CN102112200A - 从烟道气中回收二氧化碳 - Google Patents

从烟道气中回收二氧化碳 Download PDF

Info

Publication number
CN102112200A
CN102112200A CN2009801303070A CN200980130307A CN102112200A CN 102112200 A CN102112200 A CN 102112200A CN 2009801303070 A CN2009801303070 A CN 2009801303070A CN 200980130307 A CN200980130307 A CN 200980130307A CN 102112200 A CN102112200 A CN 102112200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stream
carbon dioxide
adsorbent
bed
carbonated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801303070A
Other languages
English (en)
Inventor
M.M.沙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of CN102112200A publication Critical patent/CN102112200A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0266—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
    • B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40056—Gases other than recycled product or process gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403—Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/70—Flue or combustion exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/80—Separating impurities from carbon dioxide, e.g. H2O or water-soluble contaminants
    • F25J2220/82—Separating low boiling, i.e. more volatile components, e.g. He, H2, CO, Air gases, CH4
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/32—Compression of the product stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/80—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/90—Hot gas waste turbine of an indirect heated gas for power generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/02—Internal refrigeration with liquid vaporising loop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Abstract

将含二氧化碳的气体（例如烟道气）和富含二氧化碳的流压缩，然后将该合并流处理以将水分解吸到吸附剂床上，然后经过低温处理以制备二氧化碳产物流和排气流。将该排气流进行处理以制备能够用于从该床上解吸水分的贫二氧化碳流和与该含二氧化碳的气体合并的富二氧化碳流。

