可控制地操纵液体溶剂的温度，以(a)在吸收器的底端提供热力驱动的传质，以及(b)在吸收器的顶端提供动力驱动的传质。在从吸收式液体溶剂系统中回收气态组分的过程中回收所产生的热量，以用于再生溶剂系统。

Description

热回收气体的吸收方法
技术领域
本发明涉及工业气流中的气态组分的去除。更具体地说，本发明涉及从过程气流和/或废气气流中分离和回收气态组分的装置和方法。
背景技术
长久以来，在工业及环境应用上，人们业已提供了一些气体吸收、分离和回收的方法。工业上的应用通常包括从过程气流中分离和去除至少一种气态组分的方法，以便提高生产的气体产品的质量和/或防止不希望有的下游操作问题，这些问题其后可能会在下游操作中发生。这样的例子是从天然气和合成气中除去二氧化碳(CO2)和/或硫化氢(H2S)，以及从工业过程气流中除去和分离挥发性有机化合物和气体，如氮气(N2)、氧气(O2)和氢气(H2)。环境应用通常包括从燃烧烟气或废气气流中除去至少一种气态组分，如二氧化硫(SO2)、CO2、氮氧化物(NOX)和汞(Hg)，以便减少排放到大气中的污染物。
众所周知，现有技术中存在多种从燃烧的烟气或废气流中除去不需要的气态组分的系统，该系统一般都配置成使通常包括一种或多种链烷醇胺的溶剂以逆流的方式流经含有不需要的气态组分的气流。这些系统一般是指逆流吸收器或汽提塔，而在Kohl和Neilson合著的GasPurification，第5版(1997，Elsivier B.V.)中详细地记述了它们的多种配置及其操作。通常的逆流吸收器系统包括伸长的配置成接收流经的气流的汽提塔和管路设施，所述管路设施配置成从溶剂再生器中输送使合适的溶剂进入、穿过以及从汽提塔返回到溶剂再生器中。一般的伸长的汽提塔通常垂直地安装，并配置成在底端附近接收含有不需要的气态组分的气流。气流穿过汽提塔向上流动，再从塔的顶端附近排出。溶剂管路设施通常在塔的顶端附近把溶剂输送到汽提塔，并在塔的底端附近回收和去除溶剂。而实践中，人们通常把溶剂管道的接入和接出点之 间的汽提塔的部分用适当的填充料进行填充，以便当溶剂从接入点向下滴到接出点时，增加溶剂与汽提塔接触的表面积。进入汽提塔顶端的管道设施一般设有液体分散器，以在进入点以下的填充料附近撒开溶剂。汽提塔一般还在管道设施的接出点附近设有液体收集板，以从汽提塔收集和去除溶剂。本领域的技术人员将会理解，汽提塔本身是溶剂管道设施的整体构件，这是因为管道设施的接入点和接出点之间的塔壁含有溶剂。众所周知的还有，汽提塔可配置两个或多个垂直的台，其中，每一个台都设有上溶剂管道接入点和下溶剂管道接出点。在这样的系统中，插在两个垂直的台之间的液体收集板设有带盖的气体提升管，其允许气体从下面的台经提升管进入上面的台，而向下滴经过上面的台的溶剂通过板进行收集，再穿过管道设施流出。收集板的设计防止了塔内的两个台之间的溶剂的向下滴。因此，本领域的技术人员将会理解，限定每个台的汽提塔的部分包括接入和接出那个台的溶剂管道设施的整体构件。在用原矿和其它粗原料制备成品油的过程中以及在处置城市或工业废料上，大规模的燃烧过程一般用于城市和工业能源生产。这种燃烧过程一般都是连续进行的，会一直排放出大量的废气气流，其中包含一种或多种非常有害的气态化合物，如CO2、H2S和NOX等等，这些气体都会对环境造成重大的污染并危害健康。特别地，大规模的城市和工业燃烧产生的浓度持续增加的CO2是导致全球变暖的主因，这也使得环境扰动和与污染相关的健康问题的发生率有上升的趋势。
由于从过程或废气气流中吸收经选择的气体的溶剂的再生需要大量的能源，故尽管它们的应用广泛，但当前使用的工业气体的吸收方法在经济效益方面呈现出不足。这在工业上阻碍了能耗和工艺成本的降低，也阻碍了需要履行的环境目标的实现。
发明内容
本发明的示范性的实施例，至少是优选的形式是针对大容量的能效装置和方法：(a)从过程气流或废气气流中除去至少一种气态组分，再进入配置成吸收气态组分的液态溶剂系统中；接着(b)分离和回收液体溶剂系统中的气态组分。
根据本发明的一个优选实施例，提供了一种装置，其包括带有多个顺序相邻的部分的吸收器，所述的吸收器与输送液体溶剂系统的管路设施连通，所述的管路设施配置成从吸收器的每个部分接入和接出。在优选的形式中，吸收器包括垂直定向的吸收塔，塔上设有多个依次垂直地定位安装的相临部分。过程气流的入口设在靠近吸收器的底部，而供已去除了经选择的气态组分流出的气流出口则设在吸收器的顶部。或者，使排除的废气气流流经吸收器，以除去经选择的气态组分。气流穿过以逆流或横流的方式流过的液体溶剂系统而连续地流过吸收器的相临部分。液体溶剂系统含有至少一种化学组分，以从气流中吸收和/或分离气态组分。
根据一个方面，本发明提供了管路设施，其配置成通过连通吸收器第一部分即靠近吸收器气体出口的部分的顶部的方式接入吸收器，并从吸收器的底部接出。较佳地，管路设施是管道设施。在优选的形式中，管道设施依次接入吸收器的顶部，再从每个相临部分的底部接出。在另一优选的形式中，在管道设施的部分中设置贫的热传递单元，其接入吸收器第一部分的顶部。较佳地，管道设施中设置贫的冷却单元，其设在所述贫的热传递单元和吸收器的第一部分之间。更佳的是，管道设施把受温度控制的贫的吸收式液体导入吸收器的第一部分的顶部。
根据另一方面，本发明在所述的管道设施的一部分中设置热传递单元，其从吸收器的第一部分的底部接出来，并接入吸收器相临部分的顶部。在优选的形式中，提供了管道设施的所述部分，该部分设于所述的热传递单元和吸收器的相临部分的顶部之间，与输送热的液体溶剂系统的管道设施的部分互连。
根据又一方面，本发明在从吸收器的部分的底部接出并从吸收器相临部分的顶部接入的管道设施的每一个部分中都提供了热传递单元。在优选的形式中，提供了管道设施的每一个部分，该部分设于所述的热传递单元与吸收器相临部分的顶部和冷却单元之间。较佳地，冷却单元是夹紧式冷却单元。
根据本发明的再一方面，为从该系统中除去经富集的吸收式液体，即含有从过程气流或废气气流中除去的气态组分的吸收式液体，本发明提 供了与吸收器底部连通的去除管道设施。在优选的形式中，去除管道设施与液体系统的每个部分设置的热交换单元互连和配合，其中，液体系统与靠近吸收器的第一部分的部分连通，因此，热量能通过热交换单元从每个部分底部流出的吸收式液体而被除去，然后再传递到经去除管道设施传输经过热交换单元的经富集的吸收式液体中。更优选的是，使去除管道设施与贫-富热交换单元互连和配合，以把从热的贫的吸收式液体的热量传递到通过去除管道设施而在贫富热交换单元输送的富集的吸收式液体。
