CN103857457A - 具有洗涤系统的基于冷冻氨的二氧化碳捕集系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于降低在基于冷冻氨的CO2去除系统中的氨回收汽提器的能量需求的系统和方法。所述系统和方法包括用于物理分离来自构造成接收来自所述基于冷冻氨的CO2去除系统的主吸收器的逃逸氨进料流的洗涤容器的洗涤液并提供第一进料流和第二进料流的纳滤或反渗透单元。相对于来自所述洗涤容器的洗涤液，第一进料流具有减小的氨摩尔浓度，而第二进料流具有增加的氨摩尔浓度。随后将第二进料流进料到所述氨回收汽提器，其降低蒸汽消耗。在许多其他优势之中，降低的蒸汽消耗转化成显著的能量节约。另外，所述系统和方法提供了如在一些应用中可能期望的与所述汽提器单元相关的设备尺寸的减小。

Description

具有洗涤系统的基于冷冻氨的二氧化碳捕集系统及使用方法
背景
概括地讲，本发明涉及气体纯化系统及使用方法，其中回收所吸收的氨和二氧化碳。具体地讲，本发明涉及构造成利用纳滤或反渗透来降低氨回收汽提器的蒸汽负荷以便减少来自已经经历基于氨的CO2去除方法的气流的逃逸氨(ammonia slip)和其他污染物的洗涤系统和方法。
在用于气体纯化的常规工业技术中，诸如H2S、CO2和/或COS的杂质通过吸收在液体溶液中，例如吸收在包含氨和/或一种或多种胺化合物的液体溶液中而从诸如烟气、天然气、合成气或其他气流的气流中除去。用过的液体溶液随后在再生器塔中再生以通常通过与蒸汽逆流接触来释放包含在该溶液中的杂质。再生所需要的蒸汽通常由发电站涡轮系统生成。另外，与再生塔流体连通的再沸器可提供包含在该液体溶液中的杂质的进一步释放。
在当前的冷冻氨法和系统中，来自主CO2吸收器的逃逸氨首先捕集在水洗容器中且随后在氨回收汽提器中通过用饱和蒸汽加热氨化的富化溶液而再生。根据操作条件，逃逸氨化溶液通常具有0.1-2.0摩尔/升的NH3摩尔浓度。在资金和操作成本方面，当前的从汽提器回收氨的方法是高成本方法(主CO2再生器的约20%热负荷)，因为其很难将汽提器塔顶热与主再生器网络集成。
因此，需要更有效地回收逃逸氨以提供降低的能量消耗的改善的系统和方法。
概述
本文公开了更有效地回收逃逸氨以提供降低的能量消耗以及其他优势的气体纯化系统和方法。在一个实施方案中，用于减少包括主吸收器和再生器的基于冷冻氨的CO2去除系统中的逃逸氨的洗涤系统且还包括构造成接收已经经历所述基于冷冻氨的CO2去除系统的CO2贫化烟气的洗涤容器，所述洗涤容器包含用于洗涤来自所述主吸收器的CO2贫化烟气的液体；与所述洗涤容器串联且构造成自所述洗涤容器接收具有一定氨浓度的洗涤液并将所述洗涤液物理分离成第一进料流和第二进料流的分离单元，其中，相对于所述洗涤液的氨浓度，第一进料流具有减小的氨浓度，且其中，相对于所述洗涤液的氨浓度，第二进料流具有增加的氨浓度；和与所述分离单元串联并构造成接收具有增加的氨浓度的第二进料流的汽提器。
降低由包含主吸收器和再生器的基于氨的CO2捕集系统产生的CO2贫化烟气流中的氨的量的方法包括在洗涤容器中用液体洗涤来自所述主吸收器的所述CO2贫化烟气流以生成具有一定氨浓度的洗涤液；将所述洗涤液分离成第一进料流和第二进料流，其中，相对于所述洗涤液的氨浓度，第一进料流具有减小的氨浓度，且其中，相对于所述洗涤液的氨浓度，第二进料流具有增加的氨浓度；和从第二进料流回收氨以生成氨贫化溶液。
参考本发明的各种特点的以下详述及其中包括的实施例可更容易地理解本发明。
附图简述
现在来看附图，其中相同的元件以相同方式编号：
图1示意性表示根据本发明的一个实施方案的气体纯化系统；
图2图解性表示作为氨摩尔浓度的函数的汽提器负荷；及
图3图解性表示作为在操作期间来自吸收器的逃逸氨的函数的汽提器功率消耗。