Description

从烟道气中回收二氧化碳
技术领域
本发明涉及从包含二氧化碳的流（例如烟道气）中回收二氧化碳。
背景技术
很多用于从流（例如氧燃料燃烧烟道气）中除去CO2的工艺都由于CO2混合物的气液平衡限制或由于其他约束而导致低的CO2回收率。任何未回收的CO2最后都进入待释放到大气中的排气流中。对于将二氧化碳以更高的回收程度回收在具有更高二氧化碳含量的产品流中产生了越来越多的兴趣。
发明内容
本发明的一个方面是用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；
（E）通过将所述负载水分的吸附剂与所述贫二氧化碳流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分以生成负载水分的贫二氧化碳流，然后从所述吸附剂中分离出所述负载水分的贫二氧化碳流；和
（F）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
本发明的另一方面是用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，并优选仅使用由该膨胀提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；
（E）使所述贫二氧化碳流膨胀以生成经膨胀的贫二氧化碳流；
（F）通过将所述负载水分的吸附剂与所述经膨胀的贫二氧化碳流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分以生成负载水分的贫二氧化碳流，然后从所述吸附剂中分离出所述负载水分的贫二氧化碳流；和
（G）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
本发明的又一方面是用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；
（E）任选地使所述贫二氧化碳流膨胀以生成经膨胀的贫二氧化碳流；
（F）通过将所述负载水分的吸附剂与氮气流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分，然后通过将所述吸附剂与所述经膨胀的贫二氧化碳流接触而从所述吸附剂中清除氮气，然后从所述吸附剂中分离出所述贫二氧化碳流；和
（G）将所述富二氧化碳流与所述烟道气混合以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
本发明的又一方面是用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过将所述负载水分的吸附剂与所述排气流接触而从所述负载水分的吸附剂上解吸水分以生成负载水分的排气流，然后从所述吸附剂中分离出所述负载水分的排气流；
（E）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；和
（F）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
本发明的另一方面是用于回收二氧化碳的装置，包括：
（A）压缩机装置，其能够压缩含二氧化碳的气体以生成经压缩的含二氧化碳的流；
（B）干燥器装置，其与所述用于压缩的装置连接以接收所述经压缩的含二氧化碳的流，且能够降低所述经压缩的含二氧化碳的流的水含量以生成经干燥的含二氧化碳的流，其中该干燥器装置包括一个或多个包含水吸附剂的床，其能够交替地吸附水和通过与分离装置（D）中生成的贫二氧化碳流接触而解吸水；
（C）处理装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述经干燥的含二氧化碳的流，且能够通过低温处理由其生成至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；和
（D）分离装置，其与所述处理装置连接以接收所述排气流，且能够通过变压吸附或通过物理或化学吸收由所述排气流生成富二氧化碳流和贫二氧化碳流，且与所述压缩机装置连接以将所述富二氧化碳流通向所述压缩机装置，且与所述干燥器装置连接以使得所述贫二氧化碳流能够通向所述干燥器装置。
本发明的又一方面是用于回收二氧化碳的装置，包括：
（A）压缩机装置，其能够压缩含二氧化碳的气体以生成经压缩的含二氧化碳的流；
（B）干燥器装置，其与所述用于压缩的装置连接以接收所述经压缩的含二氧化碳的流，且能够降低所述经压缩的含二氧化碳的流的水含量以生成经干燥的含二氧化碳的流，其中该干燥器装置包括一个或多个包含水吸附剂的床，其能够交替地吸附水和通过与来自处理装置（C）的排气流接触而解吸水；
（C）处理装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述经干燥的含二氧化碳的流，且能够通过低温处理由其生成至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；和
（D）分离装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述排气流，且能够通过变压吸附或通过物理或化学吸收由所述排气流生成富二氧化碳流和贫二氧化碳流，且与所述压缩机装置连接以使得所述富二氧化碳流能够通向所述压缩机装置。
优选地，然后将该至少一个气态二氧化碳产物流压缩以便于将其供给到用于转移到另一位置的管道中。
而且优选地，将该贫二氧化碳流加热并处理以降低其NOx和一氧化碳含量。
本说明书的以下部分中描述的各种实施方案全部构成了本发明的方面。
此处所用的“氧-燃料燃烧”表示将燃料和具有至少80vol％的氧含量的氧化剂流供给燃烧工艺并用氧气燃烧该燃料，优选将该燃烧的气态产物的至少一部分循环到该燃烧工艺中。氧燃料燃烧工艺产生富含CO2的烟道气流。
此处所用的“变压吸附”表示在第一压力将产物（在该情况中是二氧化碳）从气态进料流中吸附到固体吸附剂上，除去贫含该吸附产物的进料流，然后在与第一压力不同的第二压力解吸该产物。此处所用的“真空变压吸附（VPSA）”表示其中第二压力低于大气压的变压吸附工艺。
此处所用的“物理吸收”表示通过将该进料流通入优先从该进料流中溶解该二氧化碳的液体中而从气态进料流中吸收产物（在该情况中是二氧化碳），除去贫含该吸收产物的进料流，然后通过例如降低作用在该液体上的压力或通过将该二氧化碳从该液体中汽提出来而从该液体中回收该二氧化碳，其中将该二氧化碳吸收到该液体中不涉及该二氧化碳的化学反应。
此处所用的“化学吸收”表示通过将该进料流通入包含该二氧化碳优先与其反应的组分的液体中而从气态进料流中吸收产物（在该情况中是二氧化碳），除去贫含该吸收产物的进料流，然后通过例如降低作用在该液体上的压力或通过将该二氧化碳从该液体中汽提出来而从该液体中回收该二氧化碳，其中将该二氧化碳吸收到该液体中涉及该二氧化碳与该液体中的组分的化学反应。
此处所用的“NOx”表示氮的氧化物，包括但不局限于NO、NO2、N2O和N3O4，以及氮的氧化物的混合物。
此处所用的“SOx”表示SO2、SO3及其混合物。
附图说明
图1是显示将本发明的方法的一种实施方案结合到氧-燃料燃烧系统中的示意图。
图2是显示将本发明的方法的另一实施方案结合到氧-燃料燃烧系统中的示意图。
图3是显示将本发明的方法的另一实施方案结合到氧-燃料燃烧系统中的示意图。
图4是显示将本发明的方法的另一实施方案结合到氧-燃料燃烧系统中的示意图。
图5是可用于本发明的方法中的干燥器单元的实施方案的示意图。
图6是可用于本发明的方法中的干燥器单元的另一实施方案的示意图。
图7是可用于本发明的方法中的低温处理单元的实施方案的示意图。
图8是可用于本发明的方法中的低温处理单元的另一实施方案的示意图。
图9是可用于本发明的方法中的低温处理单元的另一实施方案的示意图。
图10是可用于本发明的方法中的低温处理单元的另一实施方案的示意图。
图11是可用于本发明的方法中的低温处理单元的另一实施方案的示意图。
图12是可用于本发明的方法中的低温处理单元的另一实施方案的示意图。
图13描述了可用于本发明中的具有6个床、3个等压步骤和流动通过排气床的CO2 VPSA单元的循环步骤图表。
图14显示了图13的CO2 VPSA单元的示意图。
图15显示了用于操作图13和14中所示的CO2 VPSA单元的阀顺序。
图16描述了可用于本发明中的具有5个床、2个等压步骤和流动通过排气床的CO2 VPSA单元的可替代的循环步骤图表。
图17描述了可用于本发明中的具有7个床、3个等压步骤和流动通过排气床的CO2 VPSA单元的另一可替代的循环步骤图表。
图18描述了可用于本发明中的具有6个床、3个等压步骤和直接混合的CO2 VPSA单元的另一可替代的循环步骤图表。
图19显示了图18的CO2 VPSA单元的示意图。
图20显示了用于操作图18和19中所示的CO2 VPSA单元的阀顺序。
图21描述了可用于本发明中的具有5个床、2个等压步骤和直接混合的CO2 VPSA单元的又一循环步骤图表。
图22描述了可用于本发明中的具有8个床、2个等压步骤和直接混合（其中两个床连续进料且至少两个床连续排空）的CO2 VPSA单元的又一循环步骤图表。
图23描述了可用于本发明中的具有11个床、2个等压步骤和直接混合（其中三个床连续进料且两个床连续排空）的CO2 VPSA单元的又一循环步骤图表。
图24是显示将使用吸收的本发明的方法的另一实施方案结合到氧-燃料燃烧系统中的示意图。
图25是可用于本发明的方法中使用吸收中的工艺的示意图。
具体实施方式
参照图1，将氧化剂流2与烟道气循环流8混合以生成氧化剂进料流3。氧化剂流2优选包含至少80vol％的氧气，优选至少90vol％的氧气。
将燃料1和氧化剂进料流3供给锅炉10中并在锅炉10中燃烧。该优选的燃料是粉煤。其他可以使用的燃料包括可燃烧的（优选烃的）固体、液体和气体，例如生物质、焦炭、燃油和天然气、焦炉煤气。氧燃料燃烧工艺的目的能够是多种多样的：直接加热工艺流体或物料，产生用于工艺中的蒸汽或制备用于发电的蒸汽。在图1中所示的实施方案中，能够将从燃料1与氧化剂进料流3中的氧气的燃烧所释放的热能用于制备蒸汽，优选多种压力，示作蒸汽流11，该蒸汽在蒸汽涡轮14中膨胀以发电15。该膨胀的蒸汽12在冷凝之后返回锅炉10中。
将来自该锅炉的烟道气7分成两个流：烟道气循环流8和烟道气进料流16。该烟道气进料流16典型地为环境压力且温度为200～400℉。流16中的气体包含CO2、H2O、O2、N2、氩气、一氧化碳（CO）、SOx、NOx和其他痕量杂质。如果存在，氢气占该进料流的不超过0.1vol％。将流16在冷却器20中通过使用冷却水或翅扇式冷却器进行间接冷却或通过直接与冷水接触而冷却到常温。在相分离器25中将任何冷凝的水27从该烟道气流中分离出来。
将该经冷却的烟道气18与循环的富CO2流19混合以形成CO2增加的进料流21。将该进料流21压缩（例如在多级压缩机30（典型地包括级间冷却器和用于冷凝水的分离罐）中）到150～800psia，优选300～500psia的压力。优选在冷却器单元35中将该经压缩的进料流32冷却到典型为40～120℉的温度。该单元35能够使用冷却水或空气达到60～120℉范围内的温度或使用与冷水相结合的冷却水或空气达到40～70℉范围内的温度。然后将该流通过可以是例如罐或相分离器的单元40，在其中从该气流中除去并分离液体水流45。
然后将该经压缩和冷却的进料流48引入干燥器单元50中以将该进料中的水分含量降低到小于20ppm，优选小于5ppm，更优选小于1ppm。该干燥器单元50优选由两个或多个包含水蒸气吸附剂的床构成，在任意给定的时间一些床用于从该进料流中除去水蒸气，而另一些床进行再生（其表示从该吸附剂中除去吸附的水蒸气）。
干燥
将来自下述VPSA单元70的贫CO2流72用作用于该干燥器床的再生气体。
干燥器单元的一种实施方案示于图5中。此处使用了至少三个包含水蒸气吸附剂材料（例如氧化铝或分子筛）的床。一个床总是从进料流48中除去水分并产生经干燥的进料流52。第二个床用流82再生以从该床中除去水分。在此处所述的另一实施方案中，视情况而定使用流72或68，但此处是指流82。在该初始再生步骤中，将流82在加热器92中加热，然后供给以加热待再生的床，然后在该床被加热之后，该蒸汽82绕过加热器92并直接通向所述床。进一步用富CO2流19再生该经过流82再生的第三个床（也如图4中所示）。然后将来自该第三个床的流23循环并与该进料流18混合。在一段时间（2～24小时中的任何值）之后，切换该床的进料，使得流48上的床将接收流82，由流82再生的床接收流19，由流19再生的床现在接收进料流48。
