KR20100022971A - 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물 - Google Patents

가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20100022971A
KR20100022971A KR1020097025650A KR20097025650A KR20100022971A KR 20100022971 A KR20100022971 A KR 20100022971A KR 1020097025650 A KR1020097025650 A KR 1020097025650A KR 20097025650 A KR20097025650 A KR 20097025650A KR 20100022971 A KR20100022971 A KR 20100022971A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
absorbent medium
aqueous absorbent
stream
gas stream
steam
Prior art date
Application number
KR1020097025650A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101474929B1 (ko
Inventor
돈 게로위츠
패이툰 톤티와춰티쿨
라파엘 이뎀
Original Assignee
유니버서티 오브 레지나
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 유니버서티 오브 레지나 filed Critical 유니버서티 오브 레지나
Publication of KR20100022971A publication Critical patent/KR20100022971A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101474929B1 publication Critical patent/KR101474929B1/ko

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
    • B01D53/14—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 absorption
    • 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
    • B01D53/14—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 absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1462—Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • 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
    • B01D53/14—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 absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • 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
    • B01D53/14—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 absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • 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
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20405—Monoamines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/2041—Diamines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20421—Primary amines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20431—Tertiary amines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/202—Single element halogens
    • B01D2257/2025—Chlorine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/304—Hydrogen sulfide
    • 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
    • B01D2257/406—Ammonia
    • 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
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology

Abstract

유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 장치에 대해 기술된다. 상기 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분의 적어도 일 부분을 흡수하여 린(lean) 처리된 가스 흐름 및 풍부한 수계 흡수매체를 형성하도록 유입 가스 흐름은 린(lean) 수계 흡수매체와 접촉한다. 상기 가스 성분의 적어도 일 부분은 오버헤드(overhead) 가스 흐름 및 재생성된 수계 흡수매체를 생성할 수 있는 온도에서 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착(desorbing)된다. 응축 흐름을 회수하기 위하여 상기 오버헤드 가스 흐름의 적어도 일 부분은 처리된다. 가열된 흐름을 형성하기 위하여 응축 흐름의 적어도 일 부분은 사용된다. 상기 가열된 흐름의 적어도 일 부분은 상기 탈착단계(desorbing step)로 재순환된다. 이산화탄소 및/또는 황화수소를 회수하기 위하여 신규한 흡수매체조성물 또한 기술된다.
Figure P1020097025650
가스, 흡수매체, 탈착, 이산화탄소, 황화수소

Description

가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물{METHOD AND ABSORBENT COMPOSITION FOR RECOVERING A GASEOUS COMPONENT FROM A GAS STREAM}
본 발명은 유입 가스 흐름(incoming gas stream)으로부터 가스 성분을 회수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
하기의 문단은 여기에 기술되는 어떠한 것도 선행기술 또는 당업자의 지식의 일부인 것으로 인정되지는 않는다.
가스 오염물질의 방출에 대한 정부의 규제가 보다 엄격해지고 있다. 유입 가스 흐름으로부터 가스 오염물질을 제거하는 통상적인 장치 및 방법은 많은 에너지원의 소모가 수반된다.
본 출원에서 사용되는 구분 번호는 단지 구조적 목적을 위해 사용한 것으로 본 발명을 어떠한 방법으로 한정하는 것이 아니다.
본 출원은 2007년 5월 29일 미국 특허출원 제 60/940,529 호에 기초하며 이의 우선권을 주장하고, 본 명세서 내에 전체로 참조로써 삽입되어 있다.
하기의 도입부는 본 명세서를 소개하기 위한 것이며, 어떠한 발명에 대해서도 그 정의를 내리고자 하는 것은 아니다.　 본 발명의 하기 또는 다른 부분에서 기술되어 있는 장치적 요소 또는 제조방법상의 단계에 대한 조합 내지는 그 하위개념의 조합 내에는 하나 이상의 발명이 내포되어 있을 수 있다. 청구항의 발명들 또는 명세서에 개시되어 있는 발명들을 단지 기술하지 않았다고 해서 본 발명자가 이에 대한 권리를 포기하거나 보류하는 것이 아니다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 방법은 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분의 적어도 일 부분을 흡수하여 린(lean) 처리된 가스 흐름 및 풍부한 수계 흡수매체를 형성하도록 유입 가스 흐름을 린(lean) 수계 흡수매체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 오버헤드(overhead) 가스 흐름 및 재생성된 수계 흡수매체를 생성할 수 있는 온도에서 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 가스 성분의 적어도 일부분을 탈착시키는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 제 1 응축 흐름을 회수하기 위하여 상기 오버헤드 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 가열된 흐름을 형성하기 위하여 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 사용하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 가열된 흐름의 적어도 일 부분을 상기 탈착단계(desorbing step)로 재순환시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이된다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발된 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간 증발시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이된다.
한 측면에 있어서, 상기 가열된 흐름은 상기 제 1 응축 흐름을 포함한다.
다른 측면에 있어서, 상기 가열된 흐름은 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분이 상기 린 수계 흡수매체와 결합하여 풍부한 수계 흡수매체를 형성하도록, 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계에 전달함으로써 유도되는 풍부한 수계 흡수매체를 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 제 2 응축 흐름을 회수하도록 상기 린 처리된 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 가열된 흐름은 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 제 2 응축 흐름의 적어도 일 부분을 결합함으로써 혼합된 응축 흐름을 형성하도록 유도되는 혼합된 응축 흐름을 포함한다.
일 측면에 있어서, 상기 가열된 흐름은 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 수계 흡수매체를 결합하여 풍부한 수계 흡수매체-이는 순차적으로 풍부한 증기 흐름과 반-린 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 순간 증발되는-를 형성하도록 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계로 전달함으로써 유도되는 풍부한 증기 흐름과 반-린 수계 흡수매체(semi-린 수계 absorbing medium)를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발된 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간 증발을 시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 순간 증발된 스팀으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 상기 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 상기 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
일 측면에 있어서, 상기 가열된 흐름은 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 수계 흡수매체를 결합하여 상기 풍부한 수계 흡수매체-이는 순차적으로 상기 제 1 풍부한 수계 매체 부분 및 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체로 분리되는-를 형성하도록 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계로 전달함으로써 유도되는 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 및 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분을 포함한다.
다른 측면에 있어서, 상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발된 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간 증발을 시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 순간 증발된 스팀으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
일 측면에 있어서, 상기 방법은 제 2 응축 흐름을 회수하도록 린 처리된 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 가열된 흐름은 혼합된 응축 흐름을 형성하도록 제 1 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분과 제 2 응축 흐름의 적어도 일 부분을 혼합하고, 그 결과 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분과 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분을 형성하기 위하여 상기 혼합된 응축 흐름을 분리시킴으로써 유도되는 제 1 혼합된 응축 흐름 부분과 제 2 혼합된 응축 흐름 부분을 포함한다.
다른 측면에 있어서, 상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 탈착단계를 위한 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하도록 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발 스팀을 형성하도록 상기 스팀 응축을 순간 증발시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 순간 증발된 스팀으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이된다.