发明详述
本文公开了用于纯化诸如烟气的气流的系统和方法。更详细地讲，所述系统和方法构造成降低在碳捕集系统(“CCS”)中的现有氨冷冻法和系统(“CAP”)的能量需求。所述系统和方法构造成从已经经历基于冷冻氨的CO2去除系统的烟气流中回收所吸收的氨和二氧化碳(CO2)。更详细地讲，氨和CO2使用对来自洗涤容器的进料流进行的纳滤或反渗透来回收以提供高摩尔浓度的氨进料流到氨回收汽提器。所述洗涤容器与所述主吸收器单元流体连通且构造成接收具有逃逸氨以及其他污染物的烟气进料流，即已经经历基于氨的CO2去除的烟气。通过增加进料到氨回收汽提器的洗涤溶液中的氨摩尔浓度，申请人已经发现蒸汽消耗需求明显降低。并且，通过增加该氨摩尔浓度，氨回收汽提器的进料溶液减少，其直接减小汽提器、再沸器、冷凝器、换热器、泵等的装备尺寸。减小的蒸汽消耗直接转化成显著的能源节约。
现在参考图1，示意性示出了根据一个实施方案用于回收通常包括主吸收器和再生器的用于处理例如烟气的基于冷冻氨的CO2去除系统中的逃逸氨的洗涤系统100的局部视图。系统100通常描绘串联的用于接收来自主吸收器(未示出)的吸收器保留物106 (也称作CO2贫化烟气)的水洗容器102、纳滤或反渗透系统108及汽提器系统104。显然，完整的基于冷冻氨的CO2去除系统将包括另外的组件，诸如主吸收器和主再生器以及在将烟气流引入主吸收器和CO2脱水及压缩组件之前处理烟气流的烟气调节组件。具有包括但不限于吸收器和再生器的这些另外组件的示例性气体纯化系统公开在美国专利7,641,717号、7,846,240号和7,862,788号中，这些专利通过引用全文结合到本文中。
在气体纯化系统中采用的工艺物流可为任何流体流，诸如天然气流、合成气流、炼厂气体或自诸如煤炭、天然气或其他燃料的材料燃烧产生的物流。工艺物流的一个实例为通过诸如煤炭的燃料的燃烧产生且在化石燃料燃烧锅炉的燃烧室的出口处提供的烟气流。其他燃料的实例包括但不限于天然气、合成气(synthetic gas)(合成气(syngas))和石油炼厂气体。根据该工艺物流的类型或来源，酸性组分可以气态、液态或颗粒形式。为了便于理解，在本文中提到的是烟气流。
在一个实施方案中，该烟气流含有包括但不限于CO2的多种酸性组分。到该烟气流进入用于CO2捕集系统的主吸收器时，该烟气流可能已经进行了处理以除去微粒物质(例如，飞灰)以及硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)。例如，该烟气可从湿烟气脱硫系统下游的位置位取得。然而，方法可因系统不同而不同，且因此所述处理可在烟气流通过吸收器之后发生，或者根本不发生。
该主吸收器采用促进从该烟气流中吸收并去除诸如二氧化碳的气态组分的吸收剂溶液(布置在其中)。在一个实施方案中，该吸收剂溶液包括化学溶剂和水，其中该化学溶剂例如含有基于氮的溶剂且尤其是氨；伯烷醇胺、仲烷醇胺和叔烷醇胺；伯胺和仲胺；空间位阻胺；和严重空间位阻仲氨基醚醇。常用化学溶剂的实例包括但不限于：碳酸铵、单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪、N-甲基哌嗪(MP)、N-羟基乙基哌嗪(HEP)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、2-(2-氨基乙氧基)乙醇(还称作二乙二醇胺或DEGA)、2-(2-叔丁基氨基丙氧基)乙醇、2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(TBEE)、2-(2-叔戊基氨基乙氧基)乙醇、2-(2-异丙基氨基丙氧基)乙醇、2-(2-(1-甲基-1-乙基丙基氨基)乙氧基)乙醇等。上述可以单独或组合使用，且可在有或没有其他共溶剂、诸如防沫剂的添加剂、诸如酶的助催化剂、缓冲剂、金属盐等以及防腐剂的情况下使用。