参照图6，详细描述了也适用于图5中所示设置的干燥器50的另一实施方案。在该实施方案中，干燥器50具有两个包含水蒸气吸附剂（例如氧化铝）的床100和104。当床100在线从进料流48中吸附水分时，阀106和108打开。阀110、112、128和130关闭。
此时，床104正在再生；为此目的，床104经过减压，加热以解吸之前吸附的水分，冷却并且然后再增压以使床104回到在线并吸附。在减压过程中，将干燥器旁通阀114设定在开启位置，将用于再生的流82（或在其他实施方案中的流72或68）绕过床104并在任选地在冷却器119中冷却之后排向大气。将阀116设定在开启位置以使床104减压。在床104减压之后，关闭阀114并打开阀116、117和118以使流82通过加热器92以将流82加热到大约为约300℉～600℉的温度，然后通过床104并在任选地通过冷却器119之后排放到大气中。这造成水分从床104内的吸附剂中解吸出来。
然后通过打开加热器旁通阀126并关闭再生阀118冷却床104。在冷却之后，关闭加热器旁通阀126和阀116和117并打开干燥器旁通阀114。此时，将阀128啪的一声打开以使一些进料流48进入床104用于再增压的目的。一旦床104再增压，关闭阀106和108，并打开阀128和130，使床104恢复在线，并使床100以与此处对于床104所述相同的方式使用阀110和112再生。该工艺是连续的以允许连续流动。
在一些情况中可能没有足以实现单元50中干燥器床的所有所需再生的量的贫CO2流82（或在其他实施方案中的流72或68）。在这种情况中，可以将富CO2流19和来自单元70的贫CO2流72都供给到单元50以用作用于从干燥器床中解吸水的再生气体。该实施方案示于图4中。
当可从贫CO2流82、72或68中得到的气体的量不足以从干燥器床中完全解吸水时，另一种解决方案是使用氮气流，例如来自将氧气供给到用于在锅炉10中氧燃料燃烧的流2的空气分离单元。在干燥器床的再生过程中，能够首先供给氮气用于从该床中除去水分，能够接下来再使用流82以从该床中将氮气清除出去。
来自干燥器单元50的经干燥的流52任选地但优选通过阶段54，在其中通过本技术领域中已知的任意技术（例如吸附在活性炭上）从该流中除去汞。
低温处理
将该经干燥的进料流52供给阶段60，用于从CO2中分离O2、N2和氩气以及如果存在的NOx和CO。优选地，该阶段中所用的工艺使用低温处理，例如：部分冷凝然后蒸馏；部分冷凝然后相分离；第一部分冷凝然后相分离然后再次部分冷凝来自该第一部分冷凝的气流然后再次相分离。
图7～12中描述了优选的低温工艺的实例。首先参照图7～10，将经干燥的进料流52引入主热交换器124中，在其中将其部分冷却，然后引入用于产生煮沸或引发在蒸馏塔228中蒸汽相上升的再沸器226中。然后将经干燥的进料流52再次引入主热交换器124中，在其中其完全冷却以使流52中的二氧化碳至少部分液化。然后将该流52通过膨胀阀230引入塔228中以引发在该塔内液相的下降。
以现有技术中公知的方式，塔228优选具有规整填料以将通过该填料向上流动的上升的气相与液相的下降液流接触。现有技术中已知的其他气液接触元件也能够使用，例如筛板。作为接触的结果，该下降的液相变得更富含挥发性较低的组分二氧化碳，上升的气相变得更富含具有比二氧化碳的挥发性更高的杂质。塔228生成贫二氧化碳塔顶流231和富二氧化碳的液态塔底流244。
然后将来自塔228的塔顶流231通过辅助热交换器232以使塔顶流231中的二氧化碳至少部分液化。然后将该二氧化碳塔顶流231通过相分离器234以产生贫二氧化碳的蒸汽流68和富二氧化碳的液流238。将富二氧化碳的液流238通过膨胀阀240膨胀。通过阀40的膨胀提供用于二氧化碳塔顶流231的部分液化的致冷作用。将经膨胀的流238和流68通过辅助热交换器232并通过主热交换器124。
将流68通入此处所述的阶段70。
可以将通过主热交换器124之后的流238与流68合并并供给阶段70，或者可以将流238循环（未示出）到压缩机30的适当阶段的入口。
可以从塔228中提取出作为液体的二氧化碳产物流244，其由富二氧化碳的塔底液体构成。然后可以使该二氧化碳产物流244在膨胀阀246中膨胀以产生用于该工艺的致冷作用，且可以然后在主热交换器124中蒸发并在产物压缩机95中压缩以产生经压缩的二氧化碳流100作为二氧化碳产物。该产物压缩机95可以是具有级间冷却的多级压缩机。
在图8中所示的实施方案中，二氧化碳产物流244并非全部在相同的压力膨胀，而是分成次流252和254，至少该次流252通过使用膨胀阀256被膨胀到低于流254膨胀的压力。通过分别使用为此目的具有不同的节流孔的膨胀阀256和258将流252和254膨胀到其各自的膨胀压力。然后将次流252和254在主热交换器124中蒸发。所得到的较低压力的次流62引入产物压缩机95的入口。较高压力的次流64引入产物压缩机95的中间阶段。从压缩机95中回收经压缩的产物流100。
在图9中所示的实施方案中，可以简单地将塔顶流231通入主热交换器124中。这样从塔顶流231中回收致冷。
在图10中所示的实施方案中，将进料流52在通过阀230膨胀之后引入相分离器260中以产生气相流262和液相流264。将液相流264引入塔228中以产生含二氧化碳的塔底流244和气相流231，可以将该气相流231与流262合并并通过如参照图7所述的本发明的实施方案相关描述的辅助热交换器232中。相分离器260能够用于本发明的任意实施方案中。
图11显示了基于部分冷凝然后一个相分离阶段的低温处理的可替代的构造。将进料流52在热交换器124中用冷流冷却，该冷流升温。进料流52冷却到0℉～-70℉以使其部分冷凝，然后供给到相分离器129。取出具有>90vol%纯度，优选>95％纯度的CO2产物流作为液流145。将来自该相分离器129的贫CO2流作为气流161回收。将该液流145通过至少一个膨胀阀256膨胀。将流145分成两个单独的流252和254并通过两个膨胀阀256和258将其膨胀到两种不同的压力是有利的。CO2液体产物膨胀的压力通常比供给该低温处理单元的进料52的压力低50～300psia。所得到的经膨胀的CO2产物流62和64和气流161通过热交换器124升温。然后将该贫CO2流68供给以在单元70中基于吸附或基于吸收分离。可以将CO2产物流62和64如此处所述压缩并回收。
图12显示了其中部分冷凝之后进行两个相分离阶段的低温处理的另一实施方案。首先将进料流52在热交换器124中冷却到0℉～-40℉以造成部分冷凝，然后将其供给相分离器129。作为液流153回收该第一CO2产物并通过膨胀阀256膨胀。来自相分离器129的气流161在另一热交换器264中进一步冷却到-20℉～-70℉以使其部分冷凝。然后将该部分冷凝的流161供给到另一相分离器139。作为液流155回收第二产物CO2流并通过膨胀阀258膨胀。从该相分离器139中回收另一贫CO2气流163。该经膨胀的第二CO2产物流155和气流163通过热交换器264和124升温，该经膨胀的第一CO2产物流153通过热交换器124升温。该贫CO2流68和两个CO2产物流62和64如此处所述进一步处理。
从该低温处理中在一个流或可以具有相同压力或不同压力的两个流（例如流62和64）中得到净化的CO2。该一个或多个净化的CO2流（如果需要）可以在例如多级压缩机95中压缩到500～3000psia，优选1500～2500psia的压力。这种压缩对于该流的管道输送或其他处置是需要的。该CO2的纯度通常大于95％。使用该低温工艺，将流52中包含的60～93％的CO2回收作为在流100中的产物CO2。回收的程度取决于流52中的CO2浓度。剩余的CO2包含在排气流68中，其压力通常接近进料流52的压力。排气流68中的CO2浓度通常在25～40％范围内。
流68或69的处理
如图1～4中所示，然后将流68供给到单元70，在其中其通过吸附、物理吸收或化学吸收经过进一步的分离。单元70产生15～20psia的富CO2流19和基本上为供给单元70的流68的压力的贫CO2流72。该流72优选在加热器76中加热到300～700℉，然后在膨胀器80中膨胀到15～20psia以回收能量。优选地，该经加热的流78的温度使得在膨胀之后，该经膨胀的流的温度接近流48的温度（48～120℉）。该经膨胀的流82用作干燥器单元50中的吸附剂床再生气体。将来自该干燥器单元的负载水分的流90排放到大气中。
或者，在其通过干燥器单元50用于再生干燥器床之后而不是之前，将流72在加热器76中加热并在膨胀器中膨胀。这种可替代的实施方案示于图2中，其中将来自单元70的流72通过干燥器单元50用于再生干燥器床并从单元50中作为流75出来，在加热器76中加热到300～700℉以形成经加热的流78，然后在膨胀器80中膨胀到15～20psia以回收能量。
将该富CO2流19循环并与来自锅炉10的烟道气混合。通过通过在单元70中将其处理并回收而从排气流68中回收另外的CO2，总的CO2回收率能够提高到96～99％的范围。因此，该产物流100包含该烟道气流18中所含的96％～99％的CO2。
吸附
在本实施方案中，将排气流68通向真空变压吸附（VPSA）单元70。该VPSA单元包含多个包含选择性吸附CO2的吸附剂的床。该VPSA单元产生15～20psia的富CO2流19和基本上为供给该VPSA的流68的压力的贫CO2流72。优选在加热器76中将该流72加热到300～700℉，然后在膨胀器80中膨胀到15～20psia以回收能量。优选地，该经加热的流78的温度使得在膨胀之后该经膨胀的流的温度接近流48的温度（40～120℉）。将该经膨胀的流82用作干燥器单元50中的吸附剂床再生气体。将来自该干燥器单元的负载水分的流90排放到大气中。
在通过在单元70中多级减压提高CO2浓度之后，其能够通过进一步减压用于制备CO2产物。对于一些吸附剂，从高压到低压的减压提高了吸附剂床中的CO2浓度。该工艺中的该步骤能够用于省去现有技术中所述的几个工艺步骤。因此，能够省去几件旋转机械（例如冲洗压缩机、净化压缩机、循环压缩机）和相关的能量需求，因此提供提高操作并改进效率的工艺和系统。
在VPSA阶段70的一种实施方案中，该工艺提供流动通过排空床（例如参见图13～17）。该流动通过实施方案可以通过使用不同数量的床和等压步骤实现。例如，可以用六个床和三个等压步骤实现流动通过排空床（图13～17）。或者，可以用5个床和2个等压步骤（图16）或7个床和3个等压步骤（图17）实现流动通过排空床。在任意这些工艺过程中的任意时间，该床将是以下类型的步骤之一：进料、减压、排空、等压和再增压。此外，在图17中所示的实施方案的循环中可以包括净化步骤。
在其他可替代的实施方案中，在最终减压步骤（DPf）过程中产生的CO2产物不通过排空的另一床，而是将该流与来自该排空床的流直接混合。在一种优选的示例性实施方案中，这可以用具有6个床和3个等压步骤的CO2 VPSA单元实现（图18～20）。在其他实施方案中，这可以用具有5个床和2个等压步骤的CO2 VPSA单元实现（图21）。在任意这些工艺过程中的任意时间，该床将是以下类型的步骤之一：进料、减压、排空、等压和再增压。
也可以使用流动通过和直接混合的组合。在这种实施方案中，在该减压步骤（DPf）过程中产生的流的一部分流动通过排空床，而剩余的直接与离开该排空床的流混合。
在其中需要提高装置容量的实施方案中，可以使用图22和23中所示的实施方案。更特别地，图22显示了用于本发明的实施方案的循环步骤图表，其中使用2个等压和8个床以及直接混合。在该实施方案中，两个床连续进料，而至少两个床连续排空。这种设置预期可以提高该装置的容量。图23显示了用于本发明的实施方案的循环步骤图表，其中使用2个等压和11个床以及直接混合。在该实施方案中，三个床连续进料，而两个床连续排空。这种设置预期也可以提高该装置的容量。在任意这些工艺过程中的任意时间，该床将是以下类型的步骤之一：进料、减压、排空、等压和再增压。
在任意实施方案中，各床优选装填有至少两个吸附剂层。选择在该床中朝向进料端的吸附剂层（即水选择性吸附剂层）的类型和尺寸以除去进料流中的水分使得任意残留的水分都不会降低该主吸附剂层（即CO2选择性的）的性能。该水选择性吸附剂层也优选能够从该进料流中将杂质（例如痕量的硫或重烃化合物）除去到这种杂质存在的程度。该第二主吸附剂层（即CO2选择性吸附剂层）用于在充分除去水分之后从该进料流中选择性吸附CO2。
对于该第一吸附剂层（即该水选择性吸附剂层），优选的吸附剂例如活性氧化铝、硅胶或沸石分子筛。这些吸附剂意于是举例性的，依照本发明其他能够充分除去水分的吸附剂也适用。这种吸附剂的优选特征包括：高压碎强度能力、高耐磨损性、大的堆积密度、低颗粒间空隙、高热容、大的导热性、低压降和在液态水中稳定。
