CN105163831A - 用于降低二氧化碳捕获装置的能量需求的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述减少用于二氧化碳捕获的能量需求的系统和方法。将来自系统过程如蒸汽冷凝和热烟道气的热量用于加热回流液体，所述回流液体用于从吸收剂溶剂释放二氧化碳。

Description

用于降低二氧化碳捕获装置的能量需求的系统和方法
发明领域
本发明领域为用于捕捉二氧化碳的系统和方法。
背景
尽管替代能源的可利用性增高，但世界上大部分的能源需求主要通过燃烧化石燃料如煤、油和天然气来满足。在其它副产品中，这类燃烧产生二氧化碳(CO2)，其向环境的释放变得日益受管制。通过直接从大型的排放源如燃烧化石燃料作为电力来源的发电站捕捉CO2，可至少部分地缓和CO2排放。不是简单地将CO2排放进入大气，而是可使用CO2吸收器从烟道气去除CO2。可将捕获的CO2随后用于其它过程或封存。类似的捕获方法也可应用于其它产生显著量CO2的工业过程，包括例如氨生产、发酵过程、从天然气或生物燃料产品除去CO2等。
通常通过吸收作用分离CO2与气体混合物。例如，烟道气可以为通过产生用于发电厂的蒸汽的锅炉产生的烟道气。在典型的过程中，气体混合物通过吸收塔，在其中使气体暴露于捕获介质，该捕获介质吸收混合物的一些或所有CO2组分。通常，该吸收剂在液相中并常常为含有一种或多种胺类化合物的含水溶剂。这类过程有时被称为湿法洗涤。在允许将基本上所有CO2吸收进吸收溶剂的压力和温度条件下，使气体混合物通过吸收溶液。贫CO2气体混合物出现在吸收塔的顶部，且必要时，可将其导向进一步的加工。此时富含CO2的吸收溶剂(即，富溶剂)从吸收塔的底部离开，并随后使其经受汽提过程，以除去CO2并使贫CO2的吸收溶剂(即，贫溶剂)再生。
贫溶剂的再生通常涉及加热富溶剂，以降低CO2的溶解度。为了确保完全或接近完全去除CO2，可使富溶剂经历再加热的连续循环。在典型的溶剂再生过程中，在高温下将富溶剂引入再生塔。通过再沸器保持该高温。在这些升高的温度下，富溶剂释放吸收的CO2。可从再生塔的底部收集再生的贫溶剂，用于吸收塔中的重复使用，同时从再生塔的顶部收集含有经汽提的CO2(连同水)的气相。可使该气相通过冷凝器系统，所述冷凝器系统冷凝水蒸汽并使液体返回至再生塔。可随后收集释放的CO2，用于再利用或封存。
如上述，用于现有吸收和回收过程的能量需求可显著，大部分归因于用于从富溶剂汽提CO2所需的热量。因为该热量通常源于本来用于发电的蒸汽，再沸器的热量需求可减少净发电量。试图通过从其它装置过程将热量重定向，以减少该负荷。例如，美国专利号5344627((Fujii等人)讨论从高压涡轮机排出蒸汽，并将其导向驱动用于液化回收的CO2的压缩机的辅助涡轮机。该辅助涡轮机的蒸汽排放提供用于再沸器的热量。在世界知识产权组织公开号WO2011//073671中，Hume和Kuczynska描述了一种类似的方法，其中将排放自高压涡轮机的蒸汽用于驱动背压式涡轮机，该背压式涡轮机继而驱动用于压缩从富溶剂回收的CO2的压缩机。该压缩产生热量，将该热量连同背压式涡轮机的废气供给至再沸器。然而，由于通常将来自高压涡轮机的排出物用于较低压的涡轮机，以产生附加功率，这些方法仍直接影响发电。
类似方法描述于美国专利公开号2010//0050637((Yamashita等人)，其公开将一部分蒸汽输入转移至低压涡轮机，以驱动辅助涡轮机，并利用来自该辅助涡轮机的蒸汽废气作为热源，用于再沸器。然而，由于这直接影响低压涡轮机的功率输出，发电仍受影响。美国专利公开号2010//0050637((Yamashita等人)公开了一种备选方法，其中通过加热介质向再沸器提供热量，该再沸器继而通过换热器接受来自传输初始废气的烟道的热量。然而不清楚的是，在合适的温度下，这类来源是否可提供再沸器所需的充足热量。