根据本发明的又一方面，去除管道设施与如下方式配置的多个第一设备互连并配合，以：(a)分离经富集的吸收式液体溶剂，从气流去除含有经选择的气态组分的气流，以及(b)使富集的吸收式液体再生进入贫的吸收式液体中。在优选的形式中，提供了设备的多个第二设备，以回收经选择的气态组分的分离的气流，并在用于其它工业过程之前进一步处理和/或提纯所述的经选择的气态组分。或者，回收的和提纯的气态组分可输送并储存在为此目的而选择的容器中。
根据本发明的另一优选的实施例，提供了从过程气流和废气气流中去除和回收选择的气态组分的方法。使气流依次流经多段的吸收器单元，其中，经选择的气态组分的去除是通过使向上流动的气流重复地与温度操纵和控制的液体溶剂系统混合和接触，所述的系统包括至少一种选择的化学成分，以吸收和/或分离所述的气态组分和/或与所述的气态组分进行反应。较佳地，液体溶剂系统是贫的吸收式液体，其在流入顶部之前，即在流入吸收器第一部分之前可控制地进行冷却，其中，它以逆流或横流的流动方式与气流混合和接触，借此从气流中除去一部分选择的气态组分，并部分地加载贫的吸收式液体。部分地加载的吸收式液体从第一部分的底部经管道设施流入，并通过至少一个热交换器进行输送，其中，在它流入下面即第二部分的顶部之前，部分地加载的吸收式液体被加热到高温。在优选的形式中，热的部分地加载的吸收式液体的温度通过可控制地用热的贫的吸收式液体相互混合而进行调节。部分地加载的吸收式液体以逆流或横流的方式流经气流穿过的第二部分，并从气流除去其它部分的经选择的气态组分，因此，吸收式液体变成不断加载的 吸收式液体。不断加载的吸收式液体经管道设施从第二部分的底部流出，并穿过至少一个热交换单元和一个冷却单元输送，该冷却单元配置成在吸收式液体流入下面即第三部分的顶部之前，冷却和控制不断加载的吸收式液体的温度。不断加载的吸收式液体以逆流或横流的方式流经气流穿过的第三部分，并从气流中除去其它部分的经选择的气态组分，借此形成高度加载的吸收式液体。高度加载的吸收式液体从第三部分的底部经管道系统流回，并经过至少一个热交换单元和一个冷却单元进行输送，该冷却单元配置成在吸收式液体返回底部即最后一部分的顶部之前，冷却和控制吸收式液体的温度。高度加载的吸收式液体以逆流或横流的方式流经气流穿过的最后一部分，以从气流中去除最后的经选择的气态组分，因此，最终形成了经富集的吸收式液体。富集的吸收式液体经去除管道设施从吸收器的底部排出，再流到经选择的并配置成回收被吸收的含有在吸收式液体内的气态组分的多个设备中，并再生吸收式液体流入贫的吸收式液体中，之后循环进入吸收器中。
根据一个方面，为通过与管道设施连通进行运送来与吸收器连通，本发明提供了液体溶剂系统。液体溶剂系统包括吸收式液体，其配置成吸收和/或分离和/或反应从过程气流选择的或者流经吸收器的废气气流中的气态组分。当吸收式液体流入靠近吸收器的气流出口的第一部分的顶部时，它被认为是贫的吸收式液体，并不断地用选择的气态组分来富集，这是由于吸收式液体以逆流或横流的方式穿过相邻的那些部分流经穿过吸收器的气流，因此，当从吸收器的底部流出时，它变成了富的吸收式液体。
在优选的形式中，吸收式液体包括含有至少一种化学成分的吸收式液体，所述的化学成分用于吸收和/或分离和/或反应选择的过程气流的或废气流或炼油气流中的气态组分。选择的气态组分选自由以下气体组成的组：CO2、H2S、SO2和NOX。
在另一个优选的形式中，吸收式液体包括：(a)含有至少一种经选择的化学组分的水溶液，该化学成分用于吸收和/或分离选择的过程气流或废气气流中的气态组分和/或与选择的过程气流或废气气流中的气态组分反应，以及(b)至少一种选自含有以下的组内的化学组分：动 力增强剂、缓蚀剂、消泡剂、除氧剂、盐中和剂、防垢和抗降解剂。
优选的是，贫的吸收式液体可控制地被冷却，并在流入吸收器的第一部分之前调整到选择的温度。在优选的形式中，提供了多个冷却和控制所述贫的吸收式液体的温度的设备。在更优选的形式中，提供了至少一个热转换单元，如贫-富热交换器，以冷却贫的吸收式液体，以及至少一个热交换单元，以调整和重新设定经冷却的液体溶剂的温度。
根据另一方面，液体溶剂系统配置成使用本发明的装置从燃烧废气气流中去除CO2。液体溶剂系统提供了包含吸收式液体的吸收溶液，该吸收式液体含有至少一种选自以下的组内的化合物：单乙醇胺(MEA)、二甘醇胺(DGA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、哌嗪(PZ)、氨水、胺、链烷醇胺及其衍生物和其它化学溶剂和/或它们的混合物。液体溶剂系统可进一步包括至少一种选自包括以下组内的化学组分：动力增强剂、缓蚀剂、消泡剂、除氧剂、盐中和剂、防垢和抗降解剂。
根据本发明另一优选的实施例，提供了从经富集的吸收式液体中分离、去除和回收选择的气态组分的方法。从吸收器底部流出的加热的经富集的吸收式液体被输送到再生器中，其中，经富集的吸收式液体被分成：(a)从再生器底部流出的一股热的贫的吸收式液体，接着被输送到再沸单元，以及(b)从再生器顶部流出来的一股热的蒸汽混合物。大部分或者能通过回流冷凝器从方法中去除的热量能使用热回收冷凝器通过本发明的方法进行回收，借此产生一股热的冷凝物，其被送到再沸单元，其中，回收的热量能用来使液体溶剂系统再生，从而大大减少了本发明的方法所需要的能量输入。
根据本发明的另一优选的实施例，提供了通过过从吸收器顶部出来的处理过的气体减少水和吸收式液体蒸汽损失的方法。该方法包括两级的蒸汽还原。第一级蒸汽还原发生在吸收器的第一部分，使可控制地冷却的贫吸收式液体流入第一部分，从而降低处理过的气体的温度，并除去水蒸汽和吸收式液体蒸汽。第二级蒸汽还原发生在低温操作的处理的气体冷凝器内。
附图说明
本发明将结合以下的附图进行详细地描述，其中
图1所示为本发明的一个实施例的示意图；
图2所示为穿过本发明的多段吸收器的吸收式液体的温度曲线图；以及
图3所示为温度操控对吸收器的工作及平衡曲线的影响。
具体实施方式
本发明提供了能量-效率地从化学过程和/或燃烧过程产生的过程气流或废气流中去除和回收至少一种气态组分的装置和方法。本发明提供的装置包括配置了多个顺序相连的部分的吸收器，所述吸收器与输送液体溶剂系统用的多段管道设施相连通，所述管道设施配置成从吸收器的每一个部分流入和流出。气流依次经过吸收器的相邻部分而流经逆流的液体溶剂系统。液体溶剂系统提供至少一种化学组分，以吸收和/或分离气流中的气态组分和/或与气流中的气态组分反应。
