DE102014222083A1

DE102014222083A1 - Absorbtionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas und Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102014222083A1
Application number: DE201410222083
Authority: DE
Inventors: Shin-Tae Bae; Yeoil Yoon; Sungchan Nam; Soonkwan Jeong; Sungyeoul Park; Ilsoo Chun; Youngeun Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Korea Institute of Energy Research KIER
Current assignee: Hyundai Motor Co; Korea Institute of Energy Research KIER; Kia Corp
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: US20150118136A1; CN104587798A; KR101542968B1; DE102014222083B4; KR20150050124A; US9956519B2

Abstract

Es wird ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas bereitgestellt. Das Absorptionsmittel umfasst etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K2CO3); etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% eines Förderungsmittels wie u. a. gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon; und als Restmenge Wasser. Zudem wird ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas mit dem Absorptionsmittel bereitgestellt.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht Priorität zu und den Vorteil der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0131568 , die am 31. Oktober 2013 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas und ein Verfahren zur Behandlung des Verbrennungsgases unter Verwendung des Absorptionsmittels.
HINTERGRUND
Mit der aktiven Entwicklung der Kohlendioxidgewinnungs- und Lagerungstechnologien wurden Technologien zur Bindung von Kohlendioxid für kommerzielle Verfügbarkeit entwickelt, die bei herkömmlicher Kraftwerksausrüstung zur thermischen Stromerzeugung angewendet wurden. Da insbesondere Kohle neben anderen fossilen Brennstoffen sehr viel Kohlendioxid produziert, zielt ein solches Kohlebrennstoffe verwendendes Kraftwerk überwiegend auf die Verringerung der ausgestoßenen Menge Kohlendioxid. Das Kohlekraftwerk kann beispielsweise mit einem System zur Behandlung von Verbrennungsgas und einem Entschwefelungssystem ausgestattet sein, damit das Verbrennungsgas nach Entfernung von etwa 90% der Stickstoffverbindungen und schwefelhaltigen Verbindungen daraus durch diese Systeme ausgestoßen wird.
Da jedoch die schwefelhaltigen Verbindungen und die Stickstoffverbindungen selbst nach Durchlaufen der Denitrifikations- und Entschwefelungssysteme noch im Verbrennungsgas verbleiben können, können Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukte produziert werden, wenn ein solches Verbrennungsgas in eine Kohlendioxid-Bindungsanlage strömt. Somit kann die Produktion solcher Nebenprodukte die Effizienz und die ökonomischen Wirkungen der Behandlung des Verbrennungsgases verschlechtern.
Die vorstehende, in diesem Abschnitt offenbarte Information dient lediglich der Steigerung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung, und sie kann daher Information enthalten, die keinen Stand der Technik ausmacht, der einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits geläufig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas bereit, was für einen effizienten Betrieb eines Kohlendioxid-Bindungsverfahrens durch Entfernen unwesentlicher Komponenten, die in einem Verbrennungsgas verbleiben, und einen ökonomischen Betrieb durch Verhinderung der Leistungsabnahme während des Langzeitbetriebs erforderlich ist. Eine weitere beispielhafte Ausführungsform stellt ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas mit dem gleichen Absorptionsmittel bereit.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung eines Verbrennungsgases etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃); etwa 0,1 bis 10 Gew.% eines Förderungsmittels, wie u. a. gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon; und als Restmenge Wasser, auf der Basis des Gesamtgewicht des Absorptionsmittels zur Entschwefelung enthalten.
Insbesondere kann das gehinderte cyclische Amine ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon. Das gehinderte cyclische Aminbicarbonat kann ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 1-Amino-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)piperaziniumbicarbonat, 2-Aminoethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, cis-2,6-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1,4-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, trans-2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Methylpiperaziniumbicarbonat, 2-Methylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2-Piperidiniumethanolbicarbonat, 3-Piperidiniumethanolbicarbonat, 4-Piperidiniumethanolbicarbonat, 2-Aminoethyl-1-piperidiniumbicarbonat, Homopiperaziniumbicarbonat, und einer Kombination davon.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas umfassen: ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas; ein Sammelverfahren zum Sammeln von Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der Stickstoffverbindung erhalten wird; ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten, wie u. a. schwefelhaltiger Verbindungen mit einem Absorptionsmittel zur Entschwefelung aus dem gesammelten Verbrennungsgas; und ein Kohlendioxid-Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Absorptionsmittel aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entfernen der unwesentlichen Komponenten erhalten wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Absorptionsmittel zur Entschwefelung umfassen: etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% Förderungsmittel, und als Restmenge Wasser, auf der Basis des Gesamtgewichts des Absorptionsmittels zur Entschwefelung, und das Förderungsmittel kann gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon umfassen. Nach der Durchführung des Kohlendioxid-Bindungsverfahrens für einen festgelegten Zeitraum kann ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt, das sich von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel unterscheidet, erhalten werden und zum Entschwefelungsverfahren befördert werden, und kann somit als Absorptionsmittel zur Entschwefelung wiederverwendet werden. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel eine Menge von etwa 1 bis etwa 16 Gew.% eines Alkalicarbonatsalzes, etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% gehindertes cyclisches Amin, und als Restmenge Wasser, auf der Basis des Gesamtgewichts des Kohlendioxid-Absorptionsmittels umfassen. Zudem kann sich in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform das Kohlendioxid-Absorptionsmittel von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt unterscheiden, und das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt kann im Wesentlichen das Gleiche sein wie das Absorptionsmittel zur Entschwefelung.