本文讨论的这些和所有其它外来材料均通过引用以它们全文并入本文。在并入的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的该术语的定义不一致或相反的情况下，本文提供的术语的定义适用，且参考文献中术语的定义不适用。
除非上下文规定相反情况，否则本文所述所有范围都应解释为包括它们的端点，且开放式范围应解释为包括商业上实际的值。类似地，所有值的列举应被认为包括中间值，除非上下文表明相反情况。
因此，仍需要降低使从烟道气捕获CO2所用的溶剂再生的能量需求的系统和方法，特别在依靠化石燃料燃烧的发电装置中。
发明概述
本发明的主题提供设备、系统和方法，其中可使用溶剂系统从烟道气中去除二氧化碳，并以高能效的方式使溶剂再生。在本发明概念的一个实施方案中，通过化石燃料燃烧加热的锅炉产生可用于发电的蒸汽，且在该过程中产生含有CO2的热烟道气。可在使用溶剂的CO2捕获单元中从该烟道气捕获CO2，所述溶剂吸收CO2，并从而产生富溶剂。将该富溶剂导向汽提器，通常在其中使它以逆流的方式相对于汽提蒸汽移动。这类流动从富溶剂释放至少一部分CO2，以产生半贫溶剂，所述半贫溶剂从汽提器下部离开。可将所有或一部分半贫溶剂导向再沸器，在其中使用低压蒸汽将它加热。在该过程中使该蒸汽的至少一部分冷凝，以通过相变向半贫溶剂释放热量。使一部分半贫溶剂汽化，以形成2相混合物。使该2相混合物回到汽提器，在其中使气相与向上流动通过汽提器的汽提蒸汽结合。液相从汽提器的底部离开，作为贫溶剂；继而将该贫溶剂导向CO2捕获单元。
携带释放的CO2的汽提蒸汽从汽提器顶部离开，作为CO2饱和流。将CO2饱和流携带至冷凝器，在其中可使大部分水冷凝为液体，以产生过程冷凝物。随后在塔顶蓄集器将CO2与过程冷凝物分离。过程冷凝物可从塔顶蓄集器导向各种路径。例如，可使一部分过程冷凝物回到汽提器的上部，作为回流。可将另一部分过程冷凝物导向回流加热器，在其中可将来自热烟道气的热量用于产生蒸汽，所述蒸汽发送到汽提器，用作汽提蒸汽。可将此外的另一部分过程冷凝物引导用于多种装置过程中。在本发明概念的一些实施方案中，可将来自低压蒸汽(用于加热再沸器)的冷凝物用作回流加热器中的热源，这产生过冷的蒸汽冷凝物，从而降低CO2捕获装置的净蒸汽需求。
本发明概念的一个实施方案是系统，所述系统用于降低装置中CO2捕获过程的能量需求，其中所述系统包括接受富溶剂流、蒸汽和回流流并产生贫溶剂和包括CO2的上部产物的汽提器。该系统可包括接收上部产物并产生冷凝流的冷凝器，和接受至少一部分所述冷凝流的换热器。可设置换热器，以在换热介质与一部分冷凝流之间传热，来产生蒸汽。在本发明概念的一些实施方案中，换热器可接受一部分冷凝流，且回流流包括另一部分冷凝流。在本发明的概念的其它实施方案中，所述系统还包括接收一部分冷凝流并产生CO2产物流和冷凝物流的蓄集器。该冷凝物流可形成换热器接受的冷凝流的至少一部分。换热介质可为烟道气流和/或再沸器冷凝物。在该实施方案中，汽提器可具有与再沸器的流体连接，其可允许汽提器的溶剂流与第二换热介质之间的换热。该换热可产生再沸器流和再沸器冷凝物。