多段管道设施提供了：(a)至少两个配置成用来冷却流经的吸收式液体的热交换单元，(b)至少一个配置成用来加热流经的液体溶剂系统的热交换单元，每个所述的用来冷却(a)项中的热交换单元与至少一个专用的对流经管道设施进入吸收器的不同部分的液体溶剂系统进行精确温度控制的冷却单元配合。多段管道设施如下配置：(1)从吸收器中的每个部分的顶部接入，并从底部接出，以及(2)与热交换单元和/或插入吸收器每个部分的冷却单元配合，所述的单元配置成调整、操纵和控制流经的液体溶剂系统的温度。接入和接出吸收塔的部分的管道设施的每个部分都设置有：(a)接入点附近的液体分散装置，以及(b)靠近接出点的液体收集板。合适的液体分散装置是喷嘴。液体收集板设有多个气体提升管，其配置成使气流穿过的而阻止流经的液体流动。用插入液体分散装置和液体收集板之间的填充料对吸收塔部分进行填充是合适的。填充可以任意地进行或选择性地进行。
吸收器配置成接收靠近它的底端的含有至少一种待去除的气态组分的过程气流或废气流，以及从吸收器的相对端释放出一股含有降低了浓 度的所述气态组分的处理过的气流。
管道设施与至少一个再生液体溶剂系统用的再沸单元、至少两个用于冷却流经的液体溶剂系统的热交换单元以及至少一个用于精确地控制待输送到吸收器的第一部分的冷却了的液体溶剂系统的温度的冷却单元相配合。管道设施的输送侧与吸收器靠近释放出处理过的气流的端部的第一部分连通。
吸收器提供了与第一部分相邻的第二部分。配置第二部分，以：(a)连通与所述热交换单元配合的管道设施的第一部分，所述的热交换单元配置成在吸收式液体返回吸收器的第二部分的顶部之前，加热从第一部分的底部流出的液体溶剂系统，以及(b)连通管道设施的第二部分，吸收式液体从该管路设施的第二部分的底部流出，再流入下面的第三部分的顶部。至少一个热交换单元和冷却单元设在管道设施的第二部分，以可控制地冷却和操纵流经吸收器的第二部分再进入第三部分的吸收式液体溶剂的温度。
吸收器提供了与第二部分相邻的第三部分。配置第三部分，以：(a)连通管道设施的第一部分，所述的管道设施与至少一个热交换单元和冷却单元配合，该冷却单元配置成在吸收式液体返回吸收器的第三部分的顶部之前，可控制地冷却和操纵从第二部分底部流出来的吸收式液体溶剂系统的温度，以及(b)连通管道设施的第二部分，吸收式液体从第三部分的底部排出，再流入下端的第四部分的顶部。至少一个热交换单元和冷却单元设置在管路设施的第二部分，以可控制地冷却和操纵流经吸收器第三部分再流入第四部分的吸收式液体溶剂的温度。
如有需要，吸收器可设置多个部分，都像第三部分那样配置，以连通管道设施的对应部分，与至少一个配置成冷却流经的吸收式液体溶剂用的热交换单元配合，以及与设置的冷却单元配合，在吸收式液体流入相临的吸收器的下面部分的顶部之前，所述的冷却单元精确地控制从一个部分的底部流出的吸收式液体溶剂的温度。
管道设施的出口侧，即配置成从吸收器的最后一部分去除液体溶剂系统的管道设施的部分，与吸收器靠近气流入口的底端互连。在吸收器的出口侧，管道设施与至少一个热交换单元连通，该热交换单元配置成 在吸收器出口侧加热流经管道设施的液体溶剂系统，而同时冷却流经设置在吸收器第二部分和底部的管道设施内的液体溶剂系统；接着，与至少一个热交换单元连通，所述的热交换单元配置成冷却流经管道设施进入吸收器的液体溶剂系统；然后再与一系列选择的设备互连，所述的设备配置成：(a)分离和回收吸收的包含在液体溶剂系统中的气态组分，从而移除并再生液体溶剂系统，以及(b)把移除的液体溶剂系统加热到沸点，从而完成再生过程。本领域的技术人员将会理解，适合的设备可包括通常用于加热和冷却设施中的冷凝器、相分离器、再生器和再沸器。合适的再生器单元可配置成填函型或盘型，或喷淋型或膜型单元。本发明的装置的配置可包括一个再生器单元，或者多个配合的单元。再沸单元可以是本领域中公知的标准的再沸单元，且可以通过蒸汽、燃烧、电或其它合适的加热源来操纵。
本发明还提供至少一种从化工和/或燃烧过程中散发的气流中经选择的气态组分的去除方法，该方法是通过使含有至少一种待去除的气态组分的气流流经所述的多段吸收器，并与配置成吸收和/或反应所述的气态组分的温度操纵和温度控制的贫的吸收式液体溶剂系统混合和接触，当气流向上流动穿过所述的吸收器时，连续系列地调节吸收式液体溶剂系统的温度。本领域的技术人员将能理解，贫的吸收式液体是包含至少一种选择的化合物的吸收式液体，以反应和/或分离和/或吸收经选择的气态组分，但实际上是含有非常少的某种气态组分，还将理解，经富集的吸收式液体是对从气流中去除的选择的气态组分达到饱和的吸收式液体溶剂。吸收式液体可选择性地进一步包括助剂，例如动力增强剂、缓蚀剂、消泡剂、除氧剂、抗降解剂、盐中和剂、防垢剂以及其它选择的助剂。本领域的技术人员还应该理解，术语“净化”可用来描述通过配置成反应和/或分离和/或吸收所述的气态组分的吸收式液体来反应和/或分离和/或吸收经选择的气态组分，术语“经处理的”可用来描述这样一种气流，即该气流中的所述气态组分已经通过配置成此目的的吸收式液体通过反应和/或分离和/或吸收而被去除。术语“洗净的”可用来描述所述的气态组分，其已经通过吸收式液体从气流中去除。
所述的方法包括使气流流经含有多个顺序相邻部分的吸收器，其中 进入的气流与温度操纵和温度控制的设置在吸收器部分内并且穿过这些部分的吸收式液体溶剂系统混合，因此，在气流流经吸收器顺序相邻的部分时，存在于气流中的气态组分由吸收式液体溶剂不断地净化掉。同时，气流流过多段的吸收器，温度操纵和温度控制的吸收式液体以逆流或横流方式流经吸收器的每一部分。设在管道设施的进入到吸收塔部分的接入点附近的液体分散装置把吸收式液体分散进入薄膜或滴在液体分散装置以下的填充料上或其附近，接着，吸收式液体沿着吸收器的内表面向下滴，并沿着填充料的表面进入靠近管道设施接出点的液体收集板。流经吸收器的气流自由地与沿着吸收塔的内表面和沿着填充料的表面向下滴的大表面面积的吸收式液体混合和掺合。具体地，把吸收式液体的温度调节到相对较低，之后再输送并流入吸收器的第一部分的顶部。接着，冷却的吸收式液体在第一部分中向下流经向上流动的气流，从而与所述的气流混合和接触，导致清洗和去除的气态组分进入吸收式液体中，得到被认为是部分地加载的吸收式液体。除了净化方面，使经冷却的吸收式液体与气流混合和接触会在吸收式液体中会产生热能。热的部分地加载的吸收式液体溶剂从第一部分的底部流出，穿过热交换单元，其中所述的部分地加载的吸收式液体的温度进一步升高，在此之后，把加热的和温度操纵的部分地加载的吸收式液体流入吸收器的第二部分的顶部。接下来，温度调节的部分地加载的吸收式液体在第二部分中向下经过向上流动的气流而流动，从而混合和接触所述的气流，导致有另外的热量产生，经净化和去除气态组分进入吸收式液体溶剂中，这称之为热的不断加载的吸收式液体溶剂。