在该水选择性吸附剂层之后的主吸附剂层（即CO2选择性吸附剂层）优选具有以下特征：高选择性、高工作容量、快的动力学和低吸附热。这种吸附剂的典型实例包括但不局限于：NaY、HY、NaX、硅胶和活性炭。该主层吸附剂（即CO2选择性层）的其他所需物理性质包括：高压碎强度、高耐磨损性、大的堆积密度、低颗粒间空隙、高热容、大的导热性、在进料和排空步骤过程中低的压降。
本领域技术人员将认识到包含两种吸附剂的复合混合层能够用于本发明中，只要满足了该吸附剂的特征即可。
现在参照图13～15，说明了具有6个床（A1～A6）并使用10个步骤以流动通过排空床以制备富集CO2的本发明的第一实施方案。该工艺步骤包括：
1. 进料步骤。将约100～500psia（例如约375psia）的高压的含二氧化碳的进料流68供给该CO2 PSA单元。在预设时间之后或在CO2从该进料68的床中贯穿之后，终止该进料步骤。
2. 同向（CoC）减压1（DP1）。将结束该进料步骤的现在处于高进料压力（例如100～500psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图13中）或相反的（未示于图13中）方向减压到中等压力（例如80～400psia）。
3. 同向（CoC）减压2（DP2）。进一步将现在处于一些中等压力（例如80～400psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图13中）或相反的（未示于图13中）方向减压到较低的压力（例如60～300psia）。
4. 同向（CoC）减压3（DP3）。进一步将现在处于一些中等压力（例如60～300psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图13中）或相反的（未示于图13中）方向减压到较低的压力（例如50～200psia）。
5. 最终减压（DPf）。进一步将现在处于比步骤4开始时更低的压力（约50～200psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图13中）和/或相反的（未示于图13中）方向减压到接近环境压力（约20psia）。
如图13中箭头（即从DPf到排空床的箭头）所示，来自该步骤（DPf）的流流动通过排空的床（例如在图13中在各循环步骤上：床1到床6，床2到床1，床3到床2，床4到床3，床5到床4或床6到床5）。
6. 排空。将现在接近环境压力（约20psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图13中）或相反的（示于图13中）方向排空到预设的低压，低于大气压（约1～12psia）。如图13中所示并在上面对步骤5（DPf）中所述，该床接收来自该DPf步骤中的另一床的气体。来自排空的床的气体构成了该CO2产物流。
7. 逆向（CcC）等压3（PE3）。现在将该排空床以与进料流相同（未示于图13中）或相反的（示于图13中）方向等压到步骤4（DP3）中产生的气体的压力范围（即约50～200psia）。该步骤通过将来自步骤4的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
8. 逆向（CcC）等压2（PE2）。现在将步骤7中等压的床以与进料流相同（未示于图13中）或相反的（示于图13中）方向等压到步骤3（DP2）中产生的气体的压力范围（即约60～300psia）。该步骤通过将来自步骤3的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
9. 逆向（CcC）等压1（PE1）。现在将步骤8中等压的床以与进料流相同（未示于图13中）或相反的（示于图13中）方向等压到步骤2（DP1）中产生的气体的压力范围（即约80～400psia）。该步骤通过将来自步骤2的CO2保持在该VPSA系统内进一步提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
10. 再增压（FeRP）。通过该进料气体或通过由步骤1中的另一床产生的流出物（即进料流出物）的一部分将该经等压的床再增压到进料压力（100～500psia）。在再增压到进料压力之后，该床现在准备回到步骤1。
上述十个步骤的工艺是用于在CO2 VPSA单元中的一个床的一个循环。用于该流动通过排空床的实施方案的该上述十个步骤是与该单元中的其他床以循环方式进行的，使得步骤1的进料和排料是连续的。此外，该排空步骤（6）的设计是连续的。这样确保了真空泵连续操作，以及在该CO2 VPSA单元的进料中没有间断。在上述实施方案中使用6个吸附床以维持关键工艺步骤的连续性。
在图14中描述了与图13中所示循环相应的CO2 VPSA工艺的相应硬件和流动示意图。图14中的各阀能够以图15中所示方式操作以在上述6床工艺中执行该十个步骤。应当认识到所示的压力和步骤持续时间都仅用于示例性的目的。本领域的技术人员将认识到可以使用其他压力和步骤持续时间的组合。
可以从上面的描述中认识到，本发明因此依赖于至少一种CO2选择性吸附剂从高压到低压的减压以提高该床中的CO2浓度。在CO2浓度提高之后，其通过进一步的减压产生该CO2产物。这是基于以下认识变得可行的：对于一些吸附剂，从高压到低压的压力降低提高了吸附剂上的CO2浓度。
在图13～15中所示并如上所述的实施方案中，在该最终减压（步骤5，DPf）过程中产生的气体流动通过排空的床，如图13中的循环步骤图表中箭头所示。
图16和17中描述了使用最终减压气流（DPf）流动通过排空床的可替代的和另外的示例性实施方案。
现在参照图16，显示了使用5个床和2个等压步骤的八步工艺的循环步骤图表。这些循环步骤是以与上述参照图13所述的那些步骤同样进行的，除了省去了步骤DP3和PE3。更具体地，图16的循环步骤包括以下：
1. 进料步骤。将约100～500psia（例如约375psia）的高压的含二氧化碳的进料流68供给CO2 VPSA单元70。在预设时间之后或在CO2从该进料68的床中贯穿之后，终止该进料步骤。
2. 同向（CoC）减压1（DP1）。将结束该进料步骤的现在处于高进料压力（例如100～500psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图16中）或相反的（未示于图16中）方向减压到中等压力（例如80～400psia）。
3. 同向（CoC）减压2（DP2）。进一步将现在处于一些中等压力（例如80～400psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图16中）或相反的（未示于图16中）方向减压到较低的压力（例如60～300psia）。
4. 最终减压（DPf）。进一步将现在处于比步骤4开始时更低的压力（约50～200psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图16中）和/或相反的（未示于图16中）方向减压到接近环境压力（约20psia）。
如图16中箭头（即从DPf到排空床的箭头）所示，来自该步骤（DPf）的流流动通过排空的床（例如在图16中所示在各循环步骤上：床1到床5，床2到床1，床3到床2，床4到床3或床5到床4）。
5. 排空。将现在接近环境压力（约20psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图16中）或相反的（示于图16中）方向排空到预设的低压，低于大气压（约1～12psia）。如图16中所示并在上面对步骤4（DPf）中所述，在DPf步骤的持续时间内，该床接收来自该DPf步骤中的另一床的气体。来自排空的床的气体构成了该CO2产物流。
6. 逆向（CcC）等压2（PE2）。现在将经排空的床以与进料流相同（未示于图16中）或相反的（示于图16中）方向等压到步骤3（DP2）中产生的气体的压力范围（即约60～300psia）。该步骤通过将来自步骤3的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
7. 逆向（CcC）等压1（PE1）。现在将步骤6中等压的床以与进料流相同（未示于图16中）或相反的（示于图16中）方向进一步等压到步骤1（DP1）中产生的气体的压力范围（即约80～400psia）。该步骤通过将来自步骤2的CO2保持在该VPSA系统内进一步提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
8. 再增压（FeRP）。通过该进料气体或通过由步骤1中的另一床产生的流出物（即进料流出物）的一部分将该经等压的床再增压到进料压力（100～500psia）。在再增压到进料压力之后，该床现在准备回到步骤1。
上述八个步骤的工艺是用于在CO2 VPSA单元中的一个床的一个循环。用于该流动通过排空床的实施方案的该上述八个步骤是与该单元中的其他床以循环方式进行的，使得步骤1的进料和排料是连续的。此外，该排空步骤（5）的设计是连续的。这样确保了真空泵连续操作，以及在该CO2 VPSA单元的进料中没有间断。在上述实施方案中使用5个吸附床以维持关键工艺步骤的连续性。
现在参照图17，显示了使用7个床和3个等压步骤的十一步工艺的循环步骤图表。这些循环步骤是以与上述参照图13所述的那些步骤同样进行的，除了在最终减压步骤（DPf）和排空步骤之间包括了另外的步骤（Rf）。更具体地，图17的循环步骤包括以下：
1. 进料步骤。将约100～500psia（例如约375psia）的高压的含二氧化碳的进料流68供给CO2 VPSA单元70。在预设时间之后或在CO2从该进料68的床中贯穿之后，终止该进料步骤。
2. 同向（CoC）减压1（DP1）。将结束该进料步骤的现在处于高进料压力（例如100～500psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图17中）或相反的（未示于图17中）方向减压到中等压力（例如80～400psia）。
3. 同向（CoC）减压2（DP2）。进一步将现在处于一些中等压力（例如80～400psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图17中）或相反的（未示于图17中）方向减压到较低的压力（例如60～300psia）。
4. 同向（CoC）减压3（DP3）。进一步将现在处于一些中等压力（例如60～300psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图17中）或相反的（未示于图17中）方向减压到较低的压力（例如50～200psia）。
5. 最终减压（DPf）。进一步将现在处于比步骤4开始时更低的压力（约50～200psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图17中）和/或相反的（未示于图17中）方向减压到接近环境压力（约20psia）。
6. 接受净化。将由DPf产生的流（例如图17中的床1）供给已经完成DPf但尚未开始排空的另一床（例如图17中的床7）。在该时间过程中（Rf步骤的持续时期），该流出物（例如图17中的床7）作为CO2产物流向罐442。在床1的DPf的剩余时间内，该气体流动通过该排空的床（例如图17中的床7）。
7. 排空。将现在接近环境压力（约20psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图17中）或相反的（示于图17中）方向排空到预设的低压，低于大气压（约1～12psia）。如图17中所示，该床（床1）接收来自该DPf步骤中的另一床（床2）的气体。来自排空的床的气体构成了该CO2产物流的至少一部分。
8. 逆向（CcC）等压3（PE3）。现在将该排空床以与进料流相同（未示于图17中）或相反的（示于图17中）方向等压到步骤4（DP3）中产生的气体的压力范围（即约50～200psia）。该步骤通过将来自步骤4的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
9. 逆向（CcC）等压2（PE2）。现在将步骤7中等压的床以与进料流相同（未示于图17中）或相反的（示于图17中）方向等压到步骤3（DP2）中产生的气体的压力范围（即约60～300psia）。该步骤通过将来自步骤3的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