本发明概念的另一个实施方案是用于降低CO2捕获过程的能量需求的系统，其包括接收富溶剂和回流流并产生包括CO2的上部产物的汽提器。该系统可包括从至少一部分该上部产物产生冷凝流的冷凝器，并还可包括接收冷凝流并产生冷凝物流的蓄集器。可使至少一部分该冷凝物流回到汽提器，作为回流流。还可将一部分冷凝物流导向换热器，在其中冷凝物流与换热介质之间的传热产生蒸汽。可将该蒸汽的一部分导向汽提器。在该实施方案中，换热介质可以为烟道气流和/或再沸器冷凝物。在本发明概念的一些实施方案中，汽提器可以与再沸器流体连接，这可允许来自汽提器的溶剂流和第二换热介质之间的换热，从而产生再沸器蒸汽和/或再沸器冷凝物。
本发明概念的再一个实施方案是用于减少CO2捕获过程中的能量需求的方法。优选的方法包括以下步骤：通过使至少一部分该冷凝流冷凝并导向汽提器作为回流流，产生来自汽提器的至少一部分上部产物流(可包括CO2)的冷凝流。这类方法还可包括一部分冷凝流与换热器中的传热介质之间的换热，以产生蒸汽；继而可使该蒸汽导向汽提器。该传热介质可以为例如来自上游组件(如锅炉)的烟道气。或者，传热介质可为再沸器冷凝物。在其它实施方案中，可使至少一部分溶剂流从汽提器导出，并用于使用换热器冷却第二传热介质。在该实施方案中，第二传热介质可以为再沸器冷凝物。可将至少一部分冷凝流分离为CO2产物流和冷凝物流。在一些实施方案中，冷凝流可至少部分地包括一部分冷凝物流。
本发明主题的多种目的、特征、方面和优点将由以下优选实施方案的详述连同附图而变得更为显而易见，附图中相似的数字表示相似的组件。
附图简述
图1为本发明概念的一个实施方案的示意图，其中将来自烟道气的热量用于加热返回至汽提器的回流。
图2为本发明概念的另一实施方案的示意图，其中将来自冷凝低压蒸汽的热量用于加热返回至汽提器的回流。
图3说明了本发明概念的一种方法，其中处理来自汽提器的产物，用于返回至汽提器。
图4说明本发明概念的一种方法，其中使用来自汽提器的第二产物的热量处理来自汽提器的产物，用于返回至汽提器。
详述
应注意，虽然对用于改进从烟道气回收CO2的能量效率的系统和方法进行以下描述，但多种备选配置也被认为是合适的，并可将它们用于处理含CO2气体流的任何合适的来源，如来自油汽工业、水泥厂，石灰窑废气、发动机废气、发酵过程、制氢装置、合成氨装置、磷酸盐加工等之中的燃烧过程的流。应理解，除CO2之外，可从含有以下化合物的气体流中回收化合物，所述化合物包括(但不受限于)CO、氨、氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机碳化合物和氯氟烃。
还应理解的是，公开的技术提供许多有益的技术效果，包括降低对CO2回收中使用的溶剂所施加的高温加热(从而最小化它们的降解)，通过产生用于从过程水回收溶剂的汽提蒸汽降低CO2回收过程中的耗水量，和降低捕获CO2之前烟道气的温度，从而降低在进入CO2捕获单元之前对烟道气的主动冷却的需求。
以下讨论提供本发明主题的许多实例实施方案。虽然每个实施方案表示本发明要素的单个组合，但认为本发明主题包括所公开要素的全部可能的组合。因此，若一个实施方案包含要素A、B和C，且第二个实施方案包含要素B和D，则还是认为本发明主题包括A、B、C或D的其它剩余组合，就算没有明确公开。
本发明主题提供设备、系统和方法，其中可使用溶剂系统从烟道气中去除CO2，并以能量有效的方式使CO2捕获溶剂再生。在本发明概念的一个实施方案中，通过化石燃料燃烧加热的锅炉产生可用于发电的蒸汽，例如，通过提供引导通过一系列用于产生电能的涡轮机的高压蒸汽。然而，预期还可将本发明概念的系统和方法应用于在煤、气体和/或石油工业中使用的燃烧过程(例如，来自重整器熔炉、涡轮机、水加热器、蒸汽发生器、再沸器和液化天然气加热器)。