在基于冷冻氨的CO2捕集系统中，在主CO2吸收器中的吸收剂溶液为包含氨的溶液或浆液。该氨可以铵离子NH4 +的形式或以溶解的分子NH3的形式。例如，该吸收剂溶液或浆液可由碳酸铵、氨基甲酸铵和碳酸氢铵离子构成。当吸收器在大气压力下且在例如零至三十摄氏度(0-30℃)的低温下操作时实现在烟气中存在的诸如CO2的酸性组分的吸收。在另一实施例中，当吸收器在大气压力下且在零至十摄氏度(0-10℃)的温度下操作时实现酸性组分从烟气流中的吸收。通过在相对较低的温度下操作，使在该系统内的氨损失最少化。
例如，该氨与在烟气中存在的CO2反应以形成碳酸铵、碳酸氢铵、氨基甲酸铵等并形成CO2贫化烟气流。该方法通常可称为主要涤气方法。在涤气之后，诸如痕量的氨(也称作逃逸氨)、胺化合物及其他降解产物的污染物保留在该CO2贫化烟气中。在本发明中，将具有所述污染物的CO2贫化烟气进料到逃逸氨回收系统100，其中该氨和其他污染物从该CO2贫化烟气中除去，随后可将其排放到大气中或在经烟囱排放到大气中之前在直接接触加热器(DCH)中进一步加工。
逃逸氨回收系统100包括串联的水洗容器102、纳滤或反渗透系统108和汽提器系统104以回收可能包含在其中的氨及其他污染物。
洗涤容器102通常包括一个或多个吸收阶段。在所示出的示例性实施方案中，该洗涤容器包括第一吸收阶段109和第二吸收阶段110。洗涤容器在这方面不受限制，因为预期该洗涤容器可具有或多或少个吸收阶段。各吸收阶段可包括质量传递装置112、喷淋头系统114和液体传送路径116。来自吸收器(未示出)的CO2贫化烟气106在洗涤容器102的底部进入第一吸收阶段109。虽然开口表示在底部，但预期CO2贫化烟气106可在该洗涤容器中的任一点处且根据应用可随系统不同而不同。
质量传递装置112可包括诸如无规填料、亲水性填料和/或规整填料的填料。无规填料在本领域中通常已知且是指以无组织方式引入吸收阶段的填充材料。无规填料的实例包括但不限于以不同尺寸提供的塑料、金属和/或陶瓷填充材料，例如具有不同直径如约2.5厘米(2.5cm)-约7.6厘米(7.6cm)(约1英寸-约3英寸)的直径的材料。无规填充材料自包括但不限于Jaeger Products Inc. (Houston, Tex., United States)的许多供应商购得。无规填充材料还可包括木材。亲水性填料包括但不限于聚丙烯袋。
规整填料在本领域中通常已知且是指以特定方式排列或组织的填充材料。通常，规整填料以迫使流体接受复杂路径的方式排列，由此产生大接触表面积以便于液体和气体之间的接触。规整填料包括但不限于由金属、塑料、木材等制成的结构。预期不同的填充材料促进以不同液体流速进入洗涤容器102的氨去除或减少。另外，预期不同的填充材料可提供更合适的压降。
在一个实施方案中，洗涤容器102的吸收阶段109或110之一包括作为质量传递装置112的无规填充材料且洗涤容器102的吸收阶段109或110中的另一个包括作为质量传递装置的规整填料。例如，第一吸收阶段109可包括作为质量传递装置112的无规填充材料且第二吸收阶段110可包括作为质量传递装置的规整填料。预期CO2贫化烟气106进入洗涤容器102且通过第一吸收阶段109，之后通过第二吸收阶段110。
在吸收阶段109、110中的每一个中，质量传递装置112位于喷淋头系统114之下。在洗涤容器102中的喷淋头系统114各自将液体喷淋到吸收阶段109、110中。该液体经液体传送路径116之一传输到喷淋头系统114。液体传送路径116为将液体传输到相应喷淋头系统114的导管。该液体可为适合促进氨从CO2贫化烟气106中除去的任何液体。合适液体的实例为水，已知其经由氨与水之间的相互作用吸收，即溶解氨。