加热的不断地加载的吸收式液体溶剂接着从第二部分的底部流出，并流入热交换器单元中，其中所述的不断地加载的吸收式液体的温度被降低，此后，温度操纵的不断地加载的吸收式液体流经冷却单元，其中所述吸收式液体的温度被进一步降低到一选择的值，此后，经冷却的和温度调节的不断地加载的吸收式液体溶剂流入吸收器的第三部分的顶部。温度调节的不断加载的吸收式液体接着在吸收器的第三部分中向下经过向上流动的气流而流动，从而混合和接触所述的气流，导致另外的热量产生，再使进一步净化和去除了的气态组分进入吸收式液体中，这被认为是热的高度加载的吸收式液体。接着， 热的高度加载的吸收式液体溶剂从第三部分的底部流出，再流入热交换单元中，其中降低所述的高度加载的吸收式液体溶剂的温度，此后，使温度操作的高度加载的吸收式液体流经冷却单元，其中，进一步降低所述吸收式液体的温度到一选择的值，此后，冷却的温度调节的高度加载的吸收式液体溶剂流入吸收器的第四部分的顶部。接下来，冷却的温度调节的高度加载的吸收式液体在吸收器的第四部分中向下经过向上流动的气流而流动，因气流进入吸收器，从而混合和接触所述的气流并且开始向上流动，这导致产生额外的热和使净化和去除了的气态组分进入高度加载的吸收式液体中，这种吸收式液体被认为是热的经富集的吸收式液体。本领域的技术人员将会理解，经富集的吸收式液体是已经对气流中去除了的气态组分饱和的贫的吸收式液体。应该注意的是，含有经选择的气态组分的气流是不断的剥离气态组分，这是因为气流向上流动经过吸收器的第四、第三、第二、和第一部分，而贫吸收式液体变得不断地加载净化掉的气态组分，这是由于吸收式液体向下流动穿过吸收器的第一、第二、第三和第四部分。
需要注意的是，可以在第三部分的下面顺次相邻地增加其它的部分，以对流经吸收器的气流进行更完整的净化，从而保证能量-效率地从气流中去除经选择的气态组分。
本发明的方法在吸收器中提供逆的温度分布，与现有技术中的传统方法的分布相反。在传统方法的一般操作中，由于气体吸收释放的热能，吸收器顶部的温度比吸收器底部的温度低得多。相反，本发明的方法在靠近吸收器的顶部的第二部分的温度比吸收器的气体入口端的温度高，这是通过使用热传递设备以：(a)在吸收器第二部分加热部分地加载的吸收式液体溶剂，以及(b)在朝吸收器的气体入口端流动时，冷却不断地富集的吸收式液体溶剂。因此，在冷却不断富集的液体溶剂的过程中捕获的热量用来加热从吸收器底部流出的富的吸收式液体溶剂。不断富集的吸收式液体溶剂的吸收能力通过使用与热传递设备配合的夹紧式冷却器而增加，以控制再次进入吸收器的经富集的液体溶剂的温度。
除了多段吸收器和管道设施，本发明还提供回收热的经富集的吸收式液体中的选择的气态组份的方法。加热的经富集的液体流入再生器中， 其中，处理吸收式液体以在再生器的底部提供一股热的从再沸单元流出来的吸收式液体以及一股从再生器顶部排出来的热的蒸汽混合物。热蒸汽流的废热能通过热回收冷凝器进行回收，以生成一股热的输送到再沸单元的冷凝物，其中，回收的热能用来再生液体，从而减少了吸收过程中的热耗。
本发明提供了在气流流出气体出口的过程中减少吸收器顶部的水和吸收式液体损失的方法。该方法包括两级的水平衡控制，其中，第一级使用从贫的冷却器的冷的贫的吸收式液体来降低经处理的气体的温度，并除去水和吸收式液体的蒸汽；第二级是使用在低温下操作的经处理的气体冷凝物，以在气流排出装置之前减少最后的蒸汽损失。
本发明的热回收气体吸收装置的示范性的实施例如附随的图1所示，该装置包括一垂直定向的吸收器20，在靠近吸收器的底部配置了气体入口25，在吸收器的顶部配置了气体出口26，以及多个顺次地设置的第一部分21、第二部分22、第三部分23和第四部分24，所述的那些部分依次插入出口26和入口25之间。含有至少一种诸如CO2的气态组分的过程气流或废气气流100从入口25进入吸收器20，并向上流动穿过部分24、23、22和21，接着从出口26流出吸收器。经处理的气体接着穿过处理的气体冷凝器27，其用于除去任何气体夹杂物，即水蒸汽和液体溶剂蒸汽。
为此实施例的目的，吸收式液体溶剂系统可配置成从气流中通过制备含有单独或混合的链烷醇胺的水溶液来反应和/或分离和/或吸收CO2，例如是单乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇、哌嗪及其混合物。吸收式液体溶剂系统在再沸器95中被加热到沸腾，沸点取决于吸收式液体溶剂系统中的链烷醇胺组合物，其温度范围在105℃-125℃之间。在所述的沸点的吸收式液体溶剂系统被认为是“贫”的吸收式液体，因为它的CO2含量低。贫的吸收式液体从再沸器95流出经贫的液泵51进入管道110，接下来，首先是输送经过贫-富的热交换单元34的热的一侧，在此，贫的吸收式液体的温度会降低，这是通过把它的热传递到穿过所述热交换单元34的冷的一侧的经富集的吸收式液体(以下作更详细的解释)，接着是第二步，穿过第一热回收的热交换 单元31的热的一侧，在此，贫的吸收式液体的温度进一步通过把它的热传递到流经所述热交换单元31的冷的一侧的部分加载的吸收式液体而降低，以及第三，穿过冷却单元41，其中，贫的吸收式液体的温度进一步降低到范围为30℃-40℃的最终温度，在此之后，它进入吸收器20的第一部分21的顶部。设置这个温度，以从吸收器的出口26出来的经处理的气流中除去水蒸汽和液体溶剂蒸汽等夹杂物。
贫的吸收式液体接着以逆流或横流的方式向下流动并混合和接触向上流动的气流，藉此吸收CO2并保留由CO2与一种或多种在吸收式液体中的链烷醇胺反应所释放的热量。加热的部分地加载的吸收式液体经管道111从第一部分21的底部流出来，途经第一热的回收的热交换器31的冷的一侧，其中，热量从穿过所述热交换单元31的热的一侧的贫的吸收式液体传递到部分地加载的吸收式液体，从而进一步把部分加载的吸收式液体的温度升到选择的范围40℃-70℃。热的部分地加载的吸收式液体经管道112流出热交换单元31。通过三通阀或分流器35可控制地转移一部分在管道113的贫-富的热交换单元34流出的贫的吸收式液体，可进一步体调节在管道112内的部分地加载的吸收式液体的温度，以致于转移的贫的吸收式液体与热的部分地加载的吸收式液体在管道112中相互混合。使部分地加载的吸收式液体与贫的吸收式液体互相混合的重要结果是，在热的部分地加载的吸收式液体进入吸收器20的第二部分22的顶部之前，增加对CO2的吸收能力。
热的部分地加载的吸收式液体接着以逆流或横流的方式向下流动并混合和接触向上流动的气流，从而进一步地吸收CO2，并保留由CO2与吸收式液体反应所释放出的热量。不断变热且不断加载的吸收式液体从第二部分22的底部穿过管道121流出，进入热第二热回收的热交换单元32的热的一侧，其中，热量从热的不断加载的吸收式液体中传递到流经所述热回收的热交换单元32的冷的一侧的经富集的吸收式液体中，从而冷却所述的不断地加载的吸收式液体，接着，吸收式液体从热交换单元32的热的一侧流入管道122，再穿过第一夹紧式的冷却单元42，以进一步冷却不断加载的吸收式液体到选择的温度范围30℃-40℃。冷却的不断加载的液体溶剂接着流入吸收器20的第三部分23的顶部。