10. 逆向（CcC）等压1（PE1）。现在将步骤9中等压的床以与进料流相同（未示于图17中）或相反的（示于图17中）方向进一步等压到步骤2（DP1）中产生的气体的压力范围（即约80～400psia）。该步骤通过将来自步骤2的CO2保持在该VPSA系统内进一步提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
11. 再增压（FeRP）。通过该进料气体或通过由步骤1中的另一床产生的流出物（即进料流出物）的一部分将该经等压的床再增压到进料压力（100～500psia）。在再增压到进料压力之后，该床现在准备回到步骤1。
上述十一个步骤的工艺是用于在CO2 VPSA单元中的一个床的一个循环。用于该流动通过排空床的实施方案的该上述十一个步骤是与该单元中的其他床以循环方式进行的，使得步骤1的进料和排料是连续的。此外，该排空步骤（7）的设计是连续的。这样确保了真空泵连续操作，以及在该CO2 VPSA单元的进料中没有间断。在上述实施方案中使用7个吸附床以维持关键工艺步骤的连续性。
现在参照图18～20，说明了具有6个床（A1～A6）并使用10个步骤以直接混合来自DPf步骤和排空步骤的CO2气体以制备最终富集CO2气体的本发明的实施方案。该工艺步骤包括：
1. 进料步骤。将高压（例如约375psia）的含二氧化碳的进料流68供给该CO2 PSA单元70。在预设时间之后或在CO2从该进料68的床中贯穿之后，终止该进料步骤。
2. 同向（CoC）减压1（DP1）。将结束该进料步骤的现在处于高进料压力（例如100～500psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图18中）或相反的（未示于图18中）方向减压到中等压力（例如80～400psia）。
3. 同向（CoC）减压2（DP2）。进一步将现在处于一些中等压力（例如80～400psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图18中）或相反的（未示于图18中）方向减压到较低的压力（例如60～300psia）。
4. 同向（CoC）减压3（DP3）。进一步将现在处于一些中等压力（例如60～300psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图18中）或相反的（未示于图18中）方向减压到较低的压力（例如50～200psia）。
5. 最终减压（DPf）。进一步将现在处于比步骤4开始时更低的压力（约50～200psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图18中）和/或相反的（示于图18中）方向减压到接近环境压力（约20psia）以制备图19中所示的CO2产物438。该流可以构成该CO2产物（流19）的一部分。
6. 排空。将现在接近环境压力（约20psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图18中）或相反的（示于图18中）方向排空到预设的低压，低于大气压（约1～12psia）。该来自排空的床的气体（图19中的流436）构成了该CO2产物流（流19）的一部分。任选地，可以在通往罐442之前使用鼓风机（未示出）进一步压缩流436。
7. 逆向（CcC）等压3（PE3）。现在将该排空床以与进料流相同（未示于图18中）或相反的（示于图18中）方向等压到步骤4（DP3）中产生的气体的压力范围（即约50～200psia）。该步骤通过将来自步骤4的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
8. 逆向（CcC）等压2（PE2）。现在将步骤7中等压的床以与进料流相同（未示于图18中）或相反的（示于图18中）方向等压到步骤3（DP2）中产生的气体的压力范围（即约60～300psia）。该步骤通过将来自步骤3的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
9. 逆向（CcC）等压1（PE1）。现在将步骤8中等压的床以与进料流相同（未示于图18中）或相反的（示于图18中）方向进一步等压到步骤2（DP1）中产生的气体的压力范围（即约80～400psia）。该步骤通过将来自步骤2的CO2保持在该VPSA系统内进一步提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
10. 再增压（FeRP）。通过该进料气体或通过由步骤1中的另一床产生的流出物（即进料流出物）的一部分将该经等压的床再增压到进料压力（100～500psia）。在再增压到进料压力之后，该床现在准备回到步骤1。
如图18中进一步显示，CO2产物19是由来自流438（步骤6）和436（步骤7）的CO2构成的，将其供给产物罐442。预期产物19具有约80摩尔％或更高的CO2纯度水平。
上述十个步骤的工艺是用于在CO2 VPSA单元中的一个床的一个循环。用于该直接混合实施方案的该上述十个步骤是与该单元中的其他床以循环方式进行的，使得步骤1的进料和排料是连续的。此外，该排空步骤（6）的设计是连续的。这样确保了真空泵连续操作，以及在该CO2 VPSA单元的进料中没有间断。在上述实施方案中使用6个吸附床以维持关键工艺步骤的连续性。
在图19中描述了与图18中所示循环相应的CO2 VPSA工艺的相应硬件和流动示意图。图19中的各阀能够以图20中所示方式操作以在上述6床工艺中执行该十个步骤。应当认识到所示的压力和步骤持续时间都仅用于说明性的目的。本领域的技术人员将认识到可以使用其他压力和步骤的组合。
在图18～20中所示并如本文所述的实施方案中，在该最终减压步骤（DPf）过程中产生的气体与从步骤6排空的气体混合。
图21中描述了使用最终减压气流（DPf）与排空床产生的气体的直接混合的另一示例性实施方案。
现在参照图21，显示了使用5个床和2个等压步骤的八步工艺的循环步骤图表。这些循环步骤是以与上述参照图18所述的那些步骤同样进行的，除了省去了步骤DP3和PE3。更具体地，图21的循环步骤包括以下：
1. 进料步骤。将约100～500psia（例如约375psia）的高压的含二氧化碳的进料流68供给CO2 VPSA单元70。在预设时间之后或在CO2从该进料68的床中贯穿之后，终止该进料步骤。
2. 同向（CoC）减压1（DP1）。将结束该进料步骤的现在处于高进料压力（例如100～500psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图21中）或相反的（未示于图21中）方向减压到中等压力（例如80～400psia）。
3. 同向（CoC）减压2（DP2）。进一步将现在处于一些中等压力（例如80～400psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（示于图21中）或相反的（未示于图21中）方向减压到较低的压力（例如60～300psia）。
4. 最终减压（DPf）。进一步将现在处于比步骤4开始时更低的压力（约50～200psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图21中）和/或相反的（示于图21中）方向减压到接近环境压力（约20psia）以产生CO2产物438。该流可以构成该CO2产物（流19）的一部分。
5. 排空。将现在接近环境压力（约20psia）的CO2 VPSA床以与进料流相同（未示于图21中）或相反的（示于图21中）方向排空到预设的低压，低于大气压（约1～12psia）。该来自排空的床的气体（图19中的流36a）构成了该CO2产物流（流19）的一部分。任选地，能够在通往罐442之前使用鼓风机（未示出）进一步压缩流436。
6. 逆向（CcC）等压2（PE2）。现在将经排空的床以与进料流相同（未示于图21中）或相反的（示于图21中）方向等压到步骤3（DP2）中引入的气体的压力范围（即约60～300psia）。该步骤通过将来自步骤3的CO2保持在该VPSA系统内提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
7. 逆向（CcC）等压1（PE1）。将步骤6中等压的床以与进料流相同（未示于图21中）或相反的（示于图21中）方向进一步等压到步骤2（DP1）中产生的气体的压力范围（即约80～400psia）。该步骤通过将来自步骤2的CO2保持在该VPSA系统内进一步提高了CO2回收率。这样通过消除将该CO2送入废气流中的需要而使得CO2的损耗最小化。
8. 再增压（FeRP）。通过该进料气体或通过由步骤1中的另一床产生的流出物（即进料流出物）的一部分将该经等压的床再增压到进料压力（100～500psia）。在再增压到进料压力之后，该床现在准备回到步骤1。
在产物罐442中的CO2产物流19是由来自流438（步骤4）和436（步骤5）的CO2构成的。
上述八个步骤的工艺是用于在CO2 VPSA单元中的一个床的一个循环。用于该直接混合实施方案的该上述八个步骤是与该单元中的其他床以循环方式进行的，使得步骤1的进料和排料是连续的。此外，该排空步骤（5）的设计是连续的。这样确保了真空泵连续操作，以及在该CO2 VPSA单元的进料中没有间断。在上述实施方案中使用5个吸附床以维持关键工艺步骤的连续性。
也预期了本发明能够改进以产生更高的CO2含量以及因此产生高的装置容量。例如，人们可能需要或想要处理比单一真空系列或单一装置（由于流态化或输送的限制）能够处理的更高的进料流速。在这种情况中，该工艺步骤可以设置使得始终有至少两个床进料，而至少两个床排空。这种示例性的循环步骤图表和设置示于图22和23中。可替代地或除此之外，可以使用多个系列。
吸收
当阶段70使用用溶剂（例如聚乙二醇二甲醚和rectisol）的物理吸收时，其可以位于低温处理阶段60的正下游。来自该物理吸收单元的贫CO2流将通常不含水分。物理吸收单元如图1～4所示处理来自阶段60的排气流68并产生富CO2流19和贫CO2流72。
当阶段70使用用反应物流（例如烷基取代胺、氨气或碳酸钾的水溶液）的化学吸收时，该单元优选如图24所示设置，其中化学吸收单元70优选位于该排气流68已经用作干燥器单元50的再生气体之后。来自该吸收系统的贫CO2流72很可能包含水，因此不适合用作再生气体。将该负载水分的贫CO2流69通入化学吸收系统70中，在其中用任意已知的方法对其处理，其中该气流69与烷基胺、氨气或碳酸钾的水溶液接触以将二氧化碳从该气流中吸收到该水流中，然后将该二氧化碳从所得到的富含二氧化碳的水流中汽提出来。
图25显示了适用于基于物理吸收或化学吸收的CO2分离系统的流程图。将图1～4中所示的贫CO2流68或图24中所示的贫CO2流69从底部引入吸收器501中。将溶剂流505（该术语分别相对于物理吸收和化学吸收工艺使用）从顶部供给吸收器501。该溶剂从该进料流中吸收CO2。通过从贫CO2溶剂520中回收热量，所得到的负载CO2的流510在热交换器512中加热。将经加热的负载CO2的流513供给汽提器503。任选地，汽提器经由再沸器530提供热量从底部加热。从汽提器503的顶部回收富CO2流19。将该贫CO2溶剂在热交换器512中冷却，然后在冷却器523中冷却，并作为流505循环到吸收器501中。
NOx和CO的去除
如果需要，可以对流72进行处理以降低一氧化碳、NOx或两者的含量。
为了减少一氧化碳，首先优选将该流加热，然后通过包含催化剂的反应器中，该催化剂促进通过与该反应器内的大气中存在的氧气反应将一氧化碳转化为二氧化碳。适用于该转化反应的催化剂是本领域中公知的。可用的催化剂的实例包括在氧化铝载体上的氧化铁或贵金属（例如铜、钌、铂、钯、铑、金）。该反应能够减少超过98％的CO含量。
为了降低该流的NOx含量，将该流和包含氨气的流供给包含催化剂的反应器中，该催化剂促进如下式所示的将NOx转化为氮气：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
适用于促进该反应的催化剂是本领域中公知的。实例包括在作为载体的氧化钨上的具有钨或钼氧化物作为助催化剂的五氧化二钒。该反应能够减少超过95％的NOx含量。
图3显示了一种实施方案，其中除了CO2排放量之外还降低了NOx和一氧化碳（CO）的排放量。在该方案中，将贫CO2流72在加热器76中加热到500～800℉。该经加热的流78通过催化反应器84，在此处一氧化碳氧化为二氧化碳。将该反应器84的流出物送入另一催化反应器86，在此处在流78中包含的一氧化氮（NO）通过其与作为流87供给的氨气的反应而转化为氮气。