在一个特定的实施方案中，引入第二吸收阶段110的液体为由汽提塔120提供的例如水的液体。也就是说，水使其中所含的所有或基本所有的氨以及其他污染物除去和/或基本除去。提供到第一吸收阶段109的液体为液体118(也称作洗涤液)，其为含有从洗涤容器102的底部再循环的低浓度的氨的水，其可经由泵122通过任选的换热器(未示出)。
液体在各吸收阶段109、110的顶部引入，例如液体118提供到第一吸收阶段109的顶部，且来自汽提器120的液体提供到洗涤容器102的第二吸收阶段110(作为氨精加工阶段(ammonia polishing stage))的顶部。该液体沿洗涤容器102的长度方向向下行进，其与CO2贫化烟气106行进的方向逆流。应了解，该液体借助于重力定向行进，而CO2贫化烟气106借助于包括在洗涤容器102内的压降的多个因素以逆流方向行进。
随着该液体沿洗涤容器102的长度向下行进，在该液体中的氨浓度增加，由此形成氨富化液体118。相反地，随着CO2贫化烟气106沿洗涤容器102的长度方向向上行进，氨浓度(以及其他水溶性污染物的浓度)减小，由此形成含有减少的氨的烟气流124，其可进一步处理，诸如进料到直接接触加热器(DCH)和/或排放到大气中。
应了解从CO2贫化烟气106中除去的氨的量随系统不同和应用不同而不同。还预期该系统以在含有减少的氨的烟气流124中的氨浓度低且相对于在该液体中的氨的蒸气压来讲接近于在该气体中的氨的平衡浓度的方式设计。在烟气流124中氨的平衡浓度可低至10百万分率(10ppm)以下且通常在约零百万分率(0ppm)-约200百万分率(200ppm)的范围内。在一个实施方案中，与在CO2贫化烟气106中的氨水平相比较，含有减少的氨的烟气流124含有减少至少约百分之七十(70%)的氨。在另一实施方案中，与在CO2贫化烟气106中的氨水平相比较，含有减少的氨的烟气流124含有减少至少约百分之七十五(75%)的氨。在又一实施方案中，与在CO2贫化烟气106中的氨水平相比较，含有减少的氨的烟气流124含有减少至少约百分之八十(80%)的氨。在另一实施方案中，与在含有氨的烟气流106中的氨水平相比较，含有减少的氨的烟气流124含有减少至少约百分之八十五(85%)的氨。预期在含有减少的氨的烟气流124中的氨水平可比在CO2贫化烟气106中的氨水平低约百分之九十(90%)、百分之九十五(95%)、百分之九十九(99%)或百分之九十九点五(99.5%)。
适合减少烟气中的氨的量的液体的有效流速随系统不同而不同。在一个实施方案中，该流速适合将烟气中氨的量减少到接近平衡浓度的量，且通常减少到低于烟气流中二百百万分率(200ppm)的量。在另一实施方案中，该流速适合将在烟气中氨的量从约两千百万分率(2000ppm)减少到约七十百万分率至约一百百万分率(70-100ppm)。在另一实施方案中，该液体的流速为约1.8升/分种(1.8 lpm或约0.5加仑/分钟)-约7.5升/分种(7.5 lpm或约2加仑/分钟)/一千立方英尺/分钟(1000cfm)烟气。可对于来自该洗涤容器的期望逃逸氨水平调节该流速。
仍然参考图1，该液体落到洗涤容器102的底部且自此作为氨富化液体118除去。一部分氨富化液体118可作为液体(WW)再循环到洗涤容器102且一部分氨富化液体可送到纳滤或反渗透(在本文中也称作“NF/RO”)单元108，纳滤或反渗透单元108与汽提塔120串联。另外，虽然没有示出，但预期全部量的氨富化液体118可送到汽提塔120且随后返回到洗涤容器102。至NF/RO单元108的进料流118可来自泵122或经过单独的泵(未示出)。