Zudem kann in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas umfassen: ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas; ein Sammelverfahren zum Sammeln von Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der Stickstoffverbindung erhalten wird; ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten wie u. a. schwefelhaltiger Verbindungen mit einem ersten Absorptionsmittel zur Entschwefelung aus dem gesammelten Verbrennungsgas; ein Entschwefelungsverstärkungsverfahren zur weiteren Entfernung der unwesentlichen Komponenten, wie u. a. der schwefelhaltigen Verbindungen, mit einem zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entschwefelungsverfahren erhalten wird; und ein Kohlendioxid-Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Absorptionsmittel aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entschwefelungsverstärkungsverfahren erhalten wird, wobei das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% eines Förderungsmittels, und als Restmenge Wasser auf der Basis des Gesamtgewichts des zweiten Absorptionsmittels enthalten kann, und das Förderungsmittel gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon enthalten kann.
Zudem kann nach der Durchführung des Kohlendioxid-Bindungsverfahrens für einen festgelegten Zeitraum ein Kohlendioxid-Absorptionsmittelnebenprodukt erhalten werden, das sich vom Kohlendioxid-Absorptionsmittel unterscheidet, und zum Entschwefelungsverstärkungsverfahren befördert werden und somit als zweites Absorptionsmittel zur Entschwefelung verwendet werden. Insbesondere kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel etwa 1 bis etwa 16 Gew.% eines Alkalicarbonatsalzes, etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% gehindertes cyclisches Amin, und als Restmenge Wasser auf der Basis des Gesamtgewichts des Kohlendioxid-Absorptionsmittels enthalten; das Kohlendioxid-Absorptionsmittel kann sich von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt unterscheiden; und das Kohlendioxid-Absorptionsmittelnebenprodukt kann im Wesentlichen das Gleiche sein wie das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung. Das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann im Wesentlichen das Gleiche sein wie das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung oder sich von diesem unterscheiden. Ist das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung von dem zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung verschieden, kann das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung Calciumhydroxid, Natriumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder eine Kombination davon umfassen.
Wird das Absorptionsmittel zur Entschwefelung zur Behandlung von Verbrennungsgas verwendet, kann ein effizienter Betrieb eines Kohlendioxid-Bindungsverfahrens durch Entfernung unwesentlicher Komponenten, die in dem Verbrennungsgas verbleiben, und ein ökonomischer Betrieb durch Verhinderung der Leistungsabnahme während des Langzeitbetriebs gewährleistet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und anderen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun eingehend anhand bestimmter beispielhafter Ausführungsformen davon beschrieben, die durch die nachstehend lediglich zur Veranschaulichung angegebenen beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, und die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen. Es zeigt:
1 jede beispielhafte Ausrüstung des fortlaufenden Verfahrens zur Behandlung von Verbrennungsgas nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2 jede beispielhafte Ausrüstung des fortlaufenden Verfahrens zur Behandlung von Verbrennungsgas nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Die hier verwendete Terminologie bezweckt lediglich die Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hier verwendet sollen die Singularformen ”ein”, ”eine” und ”der”/”die”/”das” auch die Pluralformen umfassen, wenn nicht anders im Zusammenhang angegeben. Es ist zudem selbstverständlich, dass die Begriffe ”umfasst” und/oder ”umfassend”, wenn sie im Zusammenhang mit dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Eigenschaften, Ganzen Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, und/oder Komponenten spezifiziert, aber nicht die Anwesenheit oder die Zugabe von ein oder mehreren anderen Eigenschaften, Ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, und/oder Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt. Wie hier verwendet umfasst der Begriff ”und/oder” jegliche Kombinationen von ein oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Begriffe.
Wenn nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, wie hier verwendet liegt der Begriff ”etwa” selbstverständlich im Bereich der normalen Toleranz im Fachgebiet, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. ”Etwa” kann selbstverständlich innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, oder 0,01% des angegebenen Wertes liegen. Wenn es nicht anders eindeutig aus dem Zusammenhang hervorgeht, werden sämtliche hier angegebenen Zahlenwerte durch den Begriff ”etwa” modifiziert.