冷却的不断加载的吸收式液体接着以逆流或横流的方式向下流动并混合和接触向上流动的气流，从而进一步吸收CO2并保留由CO2与吸收式液体反应所释放的热量。加热的高度加载的液体溶剂从第三部分23的底部经管道131流出，再进入第三热回收的热交换单元33的热的一侧，其中，热量从热的高度加载的吸收式液体被传递，从而冷却所述的高度加载的吸收式液体，再从热交换单元33流入管道132，并穿过第二夹紧式的冷却单元43，以进一步冷却高度加载的吸收式液体到选择的温度范围20℃-40℃。冷却的高度加载的液体溶剂接着流入吸收器20的第四部分24的顶部。
接下来，冷却的高度加载的吸收式液体以逆流或横流的方式向下流动并混合和接触向上流动的气流，从而更进一步地吸收CO2并保留由CO2与吸收式液体反应所释放的热量，因此，变成热的富集的吸收式液体。热的富的吸收式液体通过富的液体泵52从吸收器20的底部经管道140流出，穿过第三热交换单元33的冷的一侧输送富集CO2的液体，其中，加热的富集CO2的液体进一步被热的高度加载的吸收式液体所加热，再流出第三热交换单元33进入管道141，从而进入第二热交换单元32的冷的一侧，其中，富集CO2的液体仍进一步地被热的不断地加载的吸收式液体加热，再从第二热交换单元32流出，进入管道142，再进入贫-富交换单元34，在此，更多的热量从管道110内的热的贫的吸收式液体传递到富的吸收式液体。由于富集CO2的吸收式液体在首先穿过第三热交换单元33、其次是第二热交换单元32、再次是贫-富热交换单元34的过程中不断地被加热，一些包含在富的吸收式液体中的CO2被“剥去”，即从吸收式液体快速释放进入气相，因此，形成两相的流体。
接下来，两相的富集CO2的液体流经管道143流出贫-富热交换单元34，并被输送到相分离器60，其中在富的液体依次穿过热交换单元33、32和34的过程中，气态的CO2从富的液体中被剥离出来，并经过管道145进行分离和提取，以进一步处理、存储或利用，而含有减少了CO2含量的富的吸收式液体通过管道150进入再生器65，再被输送进入位于回流部分66下面的部分。富的吸收式液体接着穿过再生器65向下流动，流经向上流动的由再沸器95产生的蒸汽流，并用于进一步从吸收式液体剥离 吸收的CO2，从而使它不断地变得“更贫”。更贫的吸收式液体从再生器65经管道152输送到再沸单元95。含有剥离的CO2和水蒸汽的气流经管道151流出再生器65的上端。水蒸汽经两级冷凝，第一级：经过热回收的冷凝器70的热的一侧输送，以及第二级：经过回流冷凝器75。这样的两级的冷凝产生一股两相的流体，流体接下来穿过相分离器80，在此，流出来的高纯度的CO2气流通过管道155而被除去，以进行进一步的处理、存储或利用。
在相分离器80中的冷凝物通过管道160经冷凝物泵85泵出，并经三通阀或分流器90分成两股。第一股经管道161输送到热回收的冷凝器70的冷的一侧，其中，它由再生器65的回流部分66的热蒸汽流释放出的热量显著地加热。接着，加热的冷凝物经管道162输送到再沸单元95，其中，从热回收冷凝器回收的热能用来加热和使吸收式液体再生。第二股冷凝物相对于再生器65的回流部分66的顶部经管道165输送。
从再生器65流出的热蒸汽流的热量经热回收的冷凝器70回收，随后把热量经管道162传递到再沸单元95，这减少了再沸单元95穿过管道175需要的加热介质的量，也能把吸收式液体加热到沸点，从而在消耗较少能量的同时又能优化CO2的分离和液体再生。接下来，再生的或贫的吸收式液体通过管道110返回吸收器20，继续经管道100去除进入吸收器20的气流中的CO2。再沸单元95产生的热蒸汽通过管道170输送进入再生器65的底部，并流经向下流动的富的吸收式液体而向上流动，以从富吸收式液体中剥离CO2。
总之，参考图1所示的示范性的实施例和本文的描述，气流中的CO2经管道100输送到吸收器20，当气流向上流动依次穿过部分24、23、22和21时，CO2被不断地从气流中被去除掉。在部分21，相对低温的吸收式液体控制经处理的气体的温度，以便去除可能流出吸收器的含处理的气体的水蒸汽和液体溶剂蒸汽的任何夹杂物。含有减小了CO2浓度的经处理的气流经过出口26流出吸收器。经处理的气流接着穿过经处理的气体冷凝器27，该冷凝器用来进一步去除任何水蒸汽或液体溶剂蒸汽的夹杂物，此后，去除了蒸汽的气流从装置经管道101释放出来。贫的吸收式液体以逆流或横流的方式流经向上流动的气流穿过吸收器，其在吸收器 的顶部被引入，以致于它向下流动，重复地混合和接触在吸收器20的每一部分21、22、23和24中的气流。本发明的装置这样配置，以致于吸收式液体从每一部分的顶部流入，再从底部流出，这样，如图2所示，吸收式液体溶剂的温度能在吸收器20的每一部分之间精确地操纵和调整，以便在需要较低的溶剂再生能量的情况下，能最佳和最完整地净化掉气流中的CO2。
参考图2，温度曲线221表示吸收器20(如图1所示)的第一部分21中的贫的吸收式液体的温度曲线，从图中比较得出，进液的温度210和流出的部分加载液体的温度211a是从约32℃升高到约40℃，曲线接着示出了对流出的部分加载的吸收式液体的操作和调整，使温度211b升高到约70℃。曲线222表示吸收器20(如图1所示)的第二部分22中的部分加载的吸收式液体的温度曲线，从图中比较得出，流入的部分加载的吸收式液体的温度221和流出的不断加载的吸收式液体的温度222a是从约70℃升高到约80℃，曲线接着示出了对流出的不断加载的吸收式液体溶剂的温度进行的操作和调整，使温度222b下降到约35℃。曲线223表示吸收器20(如图1所示)的第三部分23中的部分不断加载的吸收式液体溶剂的温度曲线，从图中比较得出，流入的冷的不断加载的吸收式液体的温度231和流出的满载的吸收式液体的温度232a是从约35℃升高到约52℃，曲线接着示出了对流出的高度加载的吸收式液体溶剂的温度进行进一步的操作和调整，使温度232b降低到约25℃。曲线224表示吸收器20(如图1所示)的第四部分24中的高度加载的吸收式液体的温度曲线，从图中比较得出，在吸收式液体从吸收器20的底部经富的泵52(如图1所示)移出之前，流入的高度加载的吸收式液体的温度241和流出的富集的吸收式液体的温度242是从约25℃升高到约33℃。富集的吸收式液体经热交换器单元33、32和34依次地加热，接着被引入再生器65中，在此，吸收的气态组分从吸收式液体中分离出来。贫的吸收式液体通过再沸单元95进行再生过程，而一股热蒸汽混合物从再生器65的顶部流出。热蒸汽中的大部分废热能通过热回收冷凝器70回收，产生一股热的输送到到再沸单元95的冷凝物，其中，回收的热能用来使液体再生。