进料到纳滤或反渗透单元108的氨富化液体118物理分离成两个进料流130、132。在进料流130中，氨浓度相对于氨富化液体进料流118的氨浓度增加以形成摩尔浓度增加的氨富化液流(即，保留物)，而在进料流132中，氨浓度相对于氨液流118的氨浓度减小以形成摩尔浓度减小的氨富化液流(即，渗透物)。
摩尔浓度减小的氨富化液流132经液体传送系统116再循环回到洗涤容器102的第二吸收阶段110。摩尔浓度减小的氨流体流132可在汽提器系统104中处理之后经导管133与汽提的液体138组合。处于高温下的汽提的液体138通过换热器136以降低汽提的液体138的温度。任选所有或一部分汽提的液体138可如可能期望的情况而直接转移到直接接触冷却器或直接接触加热器。
在典型的冷冻氨法中，载有CO2的溶液(逃逸流)从CO2洗涤水(未示出；CO2产物冷却器也称作用于CO2产物的氨精加工阶段)送到洗涤容器102以减少逃逸氨。在本发明中，如在图1中所示，来自汽提器120的洁净水溶液138经导管135送到CO2洗涤水以维持在该CO2洗涤水中的质量平衡和氨摩尔浓度。
在纳滤或反渗透单元108中处理之后，摩尔浓度增加的氨富化液流130具有高于洗涤液118的氨浓度。通常，在水洗容器102中洗涤液118的摩尔浓度为约0.1-2.0(摩尔NH3/升溶液)。通过将洗涤液118进料到纳滤或反渗透单元108，在引入汽提器塔120之前，流体流130的摩尔浓度增加。在一个实施方案中，流体流130的氨摩尔浓度增加到约3-约6，且在其他实施方案中，该氨摩尔浓度增加到6-约9，且在其他实施方案中，该氨摩尔浓度增加到约9-约12。换句话说，该氨摩尔浓度增加到约3-约12。
摩尔浓度增加的氨富化流体流130的温度通过在引入汽提器塔120之前将流体流进料通过136而增加，其中氨以及其他污染物从摩尔浓度增加的氨富化流体流130中除去以形成氨贫化液体138，氨贫化液体138可为纯水或具有例如痕量的氨污染物的基本纯水。汽提塔120利用来自再沸器150的蒸汽以从摩尔浓度增加的氨富化流体流130中除去氨和其他污染物以形成氨贫化液体138，随后氨贫化液体138可如在一些应用中可能期望的情况而再循环到洗涤容器102或进料到直接接触冷却器或直接接触加热器。再循环到洗涤容器102通常包括通过在引入洗涤容器102之前进料通过换热器136且随后通过冷冻器131而降低氨贫化液体138的温度。
预期汽提塔120可利用一种或多种其他技术来从摩尔浓度增加的氨富化流体流130除去氨和其他污染物。在一个实施方案中，摩尔浓度增加的氨富化流体流130a可在引入汽提器之前与在吸收器中使用的贫化溶液(氨溶液或浆液)混合以进一步增加欲进料到汽提器塔120的液体130的氨浓度，从而进一步降低汽提器系统104的能量需求。任选汽提塔120可在真空条件下操作以降低在汽提塔中利用的蒸汽的温度。在典型的冷冻氨法中，来自吸收器-再生器回路的逃逸流(贫化溶液)经由附加汽提器(未示出)加工以维持在该方法内的水平衡。该附加汽提器底部物料送到直接接触冷却或直接接触加热(DCC/DCH)区段且含有氨和CO2的顶部部分送到吸收器。在本文所述的提议方法中，预计有利地不需要用于水平衡的另外附加汽提器且来自吸收器-再生器回路的逃逸流可在经汽提器加工之前与纳滤或反渗透保留物(假设其将具有与来自吸收器-再生器回路的贫化溶液相同的氨摩尔浓度)直接组合。来自该汽提器的额外水可如在图1中所述经导管139从汽提器120的底部送到DCC/DCH区段。
包含回收的氨流体及其他挥发性污染物的流体流140从汽提器塔120的顶部141排放，经冷冻器142冷却并再循环到吸收器和/或再循环回到汽提器塔120。例如，回收的氨流体流140可再循环以便在吸收器中作为氨化溶液使用。然而，预期该氨可在系统100的内部和外部的其他位置利用。
以下实施例说明本文所述的一个或多个实施方案。这些实施例并不是用以限制本文公开的主题，而是用以说明这些实施方案中的一个或多个。