Nachstehend werden die Ausführungsformen beschrieben. Die Ausführungsformen sind jedoch beispielhaft und die vorliegende Erfindung ist nicht eingeschränkt, sie wird durch den Schutzbereich der Ansprüche eingeschränkt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas Kaliumcarbonat (K₂CO₃), ein Förderungsmittel, und Wasser, sowie das Förderungsmittel umfassen, welches gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon beinhalten kann. Das Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann zur Entschwefelung von Verbrennungsgas und zur Entfernung unwesentlicher Komponenten verwendet werden, die in dem Verbrennungsgas verbleiben, beispielsweise von O₂, Halogenen, und dergleichen, sowie schwefelhaltigen Verbindungen wie SO₂. Folglich kann das Kohlendioxid-Bindungsverfahren effizienter durchgeführt werden, durch Ausführen einer Vorbehandlung der Entfernung der unwesentlichen Komponenten, die die Leistung des Verfahrens beeinflussen können, bevor das Verbrennungsgas in das Kohlendioxid-Bindungsverfahren strömt.
In einem Aspekt kann beim Lösen von Kaliumcarbonat (K₂CO₃) in Wasser eine Lösung basisch werden, und der pH-Wert der Lösung kann steigen. Somit kann das Kaliumcarbonat mit einer Sauerstoffkomponente, wie u. a. SO₂ im Verbrennungsgas, neutralisiert werden. Das Kaliumcarbonat (K₂CO₃) kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 16 Gew.%, und/oder etwa 1 bis 15 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Absorptionsmittels zur Entschwefelung enthalten sein. Ist das Kaliumcarbonat (K₂CO₃) in einem solchen Bereich enthalten, kann die Menge SO₂ auf etwa 3 ppm absinken, obgleich nur die Neutralisierung erfolgt.
In einigen Aspekten kann das Förderungsmittel ein Mittel zur Förderung der Rate sein, das mit dem SO₂ und dem rasch entstehendem Sulfat reagiert. Insbesondere können gehindertes cyclisches Amin oder gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, die als Förderungsmittel verwendet werden, eine Verbindung umfassen, die verschiedentlich an einen Substituenten wie eine Alkylgruppe gebunden ist, und dergleichen, so dass es zu einem sterischen Hinderungseffekt in einem Zentrum des Stickstoffatoms kommt, das direkt mit einer geringfügigen Menge SO₂, O₂, Halogenen, und dergleichen reagiert.
Insbesondere kann das gehinderte cyclische Amin ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, tans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon. Das gehinderte cyclische Aminbicarbonat kann ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 1-Amino-4-methyl piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)piperaziniumbicarbonat, 2-Aminoethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, cis-2,6-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1,4-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, trans-2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Methylpiperaziniumbicarbonat, 2-Methylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2-Piperidiniumethanolbicarbonat, 3-Piperidiniumethanolbicarbonat, 4-Piperidiniumethanolbicarbonat, 2-Aminoethyl-1-piperidiniumbicarbonat, Homopiperaziniumbicarbonat, und einer Kombination davon.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Förderungsmittel in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.%, oder etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Absorptionsmittels zur Entschwefelung enthalten sein. Wenn das Förderungsmittel in einem solchen Bereich enthalten ist, kann der Gehalt an SO₂ auf etwa 3 ppm absinken. Das Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann Wasser enthalten und kann als Flüssigkeit verwendet werden. Das Wasser kann als Restmenge enthalten sein, oder in einer Menge von etwa 73 bis etwa 83 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Absorptionsmittels zur Entschwefelung. Ist das Wasser in einem solchen Bereich vorhanden, kann ein Rohrverstopfungsproblem, das durch ein im Entschwefelungsverfahren gebildetes festes Salz verursacht wird, unterdrückt werden. Darüber hinaus kann ein solches festes Salz, das nach der Verwendung des Absorptionsmittels zur Entschwefelung entsteht, gut in Wasser gelöst werden und in einen ursprünglichen Reaktanten zersetzt werden, und somit wieder verwendet werden. Anschließend wird ein beispielhaftes Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas durch Verwendung des Absorptionsmittels zur Entschwefelung anhand der Ausrüstungen in den 1 und 2 veranschaulicht. 1 veranschaulicht jede Ausrüstung des fortlaufenden Verfahrens zur Behandlung von Verbrennungsgas gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, kann Verbrennungsgas, das aus dem Kessel entlassen wird, zu einer Denitrifikationsanlage befördert werden, so dass ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas durchgeführt wird. Dann kann das Verbrennungsgas, das nach dem Entfernen der Stickstoffverbindung erhalten wird, zu einer Sammelanlage befördert werden, wo das Verbrennungsgas gesammelt wird. Anschließend kann das gesammelte Verbrennungsgas zu einer Entschwefelungsanlage befördert werden, wo ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten, wie u. a. schwefelhaltiger Verbindungen, aus dem Verbrennungsgas erfolgt. Nach dem Entschwefelungsverfahren kann das Verbrennungsgas, das nach dem Entfernen der unwesentlichen Komponenten erhalten wird, zu einer Kohlendioxid-Bindungsanlage befördert werden, wo ein Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid aus dem Verbrennungsgas erfolgt. Anschließend kann das gebundene Kohlendioxid komprimiert und aufbewahrt werden, wohingegen das Verbrennungsgas durch einen Kamin in die Luft entlassen wird. Zudem können die unwesentlichen Komponenten in dem Absorptionsmittel zur Entschwefelung nach dem Entschwefelungsverfahren absorbiert werden, und das verfestigte Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann gesammelt, verbrannt und entsorgt werden.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen in dem Entschwefelungsverfahren kann das vorstehende Absorptionsmittel zur Entschwefelung zur Entfernung der unwesentlichen Komponenten aus dem Verbrennungsgas verwendet werden. Wird das Absorptionsmittel zur Entschwefelung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform für das Entschwefelungsverfahren verwendet, können nicht nur schwefelhaltige Verbindungen, wie SO₂, aus dem Verbrennungsgas entfernt werden, sondern es können auch andere unwesentliche Komponenten, wie O₂, Halogene, und dergleichen, die in dem Verbrennungsgas verbleiben, entfernt werden. Da folglich die unwesentlichen Komponenten außer den schwefelhaltigen Verbindungen vor dem Kohlendioxid-Bindungsverfahren entfernt werden können, kann das Kohlendioxid-Bindungsverfahren effizienter durchgeführt werden. Zudem kann das Absorptionsmittel zur Entschwefelung separat hergestellt werden und in die Entschwefelungsanlage strömen.