这些过程产生含有CO2的热烟道气，其向大气的释放正日益受管制。因此，相当关注在排气至大气之前从该烟道气除去CO2；随后可将CO2用于其它过程，或封存以防止对环境的释放。在CO2捕获单元中，可从烟道气捕获CO2。通常，这些装置提供烟道气与吸收介质之间的接触，所述吸收介质溶剂化CO2或另外地捕获CO2。典型的液体吸收性溶剂包括胺类或类似的化合物，常常与水混合。然而，可使用任何市售合适的溶剂。通过这类溶剂吸收CO2产生富溶剂(即，富含CO2的溶剂)。为了峰值效率，应当就温度和压力最优化这些过程，其提供最佳的溶剂对CO2的吸收，这经常需要冷却来自燃烧过程的烟道气(例如，使用冷冻接触冷却器)，以促使烟道气达到最适温度。
在从烟道气吸收CO2之后，使用汽提器从富溶剂除去CO2。汽提器内的温度和压力条件降低CO2在溶剂中的溶解度；通常，增高吸收性溶剂的温度，以释放被吸收的气体。此外，汽提器通常包括内部填料或类似的结构，以增大表面积，并将更多的溶剂暴露于内部气氛。可按蒸汽的形式提供热量，可将其通过汽提器的下部引入，使得蒸汽和溶剂以逆流方式相互作用。可从汽提器的下部(贫溶剂可从此处返回，用于CO2捕获单元)收集产生的贫溶剂，同时可从上部收集释放的CO2。实际情况上，经常必须使溶剂重复通过汽提器，以除去所有(或基本上所有)吸收的CO2，因此通常使溶剂回流通过汽提器。
因此，从富溶剂除去CO2的过程需要相当多供给至溶剂的热能，所述热能至少部分通过与汽提器流体连通的再沸器提供。如上所述，惯例是利用一部分通过化石燃料驱动的锅炉生产的蒸汽来提供该热量，然而，该实践直接影响装置效率。本发明概念的系统和方法利用通过系统过程产生的热能，以替代地提供用于再沸器的热量，并从而改进装置效率。
本发明概念的一个实施方案示于图1。将来自CO2捕获单元(未显示)的富溶剂(100)导向汽提器(105)。从填料以下的点收集半贫溶剂(110)，并将其导向再沸器(120)，在其中将其加热。虽然可使用任何市售合适的换热介质，但优选将热能以低压蒸汽(130)的形式供给至再沸器(120)。例如，可从涡轮机的废气收集该蒸汽。合适的涡轮机的实例包括，例如来自用于发电的一系列高压、中压和低压涡轮机的低压涡轮机，以及用于驱动压缩机的涡轮机。对这些低压蒸汽来源的利用还有利地最小化对发电的影响。此外，通过消除对于将水从外部来源注入该系统的需求，使用由过程水产生的蒸汽有利地保持装置的水平衡。
使至少一部分低压蒸汽在该过程中冷凝，以产生再沸器冷凝物(135)，并将产生的冷凝热从冷凝蒸汽转移至溶剂。对用于能量转移的该相变的利用有利地降低了溶剂对高温的曝露，例如当使用高压蒸汽加热溶剂时所经受的那些高温，这使得溶剂的降解最小化。这导致一部分半贫溶剂的汽化，并且使产生的两相溶剂(125)返回至汽提器(105)。这在汽提器(105)内释放汽提蒸汽，在其中从汽提器(105)的下部除去基本上不含CO2的贫溶剂(140)，并将其导向CO2捕获单元。在本发明概念的一些实施方案中，将贫溶剂(140)从汽提器(105)的底部除去。汽提蒸汽通过汽提器(105)上升，携带释放的CO2通过汽提器(105)的上部，作为CO2饱和流(145)。预期通过在冷凝器(150)中冷却，可从CO2饱和流(145)的其它组分释放CO2，并随后在蓄集器(165)中与液体组分分离。在典型的塔顶蓄集器(165)配置中，产物CO2(155)从上部收集，而产物冷凝物(160)从下部收集。该冷凝物(160)可以主要为水，但可包括用于捕获CO2的胺类和其它化合物。
可任选借助泵(167)，将冷凝物(160)分配至一个或多个目的过程。本发明概念的实施方案可包括一个或多个阀和/或泵以及相关的控制器，所述控制器允许控制对冷凝物(160)的分配，以使装置操作最优化。预期可将冷凝物(160)同时导向两个或更多个目的过程和/位置。在本发明概念的一些实施方案中，可将冷凝物(160)的至少一部分导向汽提器(105)，作为回流(170)。在本发明概念的其它实施方案中，可将冷凝物(175)的至少一部分导向装置的其它部分。在本发明方法的其它实施方案中，可将冷凝物(180)的至少一部分导向回流加热器(185)。