Claims (11)

1.用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；
（E）通过将所述负载水分的吸附剂与所述贫二氧化碳流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分以生成负载水分的贫二氧化碳流，然后从所述吸附剂中分离出所述负载水分的贫二氧化碳流；和
（F）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
2.权利要求1的方法，其中在步骤（C）中使用的致冷作用仅是由所述膨胀提供的。
3.权利要求1的方法，其中将所述富二氧化碳流的至少一部分与所述负载水分的吸附剂接触以从所述负载水分的吸附剂中解吸水分，然后与所述烟道气合并。
4.权利要求1的方法，其中在使所述贫二氧化碳流膨胀之前或之后对其进行处理以降低其NOx含量。
5.权利要求1的方法，其中在使所述贫二氧化碳流膨胀之前或之后对其进行处理以降低其一氧化碳含量。
6.权利要求1的方法，其中在将所述贫二氧化碳流与所述负载水分的吸附剂接触之前使所述贫二氧化碳流膨胀。
7.用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；
（E）使所述贫二氧化碳流膨胀以生成经膨胀的贫二氧化碳流；
（F）通过将所述负载水分的吸附剂与氮气流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分，然后通过将所述吸附剂与所述经膨胀的贫二氧化碳流接触而从所述吸附剂中清除氮气，然后从所述吸附剂中分离出所述贫二氧化碳流；和（G）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
8.用于回收二氧化碳的方法，包括：
（A）通过将二氧化碳添加到由氧-燃料燃烧生成的烟道气中而提供二氧化碳增加的进料气体，其中该烟道气至少包含二氧化碳、水蒸气、NOx和一氧化碳，其中该进料气体包含少于0.1vol％的氢气；
（B）压缩该进料气体，然后通过将其与吸附剂接触而干燥该经压缩的进料气体以形成负载水分的吸附剂和经干燥的气态进料流；
（C）使该经干燥的气态进料流经受低温回收工艺，使用由所述回收工艺生成的至少一个液态二氧化碳产物流的膨胀所提供的致冷作用，以产生至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）通过将所述负载水分的吸附剂与所述排气流接触而从所述负载水分的吸附剂中解吸水分以生成负载水分的排气流，然后从所述吸附剂中分离出所述负载水分的排气流；
（E）通过变压吸附或通过物理或化学吸收，将该排气流分离成富二氧化碳流和贫二氧化碳流；和
（F）将所述富二氧化碳流与所述烟道气合并以形成所述二氧化碳增加的进料气体。
9.用于回收二氧化碳的装置，包括：
（A）压缩机装置，其能够压缩含二氧化碳的气体以生成经压缩的含二氧化碳的流；
（B）干燥器装置，其与所述用于压缩的装置连接以接收所述经压缩的含二氧化碳的流，且能够降低所述经压缩的含二氧化碳的流的水含量以生成经干燥的含二氧化碳的流，其中该干燥器装置包括一个或多个包含水吸附剂的床，其可以交替地吸附水和通过与分离装置（D）中生成的贫二氧化碳流接触而解吸水；
（C）处理装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述经干燥的含二氧化碳的流，且能够通过低温处理由其生成至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）分离装置，其与所述处理装置连接以接收所述排气流，且能够通过变压吸附或通过物理或化学吸收由所述排气流生成富二氧化碳流和贫二氧化碳流，且与所述压缩机装置连接以将所述富二氧化碳流通向所述压缩机装置，且与所述干燥器装置连接以使得所述贫二氧化碳流可以通向所述干燥器装置。
10.权利要求9的装置，进一步包括膨胀器装置，所述膨胀器装置与所述分离装置连接以接收并膨胀所述贫二氧化碳流，并与所述干燥器装置连接以使得所述经膨胀的贫二氧化碳流可以通向所述干燥器装置。
11.用于回收二氧化碳的装置，包括：
（A）压缩机装置，其能够压缩含二氧化碳的气体以生成经压缩的含二氧化碳的流；
（B）干燥器装置，其与所述用于压缩的装置连接以接收所述经压缩的含二氧化碳的流，且能够降低所述经压缩的含二氧化碳的流的水含量以生成经干燥的含二氧化碳的流，其中该干燥器装置包括一个或多个包含水吸附剂的床，其可以交替地吸附水和通过与来自处理装置（C）的排气流接触而解吸水；
（C）处理装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述经干燥的含二氧化碳的流，且能够通过低温处理由其生成至少一个气态二氧化碳产物流和至少一个气态的含二氧化碳的排气流；
（D）分离装置，其与所述干燥器装置连接以接收所述排气流，且能够通过变压吸附或通过物理或化学吸收由所述排气流生成富二氧化碳流和贫二氧化碳流，且与所述压缩机装置连接以使得所述富二氧化碳流可以通向所述压缩机装置。
CN2009801303070A 2008-07-29 2009-07-27 从烟道气中回收二氧化碳 Pending CN102112200A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8442308P 2008-07-29 2008-07-29
US61/084423 2008-07-29
US12/508035 2009-07-23
US12/508,035 US8535417B2 (en) 2008-07-29 2009-07-23 Recovery of carbon dioxide from flue gas
PCT/US2009/051792 WO2010014520A1 (en) 2008-07-29 2009-07-27 Recovery of carbon dioxide from flue gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102112200A true CN102112200A (zh) 2011-06-29