일 측면에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체가 상기 접촉단계로 다시 재순환되는 단계를 더 포함한다.
다른 측면에 있어서, 상기 유입 가스 흐름은 연소배기가스이다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 가스 성분은 이산화탄소이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 린 수계 흡수매체는 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율(molar ratio)은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도(molarity)는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다.
일 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율(molar ratio)은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도(molarity)는 약 7 moles/liter이다.
본 원에 기술된 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 제거하기 위한 수계 흡수매체의 일 실시예는 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율(molar ratio)은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도(molarity)는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다.
또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
본 원에 기술된 수계 흡수매체의 제조방법의 일 실시예는 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 상기 모노에탄올아민, 상기 메틸디에탄올아민 및 상기 용매를 혼합하는 단계를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다.
또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
본원에 기술된 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 제거하기 위한 방법의 일 실시예는 상기 유입 가스 흐름을 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함하는 수계 흡수매체와 접촉시키는 단계를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다.
또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
하나 또는 그 이상의 발명의 추가적 특징, 장점 및 실시예는 다음의 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 자명해 질 것이다. 또한, 상기 개요 및 하기의 상세한 설명은 실시예 및 그 이상의 설명으로 제공되나 본 발명의 청구범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
하기에는 다양한 장치 또는 방법들을 통해 청구된 발명에 대한 실시예가 기술될 것이다. 하기의 어떠한 실시예도 청구된 발명을 제한하지 않으며, 본 발명은 하기에 기술되어 있지 않은 장치 또는 방법을 포함할 수 있다. 청구된 발명은 하기에 기재된 장치 또는 방법적인 측면을 모두 포함하는 장치나 방법에 국한되지도 않고, 하기에 기재된 모든 장치들의 전부 혹은 다수의 공통된 측면에 국한되지 않는다. 하기에 기재된 장치 또는 방법은 본 발명에 청구된 어떠한 청구된 발명의 실시예가 아닐 수도 있다. 본 출원인, 발명자 및 특허권자는 본문에서는 청구되지 않았지만 하기에 기재된 장치 또는 방법에 내포된 발명에 대한 모든 권리를 보유하며, 본문에 그러한 발명에 대하여 공개하였다 하더라도 이를 포기하거나, 권리를 부인하거나 대중에 헌납하는 것은 아니다.
도 1은 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 기존의 장치(100)를 나타낸다. 이산화탄소를 포함하는 라인(112)의 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(114)로 유입되고, 여기서 라인(116)을 통해 유입된 린 수계 흡수매체와 접촉하게 된다. 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름(112)으로부터 이산화탄소가 흡착되고, 상기 린 처리된 가스 흐름은 라인(118)을 통해 상기 접촉 장치(114)를 빠져나간다. 용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(140)를 이용하여 라인(138)을 통해 상기 접촉 장치(114)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체(138)는 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 142)에서 가열될 수 있으며, 순차적으로 라인(146)을 통해 재생기(144)로 유입될 수 있다. 상기 재생기(144)는 스팀 리보일러(148)로부터 제공된 열의 온도에서 작동되어 오버헤드 가스 흐름이 형성되도록 이산화탄소가 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착되고, 상기 오버헤드 가스 흐름은 라인(150)을 통해 재생기(144)를 빠져나간다. 재생된 수계 흡수매체는 상기 재생기(144)로부터 라인(164)을 통해 제거된다. 상기 오버헤드 가스 흐름(150)은 상기 오버헤드 가스 흐름(150)으로부터 액체를 응축시키기 위하여 냉각수(154)가 공급되는 콘덴서(150)를 통과한다. 라인(156) 내의 상기 응축된 액체를 함유하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(162)의 응축 흐름으로부터 라인(160)의 이산화탄소 풍부한 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(flash drum, 158)으로 전달된다. 상기 라인(162)의 응축 흐름은 재생기(144)로 재순환된다.
다시 도 1을 참조하면, 스팀 리보일러(148)로부터의 열은 재생기(144)를 비교적 높은 온도범위인 약 80℃ 내지 약 160℃에서 작동하도록 이용된다. 그러나, 상기 응축 흐름(162)은 약 30℃ 내지 40℃의 온도이다. 재생기(144)로 재순환된 이처럼 비교적 낮은 온도의 응축 흐름(162)은 재생기(144)의 작동온도를 낮춘다. 이에 따라, 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 이산화탄소를 효율적으로 탈착시킬 수 있는 최적 온도 범위로 온도를 높이기 위하여 추가적인 열의 제공이 필요하게 된다.
본 발명에 기술된 방법의 한 측면에 있어서, 발명자들은 상기 재생기의 열 제공(즉, 상기 재생기를 작동시키는 데 필요한 외부 스팀의 양)을 줄이고자 하였다. 따라서, 상기에 기재된 기존의 장치 및 방법과는 달리, 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분이 상기 재생기로 순차적으로 재순환되는 가열된 흐름을 형성하도록 이용된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 재생기로 재순환되기 전에 이미 장치 내에 포함되어 있던 열이 상기 가열된 흐름으로 전이된다.
일관성을 위해, 하기의 도 2 내지 26에 세부적으로 기술되어 있는 장치 및 방법들은 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소(CO2)의 회수에 대해 설명한다. 그러나, 하기 상세한 설명에 기술되는 장치 및 방법은 유입 가스 흐름으로부터 황화수소(황화수소, H2S), 이산화황(sulfur dioxide, SO2), 염소(chloride, Cl2), 및 암모니아 (NH3)를 포함한, 이들에 국한되지는 않는, 다른 형태의 가스 성분을 회수하는 데에도 역시 이용될 수 있는 것을 의미한다. 또한, 하기에 상세하게 설명되는 특정의 액체 흡수매체 조성물은 이산화탄소 및/또는 황화수소의 회수를 위해 사용될 수 있다.
상기 유입 가스의 근원(source), 조성, 및 기타 변수는 상당히 다양할 수 있으며 특정 근원에 좌우될 것이다. 처리될 수 있는 유입 가스 흐름의 형태는 석탄화력발전소, 천연가스 복합 사이클(natural gas combined cycles), 천연가스 보일러, 천연가스, 가스화(gasification)공장으로부터의 가스 흐름, 시멘트 제조로부터의 가스, 개질가스(reformate gas), 합성가스, 정류가스(refinery-off gas), 바이오 가스 및 대기(예를 들어, 우주활용의 경우)와 같은 발전소로부터의 배기가스를 포함하나, 여기에 국한되는 것은 아니다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 상기 장치에 투입되기 전에 전처리(예를 들어, 분획화(fractionation), 여과(filtration), 미립자 및 기타 가스 성분의 제거 및 기타 가스들과의 희석 또는 조합)될 수 있다. 따라서, 상기 화학 조성물 또한 상당히 다를 수 있다. 적합한 유입 가스 흐름은 일반적으로 약 0.03 부피% 내지 80 부피%의 이산화탄소를 함유하며, 구체적으로는 약 1 부피% 내지 약 33 부피%, 보다 구체적으로는 약 3 부피% 내지 약 15 부피%의 이산화탄소를 함유한다.