In anderen beispielhaften Ausführungsformen in dem Kohlendioxid-Bindungsverfahren, kann ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel zur Bindung von Kohlendioxid aus dem Verbrennungsgas verwendet werden, und wenn das Kohlendioxid-Bindungsverfahren für einen festgelegten Zeitraum ausgeführt wird, beispielsweise für mehr als oder gleich etwa 1 Monat. Während dieses Zeitraums kann ein Teil der Komponenten des Kohlendioxid-Absorptionsmittels verflüchtigt oder verschlechtert werden und verloren gehen, wodurch ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt erzeugt wird, das sich von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel unterscheiden kann. Folglich kann das Absorptionsmittel zur Entschwefelung gesondert hergestellt werden, und auch das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt enthalten, das aus der Kohlendioxid-Bindungsanlage entlassen und zur Entschwefelungsanlage, wie mit der gepunkteten Linie in 1 gezeigt, befördert werden kann.
Daher kann in beispielhaften Ausführungsformen das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt, das während des Langzeitbetriebs des Kohlendioxid-Bindungsverfahrens entsteht und möglicherweise einen Einfluss auf die Leistungsabnahme hat, in dem Entschwefelungsverfahren und ökonomischen Betrieb zur Behandlung des Verbrennungsgases wiederverwendet werden. Insbesondere kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel ein Alkalicarbonatsalz, gehindertes cyclisches Amin, und Wasser enthalten, hat aber eine andere Zusammensetzung als das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt. Das Alkalicarbonatsalz kann ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Kaliumcarbonat (K₂CO₃), Natriumcarbonat (Na₂CO₃), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Kaliumbicarbonat (KHCO₃), Natriumbicarbonat (NaHCO₃), und einer Kombination davon. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Alkalicarbonatsalz in einer Menge von etwa 1 bis etwa 16 Gew.%, oder etwa 1 bis etwa 15 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Kohlendioxid-Absorptionsmittels enthalten sein. Ist das Alkalicarbonatsalz in einem solchen Bereich enthalten, kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel in einer Flüssigkeit verwendet werden und leichter durch Unterdrückung der Produktion von festem Salz abgegeben werden, und der Gehalt von SO₂ kann auf etwa 3 ppm gesenkt werden. Das gehinderte cyclische Amin kann eine Verbindung mit Substituenten sein, wie einer Alkylgruppe und dergleichen, die verschiedentlich an ein zentrales Stickstoffatom gebunden ist, das direkt mit Kohlendioxid reagiert, wodurch ein sterischer Hinderungseffekt geschaffen wird.
Im Allgemeinen kann, wenn ein Stickstoffatom von Amin mit Kohlendioxid reagiert, das Kohlendioxid als Carbamat absorbiert werden. Ist ein solches Amin ein sekundäres Amin oder ein gehindertes cyclisches Amin, kann das Kohlendioxid aufgrund der sterischen Hinderung als Bicarbonat statt als Carbamat absorbiert werden. Insbesondere wenn das gehinderte cyclische Amin mit einem Alkalicarbonatsalz gemischt wird, kann ein Teil des gehinderten cyclischen Amins Kohlendioxid als Carbamat absorbieren wie in Reaktionsschema 1 gezeigt. Anschließend können die Alkalikationen (M⁺) des Alkalicarbonatsalzes eine Coulomb-Kraft auf einen Teil der Aminmoleküle ausüben, die als Carbamat absorbiert sind, und die Aminmoleküle so fördern, dass sie als Bicarbonat statt als Carbamat vorliegen, wie im folgenden Rektionsschema 2 gezeigt. Folglich kann die Reproduktionsenergie drastisch gesenkt werden. Ist nur das gehinderte cyclische Amin zugegen, kann das folgende Reaktionsschema 2 nicht eintreten und kann nicht genügend Reproduktionsenergie senken. Ist derweil ein gehindertes cyclisches Amin mit einem Alkalicarbonatsalz zugegen, kann das folgende Reaktionsschema 2 erfolgen und die Reproduktionsenergie hinreichend senken.