利用来自合适来源的热量，可将回流加热器(185)用于加热冷凝物(160)，以产生蒸汽(190)。合适的来源包括例如热烟道气(195)和再沸器冷凝物，并可通过换热器转移至冷凝物(160)。在来源为烟道气的情况下，烟道气可以例如源自用于产生蒸汽以发电的锅炉，但可备选地得自其它燃烧来源如燃烧器、重整器炉、燃气轮机、水加热器、蒸汽发生器、再沸器和/或液化天然气加热器。预期可组合一个或多个烟道气来源，以提供合并的烟道气来源，用于回流加热器(185)。该过程降低了烟道气温度，以产生冷却的烟道气(197)，该烟道气(197)可送往CO2捕获过程的其它部分；在引入至CO2捕获单元之前，该烟道气的冷却有利地降低使用于热烟道气加工的冷却单元的尺寸和/或负荷循环。可将产生于回流加热器(185)的蒸汽(190)导向汽提器(105)，在其中可将它用于促进CO2去除过程。
本发明概念的系统的另一实施方案示于图2。将富溶剂(200)从CO2捕获单元(未显示)导向汽提器(205)。从填料以下的点收集半贫溶剂(210)，并将其导向再沸器(220)，在其中将它加热。可将热能以低压蒸汽(230)的形式供给至再沸器(220)。例如，可从涡轮机的废气收集该蒸汽。合适的涡轮机的实例包括但不限于来自用于发电的一系列高压、中压和低压涡轮机的低压气轮机，以及用于驱动压缩机的涡轮机。对这些低压蒸汽来源的利用有利地最小化对发电的影响。
使至少一部分低压蒸汽在该过程中冷凝，以产生再沸器冷凝物(235)，并将产生的冷凝热从冷凝蒸汽转移至溶剂。对于用于能量转移的该相变的利用有利地降低溶剂对高温的曝露，例如当使用高压蒸汽加热溶剂时所经受的那些高温，这使得溶剂的降解最小化。这导致一部分半贫溶剂的汽化，并且使产生的两相溶剂(225)返回至汽提器(205)。这释放汽提器(205)内的汽提蒸汽，在其中从汽提器(205)的下部除去基本上不含CO2的贫溶剂(240)，并可将其导向CO2捕获单元。
在本发明概念的一些实施方案中，将贫溶剂(240)从汽提器(205)的底部除去。汽提蒸汽通过汽提器(205)上升，携带释放的CO2通过汽提器(205)的上部，作为CO2饱和流(245)。可通过在冷凝器(250)中冷却从CO2饱和流(245)的其它组分释放CO2，并随后在蓄集器(265)中将其与液态组分分离。在典型的塔顶蓄集器(265)配置中，产物CO2(255)从上部收集，冷凝物(260)从下部收集。该冷凝物(260)可以主要为水，但可包括用于捕获CO2的胺类和其它化合物。
可任选借助泵(267)，将冷凝物(260)分配至一个或多个目的过程。本发明概念的实施方案可包括一个或多个阀和/或泵，以及允许控制对冷凝物(260)的分配的相关的控制器，以使装置操作最优化。在本发明概念的一些实施方案中，可将冷凝物(260)的至少一部分导向汽提器(205)作为回流(270)。在本发明概念的其它实施方案中，可将冷凝物(275)的至少一部分导向CO2捕获过程的其它部分(未显示)。在本发明过程的其它实施方案中，可将冷凝物(280)的至少一部分导向回流加热器(285)。回流加热器(285)可利用来自合适来源的热量使用冷凝物(260)产生蒸汽(290)。在该实施方案中，可通过在再沸器(220)中先前传热产生的冷凝物(235)将热量供给至回流加热器(285)。来自冷凝物(235)的传热产生过冷冷凝物(237)。可将产生于回流加热器(285)的蒸汽(290)导向汽提器(205)，在其中可将它用于辅助CO2去除过程。