상기 가스-액체 접촉 장치에 있어서, 흡수매체의 구체적 타입은 부분적으로 유입되는 가스 흐름의 조성, 유량(flow rate), 압력, 및/또는 온도에 좌우되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 제거하고, 상기 액체 흡수매체에 흡착시킨다는 목적에 벗어나지 않는 것이면, 어떠한 형태의 흡수매체도 가능하다. 상기 흡수매체는　원형의 또는 직사각형의 단면을 가지고 이산화탄소의 제거하여 정화된 타깃을 얻기에 충분한 높이와 단면적을 가진 역류칼럼(counter-current column)이다. 칼럼 내부는 정화된 타깃을 얻을 수 있도록 적당한 수의 단계를 제공하는 구조적 또는 랜덤 패킹의 형태이거나 정화된 타깃을 얻을 수 있도록 적당한 수의 판(plate)을 갖는 판(plates)(밸브, 고운체(sieve) 또는 버블캡(bubble cap))일 수 있다. 흡수매체 칼럼의 상부는 상기 흡수매체 섹션의 수증기에 동반되는 흡수매체를 회수하고, 장치 전체의 물 균형을 유지하는 온도에서 오프가스를 냉각하기 위하여 사용되는 흐림제거(demister) 또는 오프가스매체(off-gas medium) 가스세정 섹션을 포함할 수 있다. 흡수매체 칼럼 자체에 가스가 다음 섹션으로 올라갈 수 있도록 하고 배출되는 린 가스로부터 물방울이 혼입되는 것으로부터 액체를 분리하는 굴뚝 트래이(chimney tray)에 의해 각각 분리된 다수의 섹션을 포함할 수 있다.
재생기에 있어서, 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 이산화탄소의 적어도 일 부분을 효과적으로 탈착하는 목적과 동일하다면 어떠한 타입의 스트리퍼(stripper)도 사용될 수 있다. 상기 스트리퍼는 일반적으로 원형의 단면을 가지고 외부에서 공급되는 열을 사용하여 린 흡수매체를 얻기 위하여 이산화탄소를 탈착하기에 충분한 높이와 단면적을 가진 칼럼이다. 예를 들어, 리보일러(reboiler)는 열 공급을 제공하기 위하여 스트립 칼럼의 하부에 연결될 수 있다. 상기 칼럼의 내부는 동일한 스트립 기능을 하기에 적당한 수의 단계를 제공하는 구조적 또는 랜덤 패킹의 형태이거나 동일한 스트립 기능을 하기에 적당한 수의 판(plate)을 갖는 판(plates)(밸브, 고운체(sieve) 또는 버블캡(bubble cap))일 수 있다.
도 2는 본 명세서의 제 1 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(200)를 나타낸다. 상기 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름을 포함한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 유입 가스 흐름, 상기 재생된 수계 흡수매체 및 상기 오버헤드 가스 흐름의 열은, 상기 재생기로 재순환되기 전에, 가열된 흐름으로 전이된다. 그러나 상기 재생기로 재순환되기 전에, 상기 장치의 흐름의 적어도 일 부분으로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이되기에 충분한 것이 바람직하다.
라인(212)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름에 반해서 열 교환기(203)에서 냉각될 수 있고 하기 더욱 상세히 기술될 것이다. 또한, 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 상기 유입 가스 흐름의 온도를 허용 가능한 수준으로 더욱 낮추기 위하여 냉각기(204)로 공급될 수 있고 그 후, 가스-액체 접촉 장치(214)로 들어가기 전에 라인(206)의 과량의 수분을 제거하기 위하여 플래쉬 드럼(205)으로 공급될 수 있다. 상기 냉각된 유입 가스 흐름은 라인(216)의 접촉 장치(214)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉하는 가스-액체 접촉 장치(214)로 공급된다. 이산화탄소는 상기 유입 가스 흐름으로부터 린 처리된 가스 흐름을 형성하도록 흡착되고 라인(218)을 통해 상기 접촉 장치(214)를 빠져나간다. 상기 린 처리된 가스 흐름(218)은 상기 린 처리된 가스 흐름(218)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(222)가 공급되는 냉각기(220)를 통과한다. 라인(224) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(230)의 응축 흐름으로부터 라인(228)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(226)으로 전달된다. 라인(230)의 상기 응축 흐름은 최종적으로 펌프(234)를 통해 상기 접촉 장치(214)로 재순환한다. 라인(228)의 상기 물-제거된 린 처리된 가스 흐름은 필요 시, 굴뚝을 통해 배출되기 전에, 계속 공정단계, 플래어 스탁(flare stack) 등을 진행한다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(240)를 이용하여 라인(238)을 통해 상기 접촉 장치(214)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 교차 열 교환기(242)에서 가열될 수 있고 그 후, 라인(246)을 통해 재생기(244)로 공급될 수 있다. 상기 재생기(244)는 스팀 리보일러(248)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(250)을 통해 상기 재생기(244)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름(250)은 열 교환기(202)에서 냉각되고 그 후, 콘덴서(252)로 공급된다. 상기 콘덴서(252)는 상기 오버헤드 가스 흐름(250)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(254)가 공급된다. 라인(256) 내의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(262)의 응축 흐름으로부터 라인(260)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(258)으로 전달된다. 라인(262) 내의 상기 응축 흐름은 펌프를 이용하여 제거되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열되는 열 교환기(201)로 전달된다. 상기 응축 흐름은 라인(250)의 상기 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되는 열 교환기(202)로 전달된다. 상기 응축 흐름은 라인(212)의 상기 유입 가스 흐름에 반하여 가열되는 열 교환기(203)로 전달되고 그 후 다시 재생기(244)로 재순환한다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(264)을 통해 재생기(244)로부터 제거되고 스팀 리보일러(248)로 공급된다. 스팀은 라인(266)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(268)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 재생된 린 수계 흡수매체로 전이되어 라인(270)을 통해 재생기(244)로 재순환하고 재생된 린 수계 흡수매체가 라인(272)을 통해 상기 스팀 리보일러(248)를 빠져나가도록 증기 흐름을 형성한다. 라인(272)의 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(264)의 재생된 린 수계 흡수매체보다 적은 이산화탄소를 포함함은 자명하다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(272)을 통해 열 교환기(242)로 전달되어 라인(238)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 열 교환기(201)로 전달되어 라인(262)의 상기 응축 흐름에 의해 냉각된다. 필요 시, 라인(274)의 재생된 수계 흡수매체는 상기 재생된 수계 흡수매체가 상기 접촉 장치(214)에 허용 가능한 수준의 온도로 낮추기 위하여 냉각수(278)가 공급되는 냉각기(276)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 펌프(236)를 이용하여 라인(280)의 냉각기(276)로부터 제거되고 라인(230)의 응축 흐름과 혼합된다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 최종적으로 라인(216)을 통해 상기 접촉 장치(214)로 재순환한다.