Reaktionsschema 1

2R-NH₂ + CO₂ ↔ [R-NH-CO₂ ^–][R-NH₃ ⁺]

Reaktionsschema 2

[R-NH-CO₂ ^–][R-NH₃ ⁺] + H₂O + M⁺ ↔ [R-NH₃ ⁺][HCO₃ ^–] + R-NH₂ + M⁺

In einer beispielhaften Ausführungsform kann das gehinderte cyclische Amin ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon. Das gehinderte cyclische Amin kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.%, oder, etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Kohlendioxid Absorptionsmittels enthalten sein. Ist das gehinderte cyclische Amin in einem solchen Bereich enthalten, kann der Gehalt von SO₂ auf etwa 3 ppm gesenkt werden.
In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel Wasser enthalten und kann in einem flüssigen Zustand verwendet werden. Das Wasser kann als Restmenge enthalten sein oder in einer Menge von etwa 73 bis etwa 83 Gew.% auf der Basis des Gesamtgewichts des Kohlendioxid-Absorptionsmittels. Ist das Wasser in einem solchen Bereich enthalten, kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel ohne Produktion fester Salze leichter befördert werden. Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt, das nach der Verwendung des Kohlendioxid-Absorptionsmittels für einen festgelegten Zeitraum erhalten wird, kann das Gleiche sein wie das Absorptionsmittel zur Entschwefelung. Zudem kann das Entschwefelungsverfahren in dem gleichen Verfahren durchgeführt werden wie das Kohlendioxid-Bindungsverfahren, oder, in einem Gas-Flüssigkeits-Absorptionsreaktionsverfahren. Das vorstehende flüssige Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann versprengt und in den oberen Teil der Entschwefelungsanlage gesprüht werden, so dass das Absorptionsmittel auf die größere Oberfläche der Anlage abwärts fließen kann, während das Verbrennungsgas in den unteren Teil der Entschwefelungsanlage gespritzt wird, so dass eine chemische Reaktion zwischen Gas und Flüssigkeit effizient erfolgen kann.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht die 2 jede Ausrüstung für ein fortlaufendes Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, kann das Verbrennungsgas, das aus einem Kessel ausgelassen wird, zu einer Denitrifikationsanlage befördert werden, so dass ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung der Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas durchgeführt wird. Dann kann das Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der Stickstoffverbindung erhalten wird, zu einer Sammelanlage zum Sammeln des Verbrennungsgases befördert werden. Anschließend kann das gesammelte Verbrennungsgas zu einer Entschwefelungsanlage befördert werden, so dass ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten, einschließlich einer schwefelhaltigen Verbindung, aus dem Verbrennungsgas durchgeführt wird. Nach dem Entschwefelungsverfahren kann das Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der unwesentlichen Komponenten erhalten wird, zu einer Entschwefelungsverstärkungsanlage befördert werden, so dass ein Entschwefelungsverstärkungsverfahren zur weiteren Entfernung der unwesentlichen Komponenten, einschließlich der schwefelhaltigen Verbindung durchgeführt wird.
Anschließend kann das Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der unwesentlichen Komponenten erhalten wird, zu einer Kohlendioxid-Bindung befördert werden, so dass ein Kohlendioxid-Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid aus dem Verbrennungsgas durchgeführt wird. Danach kann das gebundene Kohlendioxid komprimiert und gespeichert werden, wohingegen das Verbrennungsgas durch einen Kamin in die Luft entlassen wird. Wenn zudem das Absorptionsmittel zur Entschwefelung die unwesentlichen Komponenten absorbiert und nach dem Entschwefelungsverstärkungsverfahren verfestigt wird, kann das verfestigte Absorptionsmittel gesammelt und dann verbrannt und entsorgt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform in dem Entschwefelungsverstärkungsverfahren kann ein erstes Absorptionsmittel zur Entschwefelung verwendet werden, um hauptsächlich unwesentliche Komponenten aus dem Verbrennungsgas zu entfernen, und ein zweites Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann verwendet werden, um die unwesentlichen Komponenten wiederholt aus dem Verbrennungsgas zu entfernen. Das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann das vorstehend genannte Absorptionsmittel zur Entschwefelung sein. Wird das Absorptionsmittel für das Entschwefelungsverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform in dem Entschwefelungsverstärkungsverfahren verwendet, können andere unwesentliche Komponenten, die in dem Verbrennungsgas verbleiben, weiter entfernt werden, nachdem die unwesentlichen Komponenten wie SO₂, O₂, Halogene, und dergleichen überwiegend durch das vorherige Entschwefelungsverfahren entfernt worden sind. Folglich können toxische Materialien, die in dem Verbrennungsgas verbleiben, effizient entfernt werden.