本发明概念的方法的一个实施方案示于图3。可使从汽提器(300)得到的上部产物(310)的至少一部分在冷凝器(320)中冷凝，以产生冷凝流。可使来自冷凝器(320)的该冷凝流的一部分返回至汽提器(300)，作为回流流(330)。可向换热器(335)提供该冷凝流的另一部分，所述换热器(335)从传热介质(340)转移热量，以产生返回至汽提器(300)的蒸汽(350)。传热介质可以为烟道气，所述烟道气通过如上述的上游锅炉或其它一个装置和/或多个装置产生。或者，传热介质可以是来自再沸器的冷凝物。在本发明概念的一些实施方案中，可将冷凝流分离为CO2产物(325)和冷凝物流(327)，其中冷凝物流形成提供至换热器(335)的物料的至少一部分，用于产生蒸汽(350)。
图4中说明了本发明概念的方法的另一实施方案。上部产物流(410)和溶剂流(420)得自汽提器(400)。可在冷凝器(430)中使至少一部分上部产物流(410)冷凝，以产生冷凝流。可使来自冷凝器(430)的一部分该冷凝流返回至汽提器(400)，作为回流流(440)。可向换热器(450)提供该冷凝流的第二部分，以产生返回至汽提器(400)的蒸汽(470)。可在第二换热器(480)中使用第二传热介质(460)加热溶剂流(420)；继而可通过换热器(450)将产生的冷却的第二传热介质(465)用于产生由汽提器(400)所利用的蒸汽(470)的至少一部分。传热介质(460)可以为例如低压蒸汽。在本发明概念的一些实施方案中，可将冷凝流分离为CO2产物(435)和冷凝物流(437)，其中冷凝物流形成提供至换热器(450)的物料的至少一部分，用于产生蒸汽(470)。
在本发明概念的实施方案中，在将再沸器冷凝物(235)用作回流加热器(285)中的加热介质的情况下，可使冷凝物返回至发电装置，比当前技术中更冷，然而，降低了净蒸汽需求。本发明对蒸汽需求的典型降低可以为约6%。在发电厂的情况中，本发明概念的实施方案降低对用于加热溶剂的低压蒸汽的需求，这可有利地增大发电机的功率输出。这在使用本发明概念的实施方案的碳捕获装置的装配期间，有利地缓和对于低压蒸汽涡轮机所需的任何翻新的影响。
除非上下文另外规定，否则用于本文的术语“耦合至”意指包括直接耦合(其中，两个要素彼此耦合，以彼此接触)和间接耦合(其中至少一个另外的要素位于两个要素之间)两者。因此，术语“耦合至”与“与……耦合”同义使用。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本文本发明概念的情况下，除那些已描述的修改之外，可以有更多的修改。因此，除所附权利要求的范围外，本发明的主题将不受限制。再者，对说明书与权利要求两者的解释，应以尽可能最宽泛的方式上下文一致地解释所有术语。特别地，术语“包含(comprises)”和“包含(comprising)”应解释为以非排他方式提及要素、组分或步骤，这表明，可存在或使用提及的要素、组分或步骤，或将它们与其它没有明确提及的要素、组分或步骤组合。在说明书权利要求提及选自A、B、C...和N的某事物中的至少一个的情况下，应将文本解释为仅仅需要其中一个要素，而不是A加N，或B加N等等。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于减少装置中二氧化碳(CO2)捕获过程的能量需求的系统，其包含：
汽提器，设置所述汽提器，以(a)接受富溶剂、蒸汽、再沸器流和回流流，和(b)产生贫溶剂和包含CO2的上部产物；
冷凝器，设置所述冷凝器以接受至少一部分所述上部产物并产生冷凝流；
再沸器，设置所述再沸器以产生所述再沸器流；和