도 3 내지 7은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치를 나타낸다. 상기 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 풍부한 수계 흡수매체를 형성하도록 응축 흐름의 적어도 일 부분을 린 수계 흡수매체와 혼합하기 위하여, 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분을 접촉 장치에 전달함으로써 유도되는 풍부한 수계 흡수매체를 포함한다. 하기 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 유입 가스 흐름, 상기 오버헤드 가스 흐름, 상기 재생된 수계 흡수매체, 스팀 응축의 순간 증발로부터 유도되는 순간 증발 스팀 중 어느 하나의 열은 재생기로 전달되기 전에 가열된 흐름으로 전이된다.
도 3은 본 명세서의 제 2 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(300)를 나타낸다. 라인(312)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름이 가스-액체 접촉 장치(314)로 공급되고, 여기서 라인(316)을 통해 접촉 장치(314)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉한다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 접촉 장치(314)에 투입되기 전에 온도를 낮추고 과량의 수분을 제거하기 위하여 전처리 될 수 있다(도면 없음). 이산화탄소는 라인(318)을 통해 상기 접촉 장치(314)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 유입 가스 흐름으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(318)은 린 처리된 가스 흐름(318)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(322)가 공급되는 냉각기(320)를 통과한다. 라인(324) 내의 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(330)의 응축 흐름으로부터 라인(328)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(326)으로 전달된다. 라인(330)의 응축 흐름은 펌프(334)를 이용하여 믹서(332)로 전달되고 최종적으로 라인(316)의 펌프를 이용하여 상기 접촉 장치(314)로 재순환된다. 라인(328)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름은 필요 시, 굴뚝을 통해 배출되기 전에, 계속 공정단계, 플래어 스탁(flare stack) 등을 진행한다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(340)를 이용하여 라인(338)을 통해 상기 접촉 장치(314)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체(338)는 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 342)에서 가열될 수 있으며, 순차적으로 라인(346)을 통해 재생기(344)로 유입될 수 있다. 상기 재생기(344)는 스팀 리보일러(348)로부터 제공된 열의 온도에서 작동되어 오버헤드 가스 흐름이 형성되도록 이산화탄소가 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착되고, 상기 오버헤드 가스 흐름은 라인(350)을 통해 재생기(344)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름(350)은 상기 오버헤드 가스 흐름(350)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(354)가 공급되는 콘덴서(352)를 통과한다. 라인(356) 내의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(362)의 응축 흐름으로부터 라인(328)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(358)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(362)은 믹서(332)로 전달되고 최종적으로 라인(316)의 펌프(336)를 이용하여 상기 접촉 장치(314)로 재순환된다. 라인(362)의 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 상기 응축 흐름의 적어도 일 부분은 풍부한 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 접촉 장치(314)에 공급된 린 수계 흡수매체와 혼합한다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(364) 내의 재생기(344)로부터 제거되고 스팀 리보일러(348)로 공급된다. 스팀은 라인(366)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(368)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 재생된 린 수계 흡수매체로 전이되어 라인(370)을 통해 재생기(348)로 재순환하고 재생된 린 수계 흡수매체가 라인(372)을 통해 상기 스팀 리보일러(348)를 빠져나가도록 증기 흐름을 형성한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(372)을 통해 열 교환기(342)로 전달되고 여기서 라인(338)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 필요 시, 라인(374)의 재생된 수계 흡수매체는 상기 재생된 수계 흡수매체가 상기 접촉 장치(314)에 허용 가능한 수준의 온도로 낮추기 위하여 냉각수(378)가 공급되는 냉각기(376)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(380)의 냉각기(376)로부터 제거되고 믹서(332)로 전달되고 여기서 라인(330)의 상기 응축 흐름과 라인(362)의 상기 응축 흐름과 혼합된다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 최종적으로 라인(316)을 통해 상기 접촉 장치(314)로 재순환한다.
도 4는 본 명세서의 제 3 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치(400)를 나타낸다. 상기 제 3 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 2 실시예와 동일하다.
실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체에 더 많은 열을 전이하기 위하여 두 개의 추가 열 교환기(401, 402)가 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(440)를 이용하여 라인(438)을 통해 상기 접촉 장치(414)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 401)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 402)에 전달되고 라인(450)의 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 442)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 더 가열되어 순차적으로 라인(446)을 통해 재생기(444)로 유입될 수 있다.
도 5는 본 명세서의 제 4 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(500)를 나타낸다. 상기 제 4 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 3 실시예와 동일하다.
제 4 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(503)가 있다. 필요 시, 상기 장치는 유입 가스 흐름을 더 냉각시키기 위하여 냉각기(504) 및 접촉 장치(514)로 투입되기 전에 유입 가스 흐름으로부터 라인(506)의 과량 액체를 분리해 내기 위하여 플래쉬 드럼(505)을 더 포함할 수 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(540)를 이용하여 라인(538)을 통해 상기 접촉 장치(514)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 501)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 503)에 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 502)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 542)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 더 가열되어 순차적으로 라인(546)을 통해 재생기(544)로 유입될 수 있다.
도 6은 본 명세서의 제 5 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(600)를 나타낸다. 상기 제 5 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 3 실시예와 동일하다.
제 5 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(607) 및 순간 증발된 스팀을 형성하기 위하여 리보일러를 빠져나가는 스팀 응축을 순간 증발하기 위한 플래쉬 드럼(608)이 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(640)를 이용하여 라인(638)을 통해 상기 접촉 장치(614)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 601)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(602)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반해서 가열된다. 스팀 응축은 라인(668)의 스팀 리보일러(648)로부터 제거되고 라인(610)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(609)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(608)으로 공급된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(607)로 전달되고 라인(609)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(642)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 라인(646)을 통해 재생기(644)로 공급된다.
도 7은 본 명세서의 제 6 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(700)를 나타낸다. 상기 제 6 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 5 실시예와 동일하다.