实施例1
在该实施例中，作为氨摩尔浓度的函数的汽提器负荷根据千瓦特热(KWth)和千瓦特电-小时每公斤回收的氨(KWe-hr/kg回收的NH3)来测量。入口氨摩尔浓度(m)在恒定流速下自约1.50至约5.70变化。汽提器进料具有2.0的R值(NH3摩尔数/CO2摩尔数)、1.7巴的汽提器操作压力和110℃的温度。在汽提器底部液体的氨浓度为约0.1摩尔浓度(M)。图2图解性表示作为氨摩尔浓度的函数的汽提器负荷。如在图2中所示，可降低大于约50%的汽提器负荷KWe-hr/kg回收的NH3。
实施例2
在该实施例中，测量作为来自吸收器的逃逸氨的函数的汽提器功率消耗。来自水洗容器的汽提器进料具有2.0的R值(NH3摩尔数/CO2摩尔数)、1.7巴的汽提器操作压力和110℃的温度。进入洗涤容器的入口含氨烟气在恒定流速下在约1800至约11,500百万分率体积(ppmv)之间变化。在汽提器底部该液体的氨浓度为约0.1摩尔浓度。图3图解性表示作为在操作期间来自吸收器的逃逸氨的函数的汽提器功率消耗。如所示，来自水洗容器的逃逸氨量的增加引起较低的比汽提器负荷/Kg回收的氨，由此需要较低的功率消耗需求。
有利地，如在图2中提供的数据所证明，高摩尔浓度保留物显著地降低汽提器蒸汽消耗。当前冷冻氨法对于水洗容器顶部部分通常使用基于质量计约0.2-0.5的降低的液气比(L/G)以降低在汽提器中的蒸汽消耗，因为该水的比热负荷很高。所提议的方法和系统允许使用较高的L/G比以进一步减少来自水洗涤的逃逸氨，这还允许(帮助)足够的填料润湿。自图2进一步显而易见在汽提器中的较高氨摩尔浓度需要较低的蒸汽消耗，但在当前冷冻氨法中，不可能在较高摩尔浓度下操作洗涤水，否则不能维持自该洗涤水的较低逃逸氨。在所提议的方法中，该洗涤水可在较低摩尔浓度下操作且该汽提器可在较高摩尔浓度下操作，由此来自该洗涤水的逃逸氨和该汽提器的蒸汽消耗两者都降低。
如果需要，则该较高摩尔浓度的保留物还有利地使加工设备尺寸减小大于50%。例如，可减小且在一些情况下消除交叉换热器、汽提器、再沸器、冷凝器等。
关于图3，显然来自吸收器的逃逸氨越低，能量比耗越高。由于该关系，主吸收器可在较高温度下操作以提供较高的逃逸氨，其最终将降低吸收器中的冷冻器负荷。这将直接节约冷冻氨法的显著冷冻器功率，由此提供另外的节约。通过增加该氨摩尔浓度，汽提器能量比耗以指数方式降低。另一优势在于主汽提器现在可用于氨回收和水平衡两者，由此使得可以消除附加汽提器(假设纳滤或反渗透保留物具有与来自再生器的贫化溶液相同的氨摩尔浓度)。
本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用以区别一种要素与另外的要素。术语“一个/种”在本文中不表示数量的限制，而是表示存在所提及项目中的至少一个/种。
虽然已经参考许多示例性实施方案描述了本发明，但本领域技术人员应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下可进行多种改变且可用等效物替代其要素。另外，可在不脱离本发明的必要范围的情况下进行许多修改以适应本发明的教导的特定情形或材料。因此，并非想要将本发明限制于作为实施本发明所考虑的最佳模式公开的特定实施方案，而是本发明将包括落入随附权利要求书范围内的所有实施方案。

Claims (24)

1. 用于除去在包括主吸收器和再生器的基于冷冻氨的CO2去除系统中的逃逸氨的洗涤系统，所述洗涤系统包括：
构造成接收经历所述基于冷冻氨的CO2去除系统的CO2贫化烟气的洗涤容器，所述洗涤容器包含用于洗涤来自所述主吸收器的CO2贫化烟气的液体；