回流加热器，所述回流加热器不同于所述再沸器，并设置以(a)接受至少一部分所述冷凝流，并(b)使该部分冷凝流与换热介质换热接触，以产生所述蒸汽。
2.权利要求1的系统，其中进一步设置所述换热器，以接受所述冷凝流的第一部分，且其中所述回流流包含所述冷凝流的第二部分。
3.权利要求1的系统，其进一步包含：
蓄集器，设置所述蓄集器，以接受至少一些所述冷凝流并产生CO2产物流和冷凝物流，且
其中所述冷凝流由所述换热器接受的部分包含至少一部分所述冷凝物流。
4.权利要求1的系统，其中所述换热介质包含烟道气流。
5.权利要求1-4任一项的系统，其中设置所述再沸器，以(a)接受来自所述汽提器的半贫溶剂以及第二换热介质，并(b)通过所述半贫溶剂和所述第二换热介质之间的换热，产生所述再沸器流和再沸器冷凝物，且其中所述换热介质包含所述再沸器冷凝物。
6.权利要求1-4任一项的系统，其中所述汽提器与所述再沸器流体耦合，设置所述再沸器，使得来自所述汽提器的溶剂流与第二换热介质换热接触，并产生所述再沸器流和所述再沸器冷凝物。
7.用于减少装置中二氧化碳(CO2)捕获过程的能量需求的系统，其包含：
汽提器，设置所述汽提器，以(a)接受富溶剂、蒸汽和回流流，和(b)产生包含CO2的上部产物；
冷凝器，设置所述冷凝器，以接受至少一部分所述上部产物并产生冷凝流；
蓄集器，设置所述蓄集器，以接受冷凝流和产生冷凝物流；
其中，将至少一部分所述冷凝物流进料至所述汽提器，作为回流流；和
其中将所述冷凝物流的第二部分进料至不同于再沸器的回流加热器，且其中通过与换热介质换热接触加热所述冷凝物流的第二部分，以产生所述流。
8.权利要求7的系统，其中所述换热介质包含烟道气流。
9.权利要求7的系统，其中所述换热介质包含由所述再沸器产生的再沸器冷凝物。
10.权利要求9的系统，其中所述汽提器与所述再沸器流体耦合，设置所述再沸器，使得来自所述汽提器的溶剂流与第二换热介质换热接触，并产生再沸器流和所述再沸器冷凝物。
11.用于减少CO2捕获过程的能量需求的方法，所述方法包含：
将至少一部分汽提器上部产物流冷凝，以生产冷凝流；和
将至少一部分所述冷凝流进料至所述汽提器，作为回流流；
通过与传热介质的换热接触，在不同于再沸器的回流加热器中加热所述冷凝流的第二部分，以产生蒸汽；和
将所述蒸汽进料至所述汽提器。
12.权利要求11的方法，其中所述传热介质包含上游烟道气流。
13.权利要求11的方法，其中所述传热介质包含再沸器冷凝物。
14.权利要求13的方法，其进一步包含：
从所述汽提器取出溶剂流；
在第再沸器中，通过与所述溶剂流换热接触，冷却第二传热介质；和
其中所述再沸器冷凝物包含所述冷却的第二传热介质。
15.权利要求11-14任一项的方法、其中所述上部产物流包含二氧化碳。
16.权利要求11-15任一项的方法，其进一步包含：
分离至少一部分所述冷凝流，以产生CO2产物流和冷凝物流；和
其中所述冷凝流的所述至少一部分包含至少一部分所述冷凝物流。
17.权利要求1-6任一项的系统，其中将至少一部分所述贫溶剂进料到CO2捕获单元。
18.权利要求4的系统，其中通过在所述回流加热器中与所述烟道气流换热接触加热所述冷凝流的所述部分，以产生所述蒸汽和冷却的烟道气流，且其中所述系统进一步包含与所述汽提器流体耦合的CO2捕获单元，且所述CO2捕获单元设置为(a)接受所述冷却的烟道气流，和(b)产生所述富溶剂。
19.权利要求18的系统，其中将至少一部分所述贫溶剂进料到所述CO2捕获单元。
20.权利要求7-10任一项的系统，其中所述汽提器进一步设置以产生贫溶剂流，且其中将至少一部分所述贫溶剂流进料到在所述汽提器上游的所述CO2捕获单元。