图3示出了如本文所述进行配置和操作的吸收器的典型的McCabe-Thiele图。线300和311表示了气相(表示为气态组分的局部压力)中的特定的气态组分的浓度与吸收式液体(表示为气态组分的液体摩尔分数)中的所述气态组分的浓度之间的关系。本领域的技术人员都知道线300表示操作线，其表示了气态组分的局部压力和实际在吸收器内占优势的气态组分的液体摩尔分数之间的关系。本领域的技术人员也都知道线311表示平衡线，其表示了气态组分的局部压力与气态组分的所述液体摩尔分数平衡。在气体吸收操作中，操作线必须是在平衡线的上面，以便促使气态组分从气流中输送到吸收式液体。应该注意的是，操作线示出了液体摩尔分数增大，气态组分的局部压力也增大。在一般的气体吸收过程中，平衡线中的气态组分的局部压力也随着液体摩尔分数增加。然而，与气态组分操作的局部压力相比，气态组分的平衡的局部压力增加的速度要快得多。这将导致操作线和平衡线过早地交叉，结果是限制了气体吸收的能力。在本发明中，穿过吸收器的吸收式液体的温度用夹紧式冷却器来操纵和控制，从而防止了操作线和平衡线的过早交叉，但是在两根线之间产生了如305、306和307所示的夹紧区，因此大大地增加了气体吸收的能力。
本发明的另一个示范性的实施例提供了垂直定向的吸收塔形式的吸收器，所述的吸收塔配置了多个垂直的顺序相连的部分，在靠近塔底部的地方设置过程气体入口，而在塔的顶部设置了经处理的过程气体出口。多个部分可选择性地填满本领域技术人员熟知的任意型或结构型的填料。或者，吸收器可包括其它类型的本领域技术人员所熟知的气态-液态接触器件，如托盘式吸收器、喷淋型吸收器和膜气体吸收器。此外，在本发明的范围内，可连续地配置多个不同类型的吸收器，其中每个单独的吸收器提供本文所公开的单独部分的吸收器。
总之，给实施例中所述的本发明的装置进行配置，以：
(1)在贫的吸收式液体从再沸单元输送到吸收器的过程中，回收再生的贫的吸收式液体中的热量，并利用回收的热量以(a)在吸收式液体从吸收器的第一部分，即靠近吸收器经处理的气流的出口的部分流出之后，加热和调节部分加载的吸收式液体的温度，以便在吸收 器第二部分提高吸收效率，以及(b)在下游的相分离和吸收式液体再生之前，进一步加热从吸收器底部流出来的富的吸收式液体；
(2)在吸收式液体流出吸收器的第二部分和第三部分之后，从不断加载的吸收式液体中回收热量，以(a)精确地冷却和调整不断加载的吸收式液体，以进一步增加CO2的吸收能力和效率，以及(b)在吸收式液体从吸收器输送到下游相分离和液体再生的过程中，利用回收的热量重复地加热富的吸收式液体；
(3)回收从再生器顶部流出的热蒸气的热量，以(a)加热从位于回流冷凝器的下流的相分离器流出的冷凝物，以及(b)重复利用回收的热量，以在再沸器中使液体再生；以及
(4)利用经处理的气体冷凝器，减少可能与经处理的气流一起从吸收器流出来的液体溶剂蒸汽和水蒸汽夹杂物；
从而提供绝对的热保持和再利用的能量-效率过程，以从气流中去除CO2。
本发明提供了操作本发明的装置的方法，以在去除和回收从过程或废气气流中经选择的气体组分的过程中，使热量的浪费减至最小，同时达致高的气体吸收性能。吸收器是在以下两种模式下操作的，即：(a)在吸收器底端的热力驱动的传质，即，其中的气流进入吸收器，以及(b)在吸收器顶端的动力驱动的传质，即，其中的气流从吸收器流出。动力驱动的传质的进行是通过在吸收器的第二部分中，即临近从吸收器的气流出口第一部分的下一部分，在高温下用适当地配置的贫的吸收溶剂系统进行气体的吸收。热力驱动的传质的进行是通过低温下使用含有相对高的气体含量的液体溶液进行气体吸收。对比现有技术中采用的从气流中去除气态组分的吸收式液体溶剂系统的温度分布，本发明的方法提供了逆的温度分布。在传统方法的一般操作中，在吸收器顶端的温度比吸收器底端的温度要低得多，这是由于通过液体溶剂系统吸收气态组分的过程中释放出热能的原因。相反，比较吸收器底端设置的冷却器的温度，本发明的方法在吸收器的顶端提供了较高的温度。
实例1
在燃煤电厂，利用含有30％的单乙醇胺(MEA)的水溶液从燃烧烟气 中去除CO2的效率达95％。烟气产生速率为5000000m3/天，其中含有16.2％的CO2(1400吨/天)。进入吸收器的烟气的温度是40℃。吸收器的压力为1atm。再沸器的温度是116℃。
室内过程模拟器用作：(a)模拟利用本发明的装置、方法和过程配置吸收CO2的操作，以及(b)对比所述的操作与现有技术系统的那些操作。表1示出了模拟的结果并表明：与传统的和其它的方法相比，本发明在吸收器的底部提供的富的吸收式液体的温度较低，因此，便于富的-夹紧式的操作，从而实现在富的吸收式液体中加载更多的CO2，并减少了吸收式液体的循环速率。另外，本发明还在再生器之前提供比现有技术更多百分含量的CO2的闪蒸(flashing)，从而节省了用于溶剂再生的能量。与传统的方法相比，例子A(即本发明)和例子B(即本发明)分别节省了54％和56％的能量，而由US 6800120B1(“分流”系统)和WO04/073838公开的现有技术的系统的方法只分别节省了35％和42％的能量。
Figure G47028850150131000D000201
虽然已经描述并阐明了本发明的特别的示范性的实施例，但应该认为，这些实施例仅仅是用于阐释本发明，而不是限制本发明。

Claims (46)

1.一种从气流中去除和回收至少一种选择的气态组分的装置，所述的装置包括：
吸收器，其配置了多个顺序相邻的供气流流过的部分，所述的吸收器的一端设有所述气流的入口，而相对的另一端则设有所述气流的出口；
吸收式液体溶剂系统输送用的管路设施，所述的溶剂系统配置成从气流中去除、吸收和聚集其中选择的气态组分，所述的管路设施配置成与所述的吸收器的每一部分连通，以使所述的溶剂系统相对于所述的气流以一种选自由逆流和横流组成的组的方式在其中流过，所述管路设施的部分从所述吸收器的每一部分的底部接出，并接入所述吸收器的相临部分的顶部；
多个第一设备，其插入从所述吸收器的每一部分的底部接出的并接入所述吸收器的相临部分的顶部的管路设施的每一部分，所述的多个第一设备配置成在所述吸收器的第一部分和第二部分之间的管路设施输送所述溶剂系统的过程中可控制地升高所述溶剂系统的温度，并在所述吸收器的所述第二部分和其后的部分的连续部分之间的管路设施中输送所述溶剂系统的过程中可控制地降低所述溶剂系统的温度；以及