Family

ID=41606918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801303070A Pending CN102112200A (zh) 2008-07-29 2009-07-27 从烟道气中回收二氧化碳

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8535417B2 (zh)
EP (1) EP2310108A1 (zh)
JP (1) JP2011529848A (zh)
KR (1) KR20110049784A (zh)
CN (1) CN102112200A (zh)
AU (1) AU2009276766A1 (zh)
BR (1) BRPI0916402A2 (zh)
CA (1) CA2732129C (zh)
MX (1) MX2011001089A (zh)
RU (1) RU2011107269A (zh)
WO (1) WO2010014520A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108905488A (zh) * 2018-07-11 2018-11-30 华电电力科学研究院有限公司 一种低碳清洁高效型分布式能源系统及其运行方法
CN109173558A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 中国科学院工程热物理研究所 一种低能耗二氧化碳捕集及封存技术和系统

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0808385D0 (en) 2008-05-08 2008-06-18 Naneum Ltd A condensation apparatus
US8216344B2 (en) * 2008-09-26 2012-07-10 Praxair Technology, Inc. Purifying carbon dioxide using activated carbon
DE102008062497A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-17 Linde-Kca-Dresden Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines kohlendioxidhaltigen Gasstroms aus einer Großfeuerungsanlage
FR2957269B1 (fr) * 2010-03-15 2015-11-13 Air Liquide Procede et installation de traitement de fumees riches en co2
KR101068564B1 (ko) 2010-03-29 2011-09-30 대우조선해양 주식회사 화력발전시스템에서 가압형 분리기를 이용한 이산화탄소 처리장치 및 이를 이용한 이산화탄소 처리방법
CA2769687C (en) * 2010-04-16 2014-12-30 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Ministeof Natural Resources Auto-refrigerated gas separation system for carbon dioxide capture and compression
US20110265445A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 General Electric Company Method for Reducing CO2 Emissions in a Combustion Stream and Industrial Plants Utilizing the Same
CA2801228A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Union Engineering A/S Method and apparatus for the purification of carbon dioxide using liquide carbon dioxide
US8012446B1 (en) * 2010-07-08 2011-09-06 Air Products And Chemicals, Inc. Recycle TSA regen gas to boiler for oxyfuel operations
AU2012238293B2 (en) * 2010-07-08 2013-08-15 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment of flue gas from an oxyfuel combustion process
US8323602B2 (en) * 2010-07-08 2012-12-04 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment of flue gas from an oxyfuel combustion process
US9919259B2 (en) 2010-07-09 2018-03-20 Carbon Capture Scientific, Llc Gas pressurized separation column and process to generate a high pressure product gas
US8425655B2 (en) 2010-07-09 2013-04-23 Carbon Capture Scientific, Llc Gas pressurized separation column and process to generate a high pressure product gas
EP2476477B1 (en) * 2011-01-13 2021-03-17 General Electric Technology GmbH A method for drying a wet co2 rich gas stream from an oxy-combustion process
EP2481471B1 (en) * 2011-02-01 2015-08-05 Alstom Technology Ltd Apparatus and system for NOx reduction in wet flue gas
EP2497563A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-12 Alstom Technology Ltd System and method for low NOx emitting regeneration of desiccants
GB2490476B (en) * 2011-03-16 2014-09-24 Costain Oil Gas & Process Ltd Process and apparatus for the separation of carbon dioxide and hydrogen
CA2964550C (en) * 2011-07-02 2019-07-23 Inventys Thermal Technologies Inc. System and method for integrated adsorptive gas separation of combustion gases
US20130081426A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Vitali Victor Lissianski Low temperature heat exchanger system and method
JP5816059B2 (ja) * 2011-11-14 2015-11-17 Ｊｆｅスチール株式会社 圧力スイング吸着法によるｃｏ２の分離方法
JP5802125B2 (ja) * 2011-12-22 2015-10-28 Ｊｆｅスチール株式会社 ガス分離回収方法
CN102538395A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 一种二氧化碳提纯工艺
US20150040765A1 (en) 2012-03-06 2015-02-12 Donaldson Company, Inc. Filter for humidity control, typically for control of humidity in a bulk liquid tank
US9205357B2 (en) 2012-03-29 2015-12-08 The Boeing Company Carbon dioxide separation system and method
US9156703B2 (en) * 2012-03-30 2015-10-13 The Boeing Company System and method for producing carbon dioxide
US9777628B2 (en) * 2012-08-23 2017-10-03 The Boeing Company System and method for processing greenhouse gases
US9103549B2 (en) 2012-08-23 2015-08-11 The Boeing Company Dual stream system and method for producing carbon dioxide
FR2997312B1 (fr) 2012-10-25 2015-12-11 Air Liquide Procede et installation pour eliminer le monoxyde de carbone d'un flux gazeux comprenant du co2 et recuperer l'energie d'un flux sortant de ladite installation
EP2724766A1 (en) * 2012-10-26 2014-04-30 Alstom Technology Ltd A method of treating a carbon dioxide rich flue gas and a flue gas treatment system
EP2934724B1 (en) * 2012-12-21 2019-01-02 ExxonMobil Research and Engineering Company Co2 capture from a gas stream by means of a absorption solution comprising amines
US8926941B2 (en) 2012-12-31 2015-01-06 Chevron U.S.A. Inc. Capture of CO2 from hydrogen plants using a temperature swing adsorption method
CA2896836C (en) 2012-12-31 2021-12-28 Inventys Thermal Technologies Inc. System and method for integrated carbon dioxide gas separation from combustion gases
US9073001B2 (en) 2013-02-14 2015-07-07 The Boeing Company Monolithic contactor and associated system and method for collecting carbon dioxide
US20140250945A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 Richard A. Huntington Carbon Dioxide Recovery
US9550680B2 (en) * 2013-06-21 2017-01-24 General Electric Technology Gmbh Chemical looping integration with a carbon dioxide gas purification unit
EP3018999A4 (en) * 2013-07-11 2017-06-07 Royal Institution for the Advancement of Learning/McGill University Apparatus for carbon dioxide enrichment
FR3009205B1 (fr) * 2013-07-31 2017-01-27 Ifp Energies Now Procede de captation d'un metal lourd contenu dans un gaz humide integrant une compression et une detente autour d'un separateur gaz-liquide.
EP3071314A1 (en) * 2013-08-16 2016-09-28 Eco Power Solutions (USA) Corp. Co2 capture system and method
KR102055976B1 (ko) * 2013-10-09 2019-12-13 릴라이언스 인더스트리즈 리미티드 이산화탄소를 포집하기 위한 단일 압축 시스템 및 공정
IN2013MU03191A (zh) * 2013-10-09 2015-07-03 Reliance Ind Ltd
WO2015191962A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Carbon dioxide adsorbents
JP6575050B2 (ja) * 2014-08-12 2019-09-18 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
US9452385B1 (en) * 2015-03-04 2016-09-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration
US9452386B1 (en) * 2015-03-04 2016-09-27 L'Air Liquide Socieété Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration
FR3039080B1 (fr) * 2015-07-23 2019-05-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Methode de purification d'un gaz riche en hydrocarbures
US20180221815A1 (en) * 2015-07-30 2018-08-09 Chiyoda Corporation Method and system for carbon dioxide gas dehydration
JP6743433B2 (ja) * 2016-03-16 2020-08-19 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP6790403B2 (ja) * 2016-03-25 2020-11-25 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
US11148094B2 (en) 2016-03-31 2021-10-19 Svante Inc. Adsorptive gas separation process and system
WO2017165977A1 (en) 2016-03-31 2017-10-05 Inventys Thermal Technologies Inc. Adsorptive gas separation employing steam for regeneration
AU2017377388B2 (en) * 2016-12-13 2022-11-17 Haldor Topsøe A/S System and process for synthesis gas production
JP6834515B2 (ja) * 2017-01-20 2021-02-24 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
US10537823B2 (en) * 2017-02-15 2020-01-21 Hall Labs Llc Method for removal of carbon dioxide from a carrier liquid
WO2018200526A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 Oxy Usa, Inc. Process for carbon dioxide recapture with improved energy recapture
EP3499159A1 (de) * 2017-12-12 2019-06-19 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und anlage zur herstellung von flüssigerdgas
US11117092B2 (en) * 2018-03-14 2021-09-14 Gas Technology Institute Energy efficient membrane-based process for CO2 capture
EP3948125A4 (en) * 2019-03-29 2023-04-12 Carbon Capture America, Inc. CO2 SEPARATION AND LIQUEFACTION SYSTEM AND METHOD
KR102232149B1 (ko) * 2019-05-09 2021-03-24 한양대학교 산학협력단 저농도 이산화탄소 가스 혼합물로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 분리막 기반 공정
KR102232146B1 (ko) * 2019-05-09 2021-03-24 한양대학교 산학협력단 액화천연가스의 재기화 및 선택적 재순환을 이용하여 저농도 이산화탄소-함유 가스 혼합물로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 분리막 기반 공정
FR3118717A1 (fr) * 2021-01-14 2022-07-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de séchage d’un débit riche en dioxyde de carbone
WO2023161196A1 (en) 2022-02-25 2023-08-31 Casale Sa Process for treating a nox containing gas
EP4321234A1 (de) * 2022-08-12 2024-02-14 Linde GmbH Verfahren und anlage zur entfernung von kohlendioxid aus einem kohlendioxidhaltigen gasgemisch
GB2623052A (en) * 2022-09-15 2024-04-10 Carbon Capture Tech Limited Carbon removal system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004089499A2 (en) * 2003-04-03 2004-10-21 Fluor Corporation Configurations and methods of carbon capture
WO2006037320A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Union Engineering A/S Method for recovery of carbon dioxide from a gas
US20070232706A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Shah Minish M Carbon dioxide production method
US20080173585A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 Vincent White Purification of carbon dioxide