与所述洗涤容器串联且构造成从所述洗涤容器接收具有一定氨浓度的洗涤液并将所述洗涤液物理分离成第一进料流和第二进料流的分离单元，其中第一进料流具有相对于所述洗涤液的氨浓度减小的氨浓度，且其中第二进料流具有相对于所述洗涤液的氨浓度增加的氨浓度；和
与所述分离单元串联且构造成接收具有所述增加的氨浓度的第二进料流的汽提器系统。
2. 权利要求1的洗涤系统，其中所述洗涤容器液体包括水。
3. 权利要求1的洗涤系统，其中所述分离单元为纳滤或反渗透单元。
4. 权利要求1的洗涤系统，其还包括用于将来自所述分离单元的第一进料流引入所述洗涤容器的液体传送系统。
5. 权利要求1的洗涤系统，其中所述洗涤液具有0.1-2.0摩尔/升的摩尔浓度。
6. 权利要求1的洗涤系统，其中第二进料流具有3-12摩尔/升的摩尔浓度。
7. 权利要求1的洗涤系统，其中在所述基于氨的CO2去除系统中的氨包括铵离子、氨-CO2-水反应化合物、NH4 +或溶解的分子NH3。
8. 权利要求1的洗涤系统，其中所述洗涤容器与用于接收来自所述洗涤容器的洗涤过的烟气的直接接触加热器流体构造(in fluid configuration)。
9. 权利要求1的洗涤系统，其中所述汽提器系统包括汽提器塔和与其流体连通的再沸器，它们构造成从第二进料流中除去氨以生成氨贫化溶液。
10. 权利要求9的洗涤系统，其中所述汽提器系统构造成将所述氨贫化溶液的一部分转移到直接接触冷却器以使得所述基于冷冻氨的CO2去除系统没有附加的汽提器。
11. 权利要求9的洗涤系统，其中将所述氨贫化溶液的至少一部分转移到所述主再生器的CO2洗涤水进料流中，其量有效维持所述CO2洗涤水的质量平衡和氨摩尔浓度。
12. 减少在由包括主吸收器和再生器的基于冷冻氨的CO2捕集系统产生的CO2贫化烟气流中的氨的量的方法，所述方法包括：
在洗涤容器中用液体洗涤来自所述主吸收器的所述CO2贫化烟气流以生成具有一定氨浓度的洗涤液；
将所述洗涤液分离成第一进料流和第二进料流，其中第一进料流具有相对于所述洗涤液的氨浓度减小的氨浓度，且其中第二进料流具有相对于所述洗涤液的氨浓度增加的氨浓度；和
从第二进料流中回收氨以生成氨贫化溶液。
13. 权利要求12的方法，其中将所述洗涤液分离成第一进料流和第二进料流包括使所述洗涤液经历纳滤或反渗透过程。
14. 权利要求12的方法，其中从第二进料流回收所述氨包括用低压蒸汽加热第二进料流以使所述氨从第二进料流中挥发并生成所述氨贫化溶液。
15. 权利要求14的方法，其还包括将所述氨贫化溶液的至少一部分转移到直接接触冷却器，使得所述主吸收器和再生器没有与所述再生器流体连通的附加汽提器。
16. 权利要求14的方法，其还包括将所述氨贫化溶液的至少一部分转移到所述主吸收器的CO2洗涤水进料流中，其量有效维持质量平衡和氨摩尔浓度。
17. 权利要求12的方法，其还包括提供所述洗涤液的至少一部分到所述洗涤容器的吸收阶段。
18. 权利要求12的方法，其还包括提供所述氨贫化溶液的至少一部分到所述洗涤容器的吸收阶段。
19. 权利要求12的方法，其中所述液体为水。
20. 权利要求12的方法，其还包括提供所述氨贫化溶液的至少一部分到直接接触冷却器和/或直接接触加热器。
21. 权利要求12的方法，其还包括提供回收的氨到所述基于氨的CO2去除系统的吸收器。
22. 权利要求12的方法，其还包括提供第一进料流到洗涤容器。
23. 权利要求12的方法，其中所述CO2贫化烟气流为在冷冻氨法中吸收器的排出物。
24. 权利要求12的方法，其中所述主吸收器在较高温度下操作以随着所述CO2贫化烟气引入所述洗涤容器提供增加的逃逸氨且相对于没有构造成提供具有所述增加的氨浓度的第二进料流的分离单元的冷冻氨系统降低与所述主吸收器相关的冷冻器负荷。
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