多个第二设备，其配置成与管路设施连通并配合，以：(a)从液体溶剂系统去除和回收经吸收并聚积的气态组分，(b)使吸收式液体溶剂系统再生，(c)使所述的再生的吸收式液体溶剂系统再次循环返回吸收器中，以及(d)在再循环返回吸收器的过程中，可控制地操纵和调整所述液体溶剂系统的温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的吸收器的出口与气流流经的冷凝器相连通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述多个第一和第二设备之间插入相分离器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，为使由所述的多个第二设备回收的所述的气态组分流经而设置相分离器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管路设施是管道设施。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，吸收器包括多段定向吸收塔，其在靠近塔的底部设有气体入口，以接收经过的气流，而在塔的顶部设有气体出口，以释放流经的所述气流，所述的塔设有多个在所述的入口和所述的出口之间插入的顺序相邻的部分，其中，第一部分临近所述塔的顶部的气体出口，而最后一部分与靠近所述塔的底部的气体入口连通。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个第一设备包括至少一个热交换单元，其插入从吸收器的每一部分的底部接出，并接入所述吸收器的相临部分的顶部的所述管路设施的每一部分。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，多个第一设备设有至少一个冷却单元，该单元配置成与每个插入所述吸收器的第二部分和其后的部分的每个热交换单元配合。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，至少一个冷却单元配置成与多个插入吸收器的第二部分和其后的部分的热交换单元配合。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的冷却单元是夹紧式冷却单元。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个第二设备设有至少一个热交换单元，其配置成从吸收器的底部接出，并接入所述吸收器的相临部分的顶部的管路设施配合。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的多个第二设备包括：
至少一个再生器，其将含所述的吸收的气态组分的吸收式液体溶剂系
统分离成包括气态组分的气流和一股部分地再生的液体溶剂系统流；
至少一个再沸单元，其用于加热和再生所述的液体溶剂系统；
至少一个热交换单元，其用于使所述的包括气态组分的气流流过，所
述的热交换单元与所述的再沸单元连通；
至少一个另外的热交换单元，其配置成可控制地降低再生的溶剂系统的温度；以及
至少一个冷却系统，其配置成在吸收式液体溶剂流入吸收器的第一部分之前，可控制地降低再生的溶剂系统的温度。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，包括气态组分的气流是蒸汽流。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，包括气态组分的气流是汽流。
15.一种从气流中去除和回收经选择的气态组分的方法，所述的方法包括以下步骤：
使气流流经带有多个顺序相邻的部分的吸收器，所述的气流从吸收器的底端流到顶端，并再从所述的顶端流出；
使所述的吸收器的每一部分内的气流与以选自由逆流和横流组成的组的方式流经的吸收式液体溶剂系统混合和接触，借此在所述的吸收式液体溶剂系统中富集以所述的气态组份；
提供以下的条件：(a)在所述的吸收器的底端，把经选择的气态组分经热力驱动传质到吸收式液体溶剂系统，以及(b)在所述的吸收器的顶端，把经选择的气态组分经动力驱动传质到吸收式液体溶剂系统，其中，所述的动力驱动的传质的进行是通过：(c)在吸收式液体溶剂系统流入吸收器的顶端的第一部分之前，可控制地冷却所述的吸收式液体溶剂系统，以及(d)从第一部分流出所述的溶剂系统，并在它进入吸收器的第二部分之前，可控制地加热所述的溶剂系统；
在吸收器内提供逆温度分布，其中，与在所述的吸收器的底端的部分所提供的温度相比，在靠近所述的吸收器的所述的顶端的部分所提供的温度较高；
从吸收式液体溶剂系统回收所述的气态组分；
在再生器内使所述的吸收式液体溶剂系统再生，所述的再生器与再沸器配合；以及
使所述的吸收式液体溶剂系统再循环到所述的吸收器。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，从所述的吸收器的顶端流出的气流是蒸汽流。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，从所述的吸收器的顶端流出的气流是汽流。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括从再生器流出的气流中回收过剩的能量，并使所述回收的能量再循环到再沸器中。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的气流是燃烧产生的废气气流。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的气流是过程气流。
21.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，从吸收器的所述顶端流出的所述的气流设有两级水平衡控制，其中，第一级包括在吸收器的顶端使气流与经冷却的吸收式液体溶剂系统混合和接触，以及第二级包括使所述的气流流经与所述的吸收器相互连接并连通的冷凝器。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的气态组分选自由CO2、H2S、SO2、NOX组成的组。
23.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当所述的溶剂系统逐渐并依次地相对于流经的气流以选自由逆流和横流组成的组的方式流过从所述的吸收器的顶端到底端的那些部分时，在所述的吸收式液体溶剂系统中逐渐地富集以所述的经选择的气态组份。