제 6 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(711)가 있고, 재생된 린 수계 흡수매체는 두 부분(772A, 772B)으로 나뉘고 재생기로 투입되기 전에 재생된 린 수계 흡수매체의 일 부분에 더 많은 열을 전이하기 위하여 또 하나의 열 교환기(703)가 있다. 본질적으로, 상기 열 교환기(703)는 기존의 스팀 리보일러(748)를 보충하는 추가의 리보일러로써의 역할을 수행한다. 필요 시, 상기 장치는 또한 유입 가스 흐름을 더 냉각시키기 위하여 냉각기(704) 및 접촉 장치(714)로 투입되기 전에 유입 가스 흐름으로부터 라인(706)의 과량 액체를 분리해 내기 위하여 플래쉬 드럼(705)을 더 포함할 수 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(740)를 이용하여 라인(738)을 통해 상기 접촉 장치(714)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 711)에서 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(cross heat exchanger, 701)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체(772B)에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(702)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 스팀 응축은 라인(768)의 스팀 리보일러(748)로부터 제거되고 라인(710)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(709)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(708)으로 공급된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(707)로 전달되고 라인(709)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(742)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체(772B)의 일 부분에 반하여 더 가열되고 순차적으로 라인(746)을 통해 재생기(744)로 공급된다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(746) 내의 재생기(744)로부터 제거되고 스팀 리보일러(748)로 공급된다. 스팀은 라인(766)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(768)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 재생된 린 수계 흡수매체로 전이되어 라인(770)을 통해 재생기(748)로 재순환하고 재생된 린 수계 흡수매체가 라인(772)을 통해 상기 스팀 리보일러(748)를 빠져나가도록 증기 흐름을 형성한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 두 개의 부분(772A, 772B)으로 나뉜다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체의 일 부분(772A)은 열 교환기(703)로 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(748)로 공급된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체의 다른 일 부분(772B)은 열 교환기(742)로 전달되고 상기 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 필요 시, 상기 재생된 린 수계 흡수매체의 다른 일 부분(772B)은 상기 재생된 수계 흡수매체를 상기 접촉 장치(714)에 허용 가능한 수준의 온도로 낮추기 위하여 냉각수(778)가 공급되는 냉각기(776)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 냉각기(776)로부터 제거되고 라인(730)의 응축 흐름 및 응축 흐름(762)과 혼합된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체의 다른 일 부분(772B)는 최종적으로 라인(716)을 통해 상기 접촉 장치(714)로 재순환한다.
도 8은 본 명세서의 제 7 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치(800)를 나타낸다. 상기 제 7 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 5 실시예와 동일하다.
상기 제 7 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 풍부한 수계 흡수매체-이는 순차적으로 풍부한 증기 흐름 및 반-린 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 순간 증발되는-를 형성하도록 응축 흐름의 적어도 일 부분을 린 수계 흡수매체와 혼합하기 위하여, 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분을 접촉 장치에 전달함으로써 유도되는 풍부한 증기 흐름 및 반-린 수계 흡수매체를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 재생된 수계 흡수매체, 상기 오버헤드 가스 흐름 및 스팀 응축을 순간 증발함으로써 유도되는 순간 증발된 스팀으로부터의 열은 풍부한 증기 흐름 및 반-린 수계 흡수매체를 형성하기 위해 순간 증발되기 전에 상기 풍부한 수계 흡수매체로 전이된다. 또한 상기 재생된 수계 흡수매체로부터의 열은 재생기로 투입되기 전에 반-린 흡수매체로 전이된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(840)를 이용하여 라인(838)을 통해 상기 접촉 장치(814)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(heat exchanger, 801)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(802)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 스팀 응축은 라인(868)의 스팀 리보일러(848)로부터 제거되고 라인(810)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(809)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(808)으로 공급된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(807)에 전달되고 라인(809)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 플래쉬 드럼(813)으로 공급되고 라인(815)의 재생기(844)로 다시 공급되는 풍부한 증기 흐름, 및 라인(817)의 열 교환기(842)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(844)로 재순환되는 반-린 수계 흡수매체로 분리된다.
도 9 내지 12는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치를 나타낸다. 상기 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 풍부한 수계 흡수매체-여기서 상기 풍부한 수계 흡수매체는 분리된다-를 형성하도록 응축 흐름의 적어도 일 부분을 린 수계 흡수매체와 혼합하기 위하여, 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분을 접촉 장치에 전달함으로써 유도되는 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 및 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분을 포함한다. 하기 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 유입 가스 흐름, 상기 오버헤드 가스 흐름, 상기 재생된 수계 흡수매체, 스팀 응축의 순간 증발로부터 유도되는 순간 증발 스팀 중 어느 하나의 열은 재생기로 전달되기 전에 두 부분, 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 및 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분으로 분리되기 전에 풍부한 수계 흡수매체의 적어도 일 부분으로 전이된다.
도 9는 본 명세서의 제 8 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(900)을 나타낸다. 상기 제 8 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 3 실시예와 동일하다.
제 8 실시예에 있어서, 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(901)의 하부로 즉시 두 부분(938A, 938B)으로 분리된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(940)를 이용하여 라인(938)을 통해 상기 접촉 장치(914)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 교차 열 교환기(cross heat exchanger, 901)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(938A, 938B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 74부피%는 일 부분(938A)로 가고 약 26부피% 다른 일 부분(938B)으로 간다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(938A)은 열 교환기(942)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(944)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(938B)은 열 교환기(902)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(944)로 공급된다.
도 10은 본 명세서의 제 9 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1000)을 나타낸다. 상기 제 9 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 8 실시예와 동일하다.
제 9 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(1007) 및 리보일러를 빠져나가는 스팀 응축으로부터 순간 증발을 시키기 위한 플래쉬 드럼(1008)이 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1040)를 이용하여 라인(1038)을 통해 상기 접촉 장치(1014)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1001)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(1038A, 1038B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 73부피%는 일 부분(1038A)으로 가고 약 27부피% 다른 일 부분(1038B)으로 간다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1038A)은 열 교환기(1042)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1044)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1038B)은 열 교환기(1002)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1044)로 공급된다. 스팀 응축은 라인(1068)을 통해 스팀 리보일러(1048)로부터 제거되고 라인(1010)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1009)의 순간 증발된 스팀을 분리하는 플래쉬 드럼(1008)으로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1038B)은 열 교환기(1007)로 전달되고 라인(1009)의 상기 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1044)로 공급된다.
도 11은 본 명세서의 제 10 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1100)를 나타낸다. 상기 제 10 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 2 실시예와 동일하다.
제 10 실시예에 있어서, 풍부한 수계 흡수매체(1138)는 펌프(1140)의 하부로 즉시 두 부분(1138A, 1138B)으로 분리되고 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체의 상기 일 부분(1138B)으로 열을 더 전이하기 위한 두 개의 추가의 열 교환기(1102, 1103)가 있다. 필요 시, 장치(1100)는 또한 유입 가스 흐름을 더 냉각시키기 위하여 냉각기(1104) 및 접촉 장치(1114)로 투입되기 전에 상기 유입 가스 흐름으로부터 라인(1106)을 통해 과량의 수분을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1105)을 포함할 수 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1140)를 이용하여 라인(1138)을 통해 상기 접촉 장치(1114)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(1138A, 1138B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 78부피%는 일 부분(1138A)로 가고 약 22부피% 다른 일 부분(1138B)으로 간다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1138A)은 열 교환기(1142)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1144)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1138B)은 열 교환기(1103)로 전달되고 상기 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1138B)은 열 교환기(1102)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1144)로 공급된다.
도 12는 본 명세서의 제 11 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1200)를 나타낸다. 상기 제 11 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 10 실시예와 동일하다.