Das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung kann separat hergestellt werden und strömt in die Entschwefelungsverstärkungsanlage entsprechend dem vorstehenden Absorptionsmittel zur Entschwefelung. Zudem kann das Absorptionsmittel für das Entschwefelungsverstärkungsverfahren das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt sein, das aus der Kohlendioxid-Bindungsanlage entlassen wird und zur Entschwefelungsverstärkungsanlage befördert wird, wie durch die punktierte Pfeillinie in 2 gezeigt. Folglich kann das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt, das im Kohlendioxid-Bindungsverfahren entsteht, wiederverwendet werden und den ökonomischen Betrieb zur Behandlung von Verbrennungsgas gewährleisten. Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt lässt sich erhalten, da ein Teil der Komponenten des Kohlendioxid Absorptionsmittels verflüchtigt oder verschlechtert wird und verloren geht, wenn das Kohlendioxid-Bindungsverfahren wie vorstehend genannt für einen festgelegten Zeitraum durchgeführt wird.
Wenn die ersten und zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung unwesentliche Komponenten absorbieren und nach dem Entschwefelungsverfahren verfestigt werden, können die verfestigten Absorptionsmittel in ein Flüssigkeits-/Feststoff-Trennverfahren am Boden der Entschwefelungsanlage oder am Boden der Entschwefelungsverstärkungsanlage eingebracht werden. Insbesondere können die verfestigten ersten und zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung aufgrund der Schwerkraft absinken und können als schlammartiger Feststoff gesammelt werden, und der Feststoff wird zur Filtration überführt und dann verbrannt und entsorgt. Darüber hinaus können die erhaltenen festen Absorptionsmittel wie oben eine Reinheit größer gleich etwa 90% aufweisen, und zudem als Rohmaterial für ein Düngemittel oder ein chemisches Produkt verwendet werden.
Nachstehend werden die beispielhaften Ausführungsformen eingehend anhand der Beispiele veranschaulicht. Diese Beispiele sollten jedoch keinesfalls in dem Sinne interpretiert werden, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eingeschränkt wird. Darüber hinaus kann das nicht Beschriebene in dieser Offenbarung hinreichend vom Fachmann auf diesem Gebiet verstanden werden und wird hier nicht veranschaulicht.
Beispiel 1
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), 10 Gew.% 2-Methylpiperazin, und 74 Gew.% Wasser, verwendet.
Beispiel 2
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 15 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), 2 Gew.% 2-Methylpiperazin, und 83 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 20 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃) und 80 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 15 Gew.% 2-Methylpiperazin und 85 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 17 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), 10 Gew.% 2-Methylpiperazin und 73 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 4
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), 11 Gew.% 2-Methylpiperazin und 73 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 5
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 15 Gew.% Calciumhydroxid (CaOH)₂ und 85 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 6
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 15 Gew.% Natriumhydroxid (NaOH) und 85 Gew.% Wasser, verwendet.
Vergleichsbeispiel 7
Es wurde ein Absorptionsmittel zur Entschwefelung, bestehend aus 16 Gew.% Calciumhydroxid (Ca(OH)₂), 10 Gew.% 2-Methylpiperazin, und 74 Gew.% Wasser, verwendet.
Auswertung 1: Leistungsanalyse der Entschwefelung

Die Absorptionsmittel zur Entschwefelung gemäß den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 7 wurden jeweils in einem Reaktor untergebracht, und 3000 ppm eines SO₂/N₂ Mischgases wurden in den Reaktor eingespritzt, bis die Absorptionsmittel das Gleichgewicht erreichten, so dass eine Testentfernungsreaktion durchgeführt wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde das SO₂/N₂ Mischgas bei einer Temperatur von 40°C unter einem Druck von 1,02 atm bei einer Geschwindigkeit von 0,01 Nm³/Std. eingespritzt. Zudem hatten die Absorptionsmittel zur Entschwefelung eine Flüssigkeitstemperatur von 40°C und ein Flüssigkeitsvolumen von 1 l. Die nach jeder Reaktion ausgestoßene Konzentration von SO₂ ist in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

	Absorptionsmittel-Zusammensetzung zur Entschwefelung			Konzentration (ppm) an ausgestoßenem SO₂
	Neutralisator (Gew.%)	Förderungsmittel (Gew.%)	Wasser (Gew.%)
Beispiel 1	Kaliumcarbonat 16	2-Methylpiperazin 10	74	0	K₂SO₄ Bildung
Beispiel 2	Kaliumcarbonat 15	2-Methylpiperazin 2	83	3	K₂SO₄ Bildung
Vergleichsbeispiel 1	Kaliumcarbonat 20	0	80	140	K₂SO₄ Bildung
Vergleichsbeispiel 2	0	2-Methylpiperazin 15	85	540
Vergleichsbeispiel 3	Kaliumcarbonat 17	2-Methylpiperazin 10	73	-	Schichtentrennung von Absorptionsmittel zur Entschwefelung
Vergleichsbeispiel 4	Kaliumcarbonat 16	2-Methylpiperazin 11	73	-	Schichtentrennung von Absorptionsmittel zur Entschwefelung
Vergleichsbeispiel 5	Calciumhydroxid 15	0	85	0	CaSO₄ Erzeugung
Vergleichsbeispiel 6	Natriumhydroxid 15	0	85	0	Na₂SO₄ Erzeugung
Vergleichsbeisiel 7	Calciumhydroxid 16	2-Methylpiperazin 10	74	0	CaSO₄ Erzeugung

– Weißer fester K₂SO₄ Schlamm wurde nach der Entfernungsreaktion in den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gebildet.