24.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的热力驱动的传质的进行是通过使所述的溶剂系统从吸收器的第二部分流出，且在溶剂系统流入吸收器的相临部分之前，可控制地冷却所述的溶剂系统。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述的热力驱动的传质的进行是通过连续地使所述的溶剂系统从靠近吸收器的第二部分的多个部分的每一部分流出，且在溶剂系统流入相临的部分之前，可控制地冷却所述的溶剂系统。
26.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，提供动力驱动的传质的至少一部分条件是由从再生的吸收式液体溶剂系统回收和传递的热量而来。
27.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述的热力驱动的传质的过程中回收的至少一部分热量被传递到所述的富集的液体溶剂中。
28.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，从吸收式液体溶剂系统回收气态组分的过程中所产生的热量被回收用于再生所述的溶剂系统。
29.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，吸收式液体溶剂系统包括至少一种经选择的化学物质，以与气流中的气态组分反应并除去所述的气态组分。
30.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的吸收式液体溶剂系统包括至少一种经选择的第一化学物质，以与所述的气态组分反应，并从气流中除去所述的气态组分，以及至少一种第二化学物质，其选自由以下物质组成的组：动力增强剂、缓蚀剂、消泡剂、除氧剂、盐中和剂、防垢剂和抗降解剂。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，至少一种化学物质选自由以下物质组成的组：哌嗪、氨水、胺。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述胺是链烷醇胺。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述链烷醇胺是单乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
34.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，至少一种第一化学物质选自由以下物质组成的组：哌嗪、氨水、胺。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述胺是链烷醇胺。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述链烷醇胺是单乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
37.一种从气流中去除和回收选择的气态组分的方法，所述的方法包括以下步骤：
使气流流经设有多个顺序相邻的部分的吸收器；
将经可控制地冷却的贫的吸收式液体溶剂输送到所述吸收器的顶部，并使所述的经冷却的贫的吸收式液体溶剂以选自由逆流和横流组成的组的方式流动，再使所述的经冷却的贫的吸收式液体溶液与气流混合，借此从进入所述的液体溶剂中的气流中去除一部分所述的气态组分，再使所述的液体溶剂从所述顶部的底部流出，并可控制地升高所述的流出的液体溶剂的温度；
使经加热的液体溶剂流入靠近吸收器顶部的那一部分的顶部，使所述的经加热的液体溶剂以选自由逆流和横流组成的组的方式流动，并使所述的经加热的液体溶剂与所述的气流混合，借此从气流中去除另外部分的所述气态组分，借此在液体溶剂系统中富集以所述的气态组份，再使所述的液体溶剂从靠近顶部的所述部分的底部流出，并可控制地降低所述流出的液体溶剂的温度；
从经富集的液体溶剂系统回收所述的气态组分；
使所述的液体溶剂再生成贫的吸收式液体溶剂系统；以及
可控制地冷却所述的吸收式液体溶剂系统并输送到吸收器的顶部。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，当所述的溶剂系统相对于流经的气流的流动以选自由逆流和横流组成的组的方式流过吸收器的顺序相邻的部分时，在所述的吸收式液体溶剂系统中逐渐地富集以所述的经选择的气态组分。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，在所述的吸收器内的热力驱动的传质的过程中回收热量，以便于从吸收式液体溶剂系统中回收气态组分。
40.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，在从气流中回收气态组分的过程中所产生的热量被回收用于再生所述的经富集的吸收式液体溶剂系统。
41.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，从贫的吸收式液体溶剂中所回收的热量被传递给从所述吸收器的顶部的底部流出的吸收式液体溶剂。
42.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述的气态组分选自由CO2、H2S、SO2、NOX组成的组，而所述的气流选自由燃烧废气气流和过程气流组成的组。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述的吸收式液体溶剂包括至少一种选自由以下物质组成的组的化学物质：哌嗪、氨水、胺。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，所述胺是链烷醇胺。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述链烷醇胺是单乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
46.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，吸收式液体溶剂还包括至少一种选自由以下物质组成的组的化合物：动力增强剂、缓蚀剂、消泡剂、除氧剂、盐中和剂、防垢剂和抗降解剂。
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