제 11 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1238B)에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(1207) 및 리보일러를 빠져나가는 스팀 응축으로부터 순간 증발을 시키기 위한 플래쉬 드럼(1208)이 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1240)를 이용하여 라인(1238)을 통해 상기 접촉 장치(1214)로부터 제거된다. 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(1238A, 1238B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 79부피%는 일 부분(1238A)으로 가고 약 21부피% 다른 일 부분(1238B)으로 간다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1238A)은 열 교환기(1242)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1244)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1238B)은 열 교환기(1203)로 전달되고 상기 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1238B)은 열 교환기(1202)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1244)로 공급된다. 스팀 응축은 라인(1268)을 통해 스팀 리보일러(1248)로부터 제거되고 라인(1210)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1209)의 순간 증발된 스팀을 분리하는 플래쉬 드럼(1208)으로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1238B)은 열 교환기(1207)로 전달되고 라인(1209)의 상기 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1244)로 공급된다.
도 13 내지 17은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치를 나타낸다. 상기 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 혼합된 응축 흐름을 형성하도록 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 처리된 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분을 혼합하여 유도되는 혼합된 응축 흐름을 포함한다. 하기 보다 상세하게 설명될 것처럼, 상기 유입 가스 흐름, 상기 오버헤드 가스 흐름, 상기 재생된 수계 흡수매체, 및 스팀 응축의 순간 증발로부터 유도되는 순간 증발 스팀 중 어느 하나의 열은 재생기로 재순환되기 전에 가열된 흐름으로 전이된다.
도 13은 본 명세서의 제 12 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1300)을 나타낸다.
라인(1312)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1314)로 공급되고 여기서, 라인(1316)을 통해 접촉 장치(1314)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉한다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 상기 접촉 장치(1314)로 투입되기 전에 과량의 수분을 제거하고 온도를 낮추기 위하여 전처리 될 수 있다. 이산화탄소는 라인(1318)을 통해 상기 접촉 장치(1314)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(1318)은 린 처리된 가스 흐름(1318)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1322)가 공급되는 냉각기(1320)를 통과한다. 라인(1324) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(1330)의 응축 흐름으로부터 라인(1328)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1326)으로 전달된다. 라인(1330)의 상기 응축 흐름은 펌프(1334)를 이용하여 믹서(1332)로 전달되고 하기 더 상세히 설명될 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름과 혼합된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1340)를 이용하여 라인(1338)을 통해 상기 접촉 장치(1314)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체(1338)는 재생된 수계 흡수매체에 반하여 교차 열 교환기(1342)에서 가열되고 순차적으로 라인(1346)을 통해 재생기(1344)로 공급된다. 상기 재생기(1344)는 스팀 리보일러(1348)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(1350)을 통해 상기 재생기(1344)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 혼합된 응축 흐름에 반하여 열 교환기(1302)에서 냉각된다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1354)가 공급되는 콘덴서(1352)를 통과한다. 라인(1356)의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(1362)의 응축 흐름으로부터 라인(1360)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1358)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(1362)은 믹서(1332)로 전달되고, 여기서 라인(1319)의 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 상기 응축 흐름(1330)과 혼합된다.
라인(1319)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1301)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1302)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 하기 상세히 설명될 증기 흐름(1370)의 형태로 다시 재생기(1344)로 재순환한다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1364)을 통해 재생기(1344)로부터 제거되고 믹서(1321)로 보내질 수 있고, 여기서 스팀 리보일러(1348)로 공급되기 전에 보충된 혼합된 응축 흐름(1323)을 형성하기 위하여 혼합된 응축 흐름과 혼합될 수 있다. 스팀은 라인(1366)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1368)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 보충된 혼합된 응축 흐름(1323)으로 전이되어 라인(1370)을 통해 재생기(1344)로 재순환하는 증기 흐름, 및 라인(1372)를 통해 상기 스팀 리보일러(1348)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 증기 흐름(1370)으로 들어가고 재생기(1344)로 재순환한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1372)을 통해 열 교환기(1342)로 전달되고 여기서 라인(1338)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 열 교환기(1301)로 전달되고 여기서 상기 혼합된 응축 흐름에 의해 더 냉각된다. 필요 시, 라인(1374)의 상기 재생된 수계 흡수매체는 상기 접촉 장치(1314)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위하여 냉각수(1378)가 공급되는 냉각기(1376)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(1316)의 냉각기(1376)로부터 제거되고 최종적으로 상기 접촉 장치(1314)로 재순환한다.
도 14는 본 명세서의 제 13 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1400)를 나타낸다.
라인(1412)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 하기 상세히 설명될 혼합된 응축 흐름에 반하여 열 교환기(1403)에서 냉각될 수 있다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1414)로 투입되기 전에 허용 가능한 수준의 온도로 더 낮춰질 수 있고 순차적으로 라인(1406)의 과량의 수분을 제거하기 위하여 플래쉬 드럼(1405)으로 공급될 수 있다. 상기 냉각된 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1414)로 공급되고 여기서 라인(1416)을 통해 접촉 장치(1414)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉한다. 이산화탄소는 라인(1418)을 통해 상기 접촉 장치(1414)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름(1412)으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(1418)은 린 처리된 가스 흐름(1418)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1422)가 공급되는 냉각기(1420)를 통과한다. 라인(1424) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(1430)의 응축 흐름으로부터 라인(1428)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1426)으로 전달된다. 라인(1430)의 상기 응축 흐름은 펌프(1434)를 이용하여 믹서(1432)로 전달되고 하기 더 상세히 설명될 바와 같이 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름과 혼합된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1440)를 이용하여 라인(1438)을 통해 상기 접촉 장치(1414)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1342)로 전달되고 재생된 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1402)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1442)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 라인(1446)을 통해 재생기(1444)로 공급된다. 상기 재생기(1444)는 스팀 리보일러(1448)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(1450)을 통해 상기 재생기(1444)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 혼합된 풍부한 수계 흡수매체에 반하여 열 교환기(1402)에서 냉각된다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1454)가 공급되는 콘덴서(1452)를 통과한다. 라인(1456)의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(1462)의 응축 흐름으로부터 라인(1460)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1458)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(1462)은 믹서(1432)로 전달되고, 여기서 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 상기 응축 흐름(1430)과 혼합된다.
라인(1419)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1403)로 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 하기 상세히 설명될 증기 흐름(1470)의 형태로 다시 재생기(1444)로 재순환한다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1464)을 통해 재생기(1444)로부터 제거되고 믹서(1421)로 보내질 수 있고, 여기서 스팀 리보일러(1448)로 공급되기 전에 보충된 혼합된 응축 흐름(1423)을 형성하기 위하여 혼합된 응축 흐름과 혼합될 수 있다. 스팀은 라인(1466)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1468)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 보충된 혼합된 응축 흐름(1423)으로 전이되어 라인(1470)을 통해 재생기(1444)로 재순환하는 증기 흐름 및 라인(1472)을 통해 상기 스팀 리보일러(1448)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 증기 흐름(1470)으로 들어가고 재생기(1444)로 재순환한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1472)을 통해 열 교환기(1442)로 전달되고 여기서 라인(1438)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 열 교환기(1401)로 전달되고 여기서 상기 풍부한 수계 흡수매체에 의해 더 냉각된다. 라인(1474)의 상기 재생된 수계 흡수매체는 상기 접촉 장치(1414)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위하여 냉각수(1478)가 공급되는 냉각기(1476)로 전달된다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(1480)의 냉각기(1476)로부터 제거되고 최종적으로 펌프(1436)를 이용하여 라인(1416)을 통해 상기 접촉 장치(1414)로 재순환한다.