21.权利要求8的系统，其中通过在所述回流加热器中与所述烟道气流换热接触，加热所述冷凝物流的所述第二部分，以产生蒸汽和冷却的烟道气流，且其中所述系统进一步包括与所述汽提器流体耦合的CO2捕获单元，且所述CO2捕获单元设置为(a)接受所述冷却的烟道气流，和(b)产生所述富溶剂。
22.权利要求21的系统，其中进一步设置所述汽提器，以产生贫溶剂流，且其中将至少一部分所述贫溶剂进料到所述CO2捕获单元。

Claims (19)

1.用于减少装置中二氧化碳(CO2)捕获过程的能量需求的系统，其包含：
汽提器，设置所述汽提器，以(a)接受富溶剂、蒸汽和回流流，和(b)产生贫溶剂和包含CO2的上部产物；
冷凝器，设置所述冷凝器以接受至少一部分所述上部产物并产生冷凝流；和
换热器，设置所述换热器，以接受至少一部分所述冷凝流，并使该部分冷凝流与换热介质换热接触，以产生所述蒸汽。
2.权利要求1的系统，其中进一步设置所述换热器，以接受所述冷凝流的第一部分，且其中所述回流流包含所述冷凝流的第二部分。
3.权利要求1的系统，其进一步包含：
蓄集器，设置所述蓄集器，以接受至少一些所述冷凝流并产生CO2产物流和冷凝物流，且
其中所述冷凝流由所述换热器接受的部分包含至少一部分所述冷凝物流。
4.权利要求1的系统，其中所述换热介质包含烟道气流。
5.权利要求1的系统，其中所述换热介质包含再沸器冷凝物。
6.权利要求5的系统，其中所述汽提器与再沸器流体耦合，设置所述再沸器，使得来自所述汽提器的溶剂流与第二换热介质换热接触，并产生再沸器流和再沸器冷凝物。
7.用于减少装置中二氧化碳(CO2)捕获过程的能量需求的系统，其包含：
汽提器，设置所述汽提器，以(a)接受富溶剂和回流流，和(b)产生包含CO2的上部产物；
冷凝器，设置所述冷凝器，以接受至少一部分所述上部产物并产生冷凝流；
蓄集器，设置所述蓄集器，以接受冷凝流和产生冷凝物流；和
其中，将至少一部分所述冷凝物流进料至所述汽提器，作为回流流。
8.权利要求7的系统，其进一步包含换热器，设置所述换热器，以接受所述冷凝物流的第二部分，并使所述第二部分与换热介质换热接触，以生产蒸汽。
9.权利要求8的系统，其中进一步设置所述汽提器，以接受至少一部分所述蒸汽。
10.权利要求8的系统，其中所述换热介质包含烟道气流。
11.权利要求8的系统，其中所述换热介质包含再沸器冷凝物。
12.权利要求11的系统，其中所述汽提器与再沸器流体耦合，设置所述再沸器，使得来自所述汽提器的溶剂流与第二换热介质换热接触，并产生再沸器流和再沸器冷凝物。
13.用于减少CO2捕获过程的能量需求的方法，所述方法包含：
将至少一部分汽提器上部产物流冷凝，以生产冷凝流；和
将至少一部分所述冷凝流进料至所述汽提器，作为回流流。
14.权利要求13的方法，其进一步包含：
在换热器中，通过与传热介质换热接触，加热所述冷凝流的第二部分，以生产蒸汽；和
将所述蒸汽进料至所述汽提器。
15.权利要求14的方法，其中所述传热介质包含上游烟道气流。
16.权利要求14的方法，其中所述传热介质包含再沸器冷凝物。
17.权利要求16的方法，其进一步包含：
从所述汽提器取出溶剂流；
在第二换热器中，通过与所述溶剂流换热接触，冷却第二传热介质；和
其中所述再沸器冷凝物包含所述冷却的第二传热介质。
18.权利要求13的方法、其中所述上部产物流包含二氧化碳。
19.权利要求13的方法，其进一步包含：
分离至少一部分所述冷凝流，以产生CO2产物流和冷凝物流；和
其中所述冷凝流的所述至少一部分包含至少一部分所述冷凝物流。
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