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1095866B (de) 1959-09-30 1960-12-29 Linde S Eismaschinen Ag Zweign Verfahren und Einrichtung zur Abscheidung von Kohlendioxyd aus Druckgasen
DE2604305A1 (de) 1976-02-04 1977-08-11 Linde Ag Verfahren zum zerlegen von gasgemischen
US4152129A (en) 1977-02-04 1979-05-01 Trentham Corporation Method for separating carbon dioxide from methane
US4171206A (en) 1978-08-21 1979-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of multicomponent gas mixtures
JPS5677673A (en) 1979-11-28 1981-06-26 Nippon Oxygen Co Ltd Lowwtemperature liquefying separating method for carbonic acid gas
US4417449A (en) 1982-01-15 1983-11-29 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separating carbon dioxide and acid gases from a carbonaceous off-gas
US4441900A (en) 1982-05-25 1984-04-10 Union Carbide Corporation Method of treating carbon-dioxide-containing natural gas
US5003517A (en) * 1982-11-29 1991-03-26 American Fuel Cell And Coated Fabrics Company Magnetohydrodynamic fluid apparatus and method
JPS60191002A (ja) 1984-03-07 1985-09-28 Osaka Oxgen Ind Ltd 吸着法を使用して少なくとも水素を含む混合ガス中の水素を濃縮する方法
US4595404A (en) 1985-01-14 1986-06-17 Brian J. Ozero CO2 methane separation by low temperature distillation
FR2584307B1 (fr) 1985-07-08 1989-10-20 Air Liquide Procede de traitement d'un melange gazeux par adsorption
US4711645A (en) 1986-02-10 1987-12-08 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of water and carbon dioxide from atmospheric air
US4770676A (en) 1986-05-16 1988-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of methane from land fill gas
US5051115A (en) 1986-05-21 1991-09-24 Linde Aktiengesellschaft Pressure swing adsorption process
US4753666A (en) 1986-07-24 1988-06-28 Chevron Research Company Distillative processing of CO2 and hydrocarbons for enhanced oil recovery
DE3639779A1 (de) 1986-11-21 1988-06-01 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) aus einem co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-reichen erdgas
US4762543A (en) 1987-03-19 1988-08-09 Amoco Corporation Carbon dioxide recovery
US4869894A (en) 1987-04-15 1989-09-26 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen generation and recovery
US4813980A (en) 1987-10-16 1989-03-21 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of nitrogen, hydrogen and carbon dioxide from hydrocarbon reformate
US4846851A (en) 1987-10-27 1989-07-11 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of ammonia syngas
US4790858A (en) 1988-01-29 1988-12-13 Air Products And Chemicals, Inc. Fractionation of multicomponent gas mixtures by pressure swing adsorption
US5000925A (en) 1988-05-04 1991-03-19 The Boc Group, Inc. Hydrogen and carbon dioxide coproduction apparatus
US4963339A (en) * 1988-05-04 1990-10-16 The Boc Group, Inc. Hydrogen and carbon dioxide coproduction
US4857083A (en) 1988-10-25 1989-08-15 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process with vacuum aided internal rinse
US4913709A (en) * 1989-02-17 1990-04-03 Ravi Kumar Adsorption process for recovering two high purity gas products from multicomponent gas mixtures
US4914218A (en) 1989-02-17 1990-04-03 Ravi Kumar Adsorptive process for separating multicomponent gas mixtures
US4915711A (en) 1989-05-18 1990-04-10 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive process for producing two gas streams from a gas mixture
US4952223A (en) * 1989-08-21 1990-08-28 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
US5017204A (en) 1990-01-25 1991-05-21 Air Products And Chemicals, Inc. Dephlegmator process for the recovery of helium
US5100635A (en) * 1990-07-31 1992-03-31 The Boc Group, Inc. Carbon dioxide production from combustion exhaust gases with nitrogen and argon by-product recovery
JPH07108368B2 (ja) * 1990-11-02 1995-11-22 住友精化株式会社 混合ガス中の水分除去方法
US5203888A (en) 1990-11-23 1993-04-20 Uop Pressure swing adsorption process with multiple desorption steps
JPH04244504A (ja) * 1991-01-30 1992-09-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind 二酸化炭素回収型石炭火力発電システム
US5354346A (en) 1992-10-01 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Purge effluent repressurized adsorption process
US5248322A (en) 1992-10-01 1993-09-28 Air Products And Chemicals, Inc. Depressurization effluent repressurized adsorption process
US5294247A (en) 1993-02-26 1994-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorption process to recover hydrogen from low pressure feeds
US5792239A (en) 1994-10-21 1998-08-11 Nitrotec Corporation Separation of gases by pressure swing adsorption
US5669960A (en) * 1995-11-02 1997-09-23 Praxair Technology, Inc. Hydrogen generation process
US6090312A (en) 1996-01-31 2000-07-18 Ziaka; Zoe D. Reactor-membrane permeator process for hydrocarbon reforming and water gas-shift reactions
US5753010A (en) * 1996-10-28 1998-05-19 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by pressure swing adsorption integrated with adsorbent membranes
WO1999035455A1 (en) 1998-01-08 1999-07-15 Satish Reddy Autorefrigeration separation of carbon dioxide
US5980857A (en) * 1998-03-18 1999-11-09 The Boc Group, Inc. Production of carbon monoxide from syngas
US5974829A (en) 1998-06-08 1999-11-02 Praxair Technology, Inc. Method for carbon dioxide recovery from a feed stream
CA2350574C (en) 1998-11-10 2004-08-17 Fluor Corporation Recovery of co2 and h2 from psa offgas in an h2 plant
US6070431A (en) 1999-02-02 2000-06-06 Praxair Technology, Inc. Distillation system for producing carbon dioxide
US6245127B1 (en) 1999-05-27 2001-06-12 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption process and apparatus
US6340382B1 (en) 1999-08-13 2002-01-22 Mohamed Safdar Allie Baksh Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen
US6224843B1 (en) 1999-09-13 2001-05-01 Saudi Basic Industries Corporation Carbon dioxide purification in ethylene glycol plants
US20010004838A1 (en) 1999-10-29 2001-06-28 Wong Kenneth Kai Integrated heat exchanger system for producing carbon dioxide
US6500241B2 (en) 2000-12-19 2002-12-31 Fluor Corporation Hydrogen and carbon dioxide coproduction
US6497852B2 (en) 2000-12-22 2002-12-24 Shrikar Chakravarti Carbon dioxide recovery at high pressure
JP2003038931A (ja) * 2001-07-31 2003-02-12 Chiyoda Corp 天然ガス乾燥装置の再生方法
CN1283344C (zh) 2001-07-31 2006-11-08 成都天立化工科技有限公司 尿素生产中氢氮气高回收率两段变压吸附脱碳工艺方法
US7124605B2 (en) 2003-10-30 2006-10-24 National Tank Company Membrane/distillation method and system for extracting CO2 from hydrocarbon gas
US7828877B2 (en) 2004-11-05 2010-11-09 Xebec Adsorption, Inc. Separation of carbon dioxide from other gases
FR2877939B1 (fr) 2004-11-16 2007-02-02 Air Liquide Procede et installation pour la production combinee d'hydrogene et de dioxyde de carbone
FR2872890A1 (fr) 2005-08-08 2006-01-13 Air Liquide Procede integre d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
BRPI0616341A2 (pt) * 2005-09-27 2016-08-23 Basf Se método de remoção de óxido nitroso de um gás de exaustão
US20070148069A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Shrikar Chakravarti Carbon dioxide recovery from flue gas and the like
US7618478B2 (en) 2006-04-03 2009-11-17 Praxair Technology, Inc. Process and apparatus to recover medium purity carbon dioxide
US7666251B2 (en) 2006-04-03 2010-02-23 Praxair Technology, Inc. Carbon dioxide purification method
US7550030B2 (en) 2006-04-03 2009-06-23 Praxair Technology, Inc. Process and apparatus to recover high purity carbon dioxide
US8460630B2 (en) * 2007-03-29 2013-06-11 Nippon Oil Corporation Method and apparatus for producing hydrogen and recovering carbon dioxide
US9109831B2 (en) * 2007-07-11 2015-08-18 AIR LIQUIDE GLOBAL E&C SOLUTIONS US Inc. Process and apparatus for the separation of a gaseous mixture
US8394174B2 (en) * 2009-05-18 2013-03-12 American Air Liquide, Inc. Processes for the recovery of high purity hydrogen and high purity carbon dioxide

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004089499A2 (en) * 2003-04-03 2004-10-21 Fluor Corporation Configurations and methods of carbon capture
WO2006037320A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Union Engineering A/S Method for recovery of carbon dioxide from a gas
US20070232706A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Shah Minish M Carbon dioxide production method
US20080173585A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 Vincent White Purification of carbon dioxide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108905488A (zh) * 2018-07-11 2018-11-30 华电电力科学研究院有限公司 一种低碳清洁高效型分布式能源系统及其运行方法
CN109173558A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 中国科学院工程热物理研究所 一种低能耗二氧化碳捕集及封存技术和系统
CN109173558B (zh) * 2018-10-19 2023-06-06 中国科学院工程热物理研究所 一种低能耗二氧化碳捕集及封存技术和系统

Also Published As

Publication number Publication date
US8535417B2 (en) 2013-09-17
RU2011107269A (ru) 2012-09-10
CA2732129A1 (en) 2010-02-04
MX2011001089A (es) 2011-05-30
CA2732129C (en) 2013-10-01
EP2310108A1 (en) 2011-04-20
KR20110049784A (ko) 2011-05-12
AU2009276766A1 (en) 2010-02-04
BRPI0916402A2 (pt) 2016-02-16
US20100024476A1 (en) 2010-02-04
JP2011529848A (ja) 2011-12-15
WO2010014520A1 (en) 2010-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102112200A (zh) 从烟道气中回收二氧化碳
CN102232003A (zh) 纯化二氧化碳并生成硫酸和硝酸的多步法
CN102227248A (zh) 使用活性炭作为nox和so2吸附剂/催化剂提纯二氧化碳
US8961913B2 (en) Apparatus and system for NOx reduction in wet flue gas
US20080245101A1 (en) Integrated Method and Installation for Cryogenic Adsorption and Separation for Producing Co2
JPH04227017A (ja) 燃焼排ガスからの窒素及びアルゴン副製品回収を伴なう二酸化炭素の製造
CN102083512A (zh) 二氧化碳回收
CN101978234A (zh) 高炉煤气的分离方法
US9429359B2 (en) Method for drying a wet CO2 rich gas stream from an oxy-combustion process
WO2022101323A1 (en) Facility for producing gaseous biomethane by purifying biogas from landfill combining membranes, cryodistillation and deoxo
JP3544860B2 (ja) 空気分離装置における前処理装置
CN116371147A (zh) 一种富氢碳循环氧气高炉煤气co2捕集液化的方法
JPS6139090B2 (zh)
PL243099B1 (pl) Zespół urządzeń do kriogenicznej separacji oraz sposób kriogenicznej separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych
CN117866672A (zh) 一种焦炉煤气的净化系统
JPS6139089B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110629