도 15는 본 명세서의 제 14 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1500)를 나타낸다. 상기 제 14 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 13 실시예와 동일하다.
제 14 실시예에 있어서, 재생기로 투입되기 전에 혼합된 응축 흐름에 더 많은 열을 전이하기 위하여 하나의 추가 열 교환기(1507) 및 스팀 리보일러(1548)를 빠져나가는 스팀 응축(1568)으로부터 순간 증발된 스팀(1509)을 형성하기 위한 플래쉬 드럼(1508)이 있다.
라인(1519)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1503)로 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 스팀 응축은 라인(1568)의 스팀 리보일러(1548)로부터 제거되고 라인(1510)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1509)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1508)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1507)로 전달되고 라인(1509)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 하기 상세히 설명될 바와 같이 증기 흐름(1570)의 형태로 재생기(1544)로 다시 재순환한다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1546) 내의 재생기(1544)로부터 제거되고 믹서(1521)로 보내질 수 있고, 여기서 스팀 리보일러(1548)로 공급되기 전에 보충된 혼합된 응축 흐름(1523)을 형성하기 위하여 혼합된 응축 흐름과 혼합될 수 있다. 스팀은 라인(1566)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1568)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 보충된 혼합된 응축 흐름(1523)으로 전이되어 라인(1570)을 통해 재생기(1544)로 재순환하는 증기 흐름 및 라인(1572)을 통해 상기 스팀 리보일러(1548)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 증기 흐름(1570)으로 들어가고 재생기(1544)로 재순환한다.
도 16은 본 명세서의 제 15 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1600)를 나타낸다. 상기 제 15 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 14 실시예와 동일하다.
제 14 실시예에 있어서, 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1601)의 하부로 즉시 두 부분(1638A, 1638B)으로 분리된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1640)를 이용하여 라인(1638)을 통해 상기 접촉 장치(1614)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1601)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(1638A, 1638B)으로 분리된다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1638A)은 열 교환기(1642)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1644)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1638B)은 열 교환기(1602)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1644)로 공급된다.
도 17은 본 명세서의 제 16 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1700)를 나타낸다.
라인(1712)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 혼합된 응축 흐름에 반해서 열 교환기(1703)에서 냉각될 수 있고 하기 더욱 상세히 기술될 것이다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 상기 유입 가스 흐름의 온도를 허용 가능한 수준으로 더욱 낮추기 위하여 냉각기(1704)로 공급될 수 있고 순차적으로 가스-액체 접촉 장치(1714)로 투입되기 전에 라인(1706)의 과량의 수분을 제거하기 위하여 플래쉬 드럼(1705)으로 공급될 수 있다. 상기 냉각된 유입 가스 흐름은 라인(1716)을 통해 접촉 장치(1714)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉하는 가스-액체 접촉 장치(1714)로 공급된다. 이산화탄소는 라인(1718)을 통해 상기 접촉 장치(1714)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(1718)은 린 처리된 가스 흐름(1718)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1722)가 공급되는 냉각기(1720)를 통과한다. 라인(1724) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(1730)의 응축 흐름으로부터 라인(1728)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1726)으로 전달된다. 라인(1730)의 상기 응축 흐름은 펌프(1734)를 이용하여 믹서(1732)로 전달되고 하기 더 상세히 설명될 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름과 혼합된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1740)를 이용하여 라인(1738)을 통해 상기 접촉 장치(1714)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1701)로 전달되고 재생된 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(1738A, 1738B)으로 분리된다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(1738A)은 열 교환기(1742)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1744)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1738B)은 열 교환기(1702)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1744)로 공급된다. 스팀 응축은 라인(1768)을 통해 스팀 리보일러(1748)로부터 제거되고 라인(1710)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1709)의 순간 증발된 스팀을 분리하는 플래쉬 드럼(1708)으로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(1738B)은 열 교환기(1707)로 전달되고 라인(1709)의 상기 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(1744)로 공급된다. 상기 재생기(1744)는 스팀 리보일러(1748)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(1750)을 통해 상기 재생기(1744)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 풍부한 수계 흡수매체에 반하여 열 교환기(1702)에서 냉각된다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1754)가 공급되는 콘덴서(1752)를 통과한다. 라인(1756)의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(1762)의 응축 흐름으로부터 라인(1760)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1758)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(1762)은 믹서(1732)로 전달되고, 여기서 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 상기 응축 흐름(1730)과 혼합된다.
라인(1719)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1703)로 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1744)로 공급된다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1764)의 재생기(1744)로부터 제거되고 스팀 리보일러(1748)로 공급된다. 스팀은 라인(1766)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1768)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 재생된 린 수계 흡수매체로 전이되어 라인(1770)을 통해 재생기(1744)로 재순환하는 증기 흐름 및 라인(1772)을 통해 상기 스팀 리보일러(1748)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1772)을 통해 열 교환기(1742)로 공급되고 여기서, 라인(1738A)의 풍부한 수계 흡수매체의 상기 부분에 의해 냉각된다. 필요 시, 상기 재생된 린 수계 흡수매체 열 교환기(1701)로 전달되고 풍부한 수계 흡수매체에 의해 더 냉각된다. 상기 라인(1774)의 상기 재생된 수계 흡수매체는 상기 접촉 장치(1714)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위하여 냉각수(1778)가 공급되는 냉각기(1776)로 전달된다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(1780)의 냉각기(1776)로부터 제거되고 최종적으로 펌프(1736)를 이용하여 라인(1716)을 통해 상기 접촉 장치(1714)로 재순환한다.
도 18 내지 24는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 장치를 나타낸다. 상기 실시예에 있어서, 가열된 흐름은 혼합된 응축 흐름을 형성하도록 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 처리된 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름의 적어도 일 부분을 혼합하고 순차적으로 상기 혼합된 응축 흐름을 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 및 제 2 혼합된 응축 흐름 부분으로 분리함으로써 유도되는 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 및 제 2 혼합된 응축 흐름 부분을 포함한다. 하기에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 유입 가스 흐름, 상기 오버헤드 가스 흐름, 상기 재생된 수계 흡수매체, 또는 스팀 응축의 순간 증발로부터 유도되는 순간 증발 스팀 중 어느 하나의 열은 재생기로 재순환하기 전에 두 부분, 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 및 제 2 혼합된 응축 흐름 부분으로 분리되기 전에 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분으로 전이된다.
도 18은 본 명세서의 제 17 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1800)를 나타낸다.