– Die Absorptionsmittel zur Entschwefelung gemäß den Vergleichsbeispielen 3 und 4 hatten getrennte Schichten (die obere Schicht war eine gelbe Flüssigkeit, und die untere Schicht war eine farblose Flüssigkeit) und wurden nicht verwendet.

In der Tabelle 1 wurde für die Absorptionsmittel zur Entschwefelung gemäß den Beispielen 1 und 2 eine außerordentlich niedrige Konzentration von SO₂ ausgestoßen. Somit zeigen die Testergebnisse deutlich verbesserte Entschwefelungsleistung der Beispiele 1 und 2 im Vergleich zu den Absorptionsmitteln zur Entschwefelung der Vergleichsbeispiel 1 und 2, die entweder nur Kaliumcarbonat oder gehindertes cyclisches Amin verwenden.
Zudem enthielt das Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Beispiel 2 ein Förderungsmittel in geringerer Menge als das Absorptionsmittel zur Entschwefelung gemäß Beispiel 1, da ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt als Absorptionsmittel zur Entschwefelung in Beispiel 2 verwendet wurde. Da die Entschwefelungsleistung ebenfalls deutlich verbessert wurde, wenn dieses Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt wiederverwendet wurde, kann ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel, das in einem Kohlendioxid-Bindungsverfahren verwendet wird, für ein Entschwefelungsverfahren wiederverwendet werden. Daher kann die Wiederverwendung eines solchen Kohlendioxid-Absorptionsmittels einen effizienten Betrieb eines Kohlendioxid-Bindungsverfahrens bereitstellen und kann die Leistungsabnahme während des Langzeitbetriebs verhindern, wodurch ein ökonomischer Betrieb geschaffen wird.
Werden zudem die Absorptionsmittel zur Entschwefelung der Vergleichsbeispiele 5 bis 7 verwendet, wurde ein Sulfatsalz produziert, wohingegen SO₂ entfernt wurde. Das in den Beispielen 1 und 2 produzierte Sulfatsalz war jedoch leicht löslich und somit in Wasser wiederverwendbar. Die Löslichkeit des in den Vergleichsbeispielen 5 bis 7 produzierten Sulfatsalzes war hingegen außerordentlich niedrig, daher lasst sich das Sulfatsalz davon nicht als Rohprobe wiederverwenden. Insbesondere wie für die Absorptionsmittel zur Entschwefelung der Vergleichsbeispiele 5 und 6 kann die Leistungsabnahme während eines Langzeitbetriebs eines Kohlendioxid-Bindungsverfahrens nicht schwer zu verhindern sein, da sich ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel, das für das Kohlendioxid-Bindungsverfahren verwendet wird, nicht in einem Entschwefelungsverfahren wiederverwenden lässt.
Diese Offenbarung wurde zwar im Zusammenhang mit dem beschrieben, was derzeit als praktische beispielhafte Ausführungsformen angesehen wird, jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt, aber sie soll hingegen verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken, die im Geist und Schutzbereich der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0131568 [0001]

Claims

Absorptionsmittel zur Entschwefelung von Verbrennungsgas, umfassend: etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃); etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% eines Förderungsmittels wie u. a. gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon; und als Restmenge Wasser, wobei sämtliche Gewichtsprozent auf dem Gesamtgewicht des Absorptionsmittels zum Entschwefeln von Verbrennungsgas beruhen.
Absorptionsmittel zur Entschwefelung des Verbrennungsgases nach Anspruch 1, wobei das gehinderte cyclische Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon.
Absorptionsmittel zur Entschwefelung des Verbrennungsgases nach Anspruch 1, wobei das gehinderte cyclische Aminbicarbonat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)piperaziniumbicarbonat, 2-Aminoethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, cis-2,6-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1,4-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, trans-2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Methylpiperaziniumbicarbonat, 2-Methylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2-Piperidiniumethanolbicarbonat, 3-Piperidiniumethanolbicarbonat, 4-Piperidiniumethanolbicarbonat, 2-Aminoethyl-1-piperidiniumbicarbonat, Homopiperaziniumbicarbonat, und einer Kombination davon.
Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas, umfassend: ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas; ein Sammelverfahren zum Sammeln des nach dem Entfernen der Stickstoffverbindungen erhaltenen Verbrennungsgases; ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten, wie u. a. schwefelhaltiger Verbindungen, aus dem gesammelten Verbrennungsgas durch Verwendung eines Absorptionsmittels zur Entschwefelung; und ein Kohlendioxid-Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Absorptionsmittel aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entfernen der unwesentlichen Komponenten erhalten wird, wobei das Absorptionsmittel zur Entschwefelung etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% eines Förderungsmittels, und als Restmenge Wasser umfasst, und wobei das Förderungsmittel gehindertes cyclisches Amin, gehinderte cyclische Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt das sich von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel unterscheidet, erhalten wird, nachdem das Kohlendioxid-Bindungsverfahren für einen festgelegten Zeitraum durchgeführt wurde, und wobei das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt zum Entschwefelungsverfahren befördert wird und als Absorptionsmittel zur Entschwefelung wiederverwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Kohlendioxid Absorptionsmittel etwa 1 bis etwa 16 Gew.% eines Alkalicarbonatsalzes; etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% gehindertes cyclisches Amin; und als Restmenge Wasser umfasst; wobei sich Kohlendioxid Absorptionsmittel vom Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt unterscheidet, und das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt das Gleiche ist wie das Absorptionsmittel zur Entschwefelung.
Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsgas, umfassend: ein Denitrifikationsverfahren zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus dem Verbrennungsgas; ein Sammelverfahren zum Sammeln von Verbrennungsgas, das nach der Entfernung der Stickstoffverbindungen erhalten wird; ein Entschwefelungsverfahren zur Entfernung unwesentlicher Komponenten wie u. a. schwefelhaltiger Verbindungen mit einem ersten Absorptionsmittel zur Entschwefelung aus dem gesammelten Verbrennungsgas; ein Entschwefelungsverstärkungsverfahren zur weiteren Entfernung der unwesentlichen Komponenten, wie u. a. der schwefelhaltigen Verbindungen, mit einem zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entschwefelungsverfahren erhalten wird; und ein Kohlendioxid-Bindungsverfahren zur Bindung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Absorptionsmittel aus dem Verbrennungsgas, das nach dem Entschwefelungsverstärkungsverfahren erhalten wird, wobei das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung etwa 1 bis etwa 16 Gew.% Kaliumcarbonat (K₂CO₃), etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% eines Förderungsmittels, und als Restmenge Wasser auf der Basis des Gesamtgewichts des zweiten Absorptionsmittels enthält, und wobei das Förderungsmittel gehindertes cyclisches Amin, gehindertes cyclisches Aminbicarbonat, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt, das sich von dem Kohlendioxid Absorptionsmittel unterscheidet, nach der Durchführung des Kohlendioxid-Bindungsverfahrens für einen festgelegten Zeitraum erhalten wird, und wobei das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt zum Entschwefelungsverstärkungsverfahren befördert wird, und als zweites Absorptionsmittel zur Entschwefelung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Kohlendioxid-Absorptionsmittel etwa 1 bis etwa 16 Gew.% eines Alkalicarbonatsalzes; etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.% gehindertes cyclisches Amin; und als Restmenge Wasser auf der Basis der Gesamtmenge an Kohlendioxid-Absorptionsmittel umfasst, das Kohlendioxid-Absorptionsmittel sich von dem Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt unterscheidet, und wobei das Kohlendioxid-Absorptionsmittel-Nebenprodukt das Gleiche ist, wie das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung im Wesentlichen das Gleiche ist wie das zweite Absorptionsmittel zur Entschwefelung oder verschieden davon ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung von dem zweiten Absorptionsmittel zur Entschwefelung unterscheidet, und das erste Absorptionsmittel zur Entschwefelung Calciumhydroxid, Natriumhydroxid, Magnesiumhydroxid, oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das gehinderte cyclische Amin ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das gehinderte cyclische Amin ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, tans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das gehinderte cyclische Amin ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das gehinderte cyclische Amin ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 2-Aminoethylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, cis-2,6-Dimethylpiperazin, 1,4-Dimethylpiperazin, trans-2,5-Dimethylpiperazin, 1-Methylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1-Ethylpiperazin, 2-Piperidinethanol, 3-Piperidinethanol, 4-Piperidinethanol, 2-Aminoethyl-1-piperidin, Homopiperazin, und einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das gehinderte cyclische Aminbicarbonat ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)piperaziniumbicarbonat, 2-Aminoethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, cis-2,6-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1,4-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, trans-2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Methylpiperaziniumbicarbonat, 2-Methylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2-Piperidiniumethanolbicarbonat, 3-Piperidiniumethanolbicarbonat, 4-Piperidiniumethanolbicarbonat, 2-Aminoethyl-1-piperidiniumbicarbonat, Homopiperaziniumbicarbonat, und einer Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das gehinderte cyclische Aminbicarbonat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: 1-Amino-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)-4-methylpiperaziniumbicarbonat, 1-(2-Aminoethyl)piperaziniumbicarbonat, 1-(2-Hydroxyethyl)piperaziniumbicarbonat, 2-Aminoethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, cis-2,6-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1,4-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, trans-2,5-Dimethylpiperaziniumbicarbonat, 1-Methylpiperaziniumbicarbonat, 2-Methylpiperaziniumbicarbonat, 1-Ethylpiperaziniumbicarbonat, 2-Piperidiniumethanolbicarbonat, 3-Piperidiniumethanolbicarbonat, 4-Piperidiniumethanolbicarbonat, 2-Aminoethyl-1-piperidiniumbicarbonat, Homopiperaziniumbicarbonat, und einer Kombination davon.