라인(1812)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 혼합된 응축 흐름의 일 부분(1819A)에 반하여 열 교환기(1803)에서 냉각될 수 있고 이는 하기 상세히 설명될 것이다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1814)로 투입되기 전에 허용 가능한 수준의 온도로 더 낮춰질 수 있고 순차적으로 라인(1806)의 과량의 수분을 제거하기 위하여 플래쉬 드럼(1805)으로 공급될 수 있다. 상기 냉각된 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1814)로 공급되고 여기서 라인(1816)을 통해 접촉 장치(1814)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉한다. 이산화탄소는 라인(1818)을 통해 상기 접촉 장치(1814)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름(1812)으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(1818)은 린 처리된 가스 흐름(1818)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1822)가 공급되는 냉각기(1820)를 통과한다. 라인(1824) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(1830)의 응축 흐름으로부터 라인(1828)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1826)으로 전달된다. 라인(1830)의 상기 응축 흐름은 펌프(1834)를 이용하여 믹서(1832)로 전달되고 하기 더 상세히 설명될 바와 같이 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름과 혼합된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1840)를 이용하여 라인(1838)을 통해 상기 접촉 장치(1814)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1802)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1842)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 라인(1846)을 통해 재생기(1844)로 공급된다. 상기 재생기(1844)는 스팀 리보일러(1848)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(1850)을 통해 상기 재생기(1844)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 풍부한 수계 흡수매체에 반하여 열 교환기(1802)에서 냉각된다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1854)가 공급되는 콘덴서(1852)를 통과한다. 라인(1856)의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(1862)의 응축 흐름으로부터 라인(1860)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1858)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(1862)는 믹서(1832)로 전달되고, 여기서 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 상기 응축 흐름(1830)과 혼합된다.
라인(1819)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1801)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 두 부분(1819A, 1819B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 23부피%는 일 부분(1819A)로 가고 약 77부피% 다른 일 부분(1819B)로 간다. 상기 혼합된 응축 흐름의 일 부분(1819A)은 열 교환기(1803)로 전달되고 유입 가스에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(1844)로 공급된다. 스팀 응축은 라인(1868)의 스팀 리보일러(1848)로부터 제거되고 라인(1810)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1809)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1808)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(1819B)은 열 교환기(1807)로 전달되고 라인(1809)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분은 증기 흐름(1870)의 형태로 재생기(1844)로 재순환되고 이는 하기에 상세히 설명될 것이다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1864)의 재생기(1844)로부터 제거되고 믹서(1864)로 공급되고 여기서, 스팀 리보일러(1848)로 공급되기 전에 보충된 혼합된 응축 흐름(1823)을 형성하기 위하여 혼합된 응축 흐름의 상기 부분과 혼합될 수 있다. 스팀은 라인(1866)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1868)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 보충된 혼합된 응축 흐름(1823)으로 전이되어 라인(1870)을 통해 재생기(1844)로 재순환하는 증기 흐름 및 라인(1872)을 통해 상기 스팀 리보일러(1848)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(1819B)은 증기 흐름(1870)으로 들어가고 재생기(1844)로 재순환한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1872)을 통해 열 교환기(1842)로 전달되고 여기서 라인(1838)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 열 교환기(1801)로 전달되고 여기서 상기 혼합된 응축 흐름(1819)에 의해 더 냉각된다. 필요 시, 라인(1874)의 상기 재생된 수계 흡수매체는 상기 접촉 장치(1814)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위하여 냉각수(1878)가 공급되는 냉각기(1876)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(1880)의 냉각기(1876)로부터 제거되고 최종적으로 펌프(1836)을 이용하여 라인(1816)을 통해 상기 접촉 장치(1814)로 재순환한다.
도 19는 본 명세서의 제 18 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(1900)를 나타낸다.
라인(1912)의 이산화탄소를 포함한 유입 가스 흐름은 하기 상세히 설명될 혼합된 응축 흐름에 반하여 열 교환기(1903)에서 냉각될 수 있다. 필요 시, 상기 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1914)로 투입되기 전에 허용 가능한 수준의 온도로 더 낮춰질 수 있고 순차적으로 라인(1906)의 과량의 수분을 제거하기 위하여 플래쉬 드럼(1905)으로 공급될 수 있다. 상기 냉각된 유입 가스 흐름은 가스-액체 접촉 장치(1914)로 공급되고 여기서 라인(1916)을 통해 접촉 장치(1914)로 공급되는 린 수계 흡수매체와 접촉한다. 이산화탄소는 라인(1918)을 통해 상기 접촉 장치(1914)를 빠져나가는 린 처리된 가스 흐름을 형성하기 위하여 상기 유입 가스 흐름(1912)으로부터 흡착된다. 상기 린 처리된 가스 흐름(1918)은 린 처리된 가스 흐름(1918)으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1922)가 공급되는 냉각기(1920)를 통과한다. 라인(1924) 내에 응축된 액체를 포함하는 린 처리된 가스 흐름은 라인(1930)의 응축 흐름으로부터 라인(1928)의 물-제거된 린 처리된 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1926)으로 전달된다. 라인(1930)의 상기 응축 흐름은 펌프(1934)를 이용하여 믹서(1932)로 전달되고 하기 더 상세히 설명될 바와 같이 오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름과 혼합된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(1940)를 이용하여 라인(1938)을 통해 상기 접촉 장치(1914)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(1942)로 전달되고 재생된 수계 흡수매체에 반하여 가열되고 순차적으로 라인(1946)을 통해 재생기(1944)로 공급된다. 상기 재생기(1944)는 스팀 리보일러(1948)로부터 공급되는 열의 온도에서 작동하여 상기 이산화탄소를 풍부한 수계 흡수매체로부터 탈착하여 오버헤드 가스 흐름을 형성하고 이는 라인(1950)을 통해 상기 재생기(1944)를 빠져나간다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 혼합된 응축 흐름에 반하여 열 교환기(1902)에서 냉각된다. 상기 오버헤드 가스 흐름은 상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 액체를 응축하기 위하여 냉각수(1954)가 공급되는 콘덴서(1952)를 통과한다. 라인(1956)의 응축된 액체를 포함하는 오버헤드 가스 흐름은 라인(1962)의 응축 흐름으로부터 라인(1960)의 이산화탄소 풍부 생성물 가스 흐름을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1958)으로 전달된다. 상기 응축 흐름(1962)은 믹서(1932)로 전달되고, 여기서 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 상기 응축 흐름(1930)과 혼합된다.
라인(1919)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1901)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(1902)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 두 부분(1919A, 11919B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 82.5부피%는 일 부분(1919A)로 가고 약 17.5부피% 다른 일 부분(1919B)로 간다. 상기 혼합된 응축 흐름의 일 부분(1919A)은 열 교환기(1903)로 전달되고 유입 가스에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(1919A)은 증기 흐름(1970)의 형태로 재생기(1944)로 공급되고 이에 대해서는 하기에 상세히 설명될 것이다. 스팀 응축은 라인(1968)의 스팀 리보일러(1948)로부터 제거되고 라인(1910)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(1909)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(1908)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(1919B)은 열 교환기(1907)로 전달되고 라인(1909)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(1919B)은 증기 흐름(1970)의 형태로 재생기(1944)로 재순환되고 이는 하기에 상세히 설명될 것이다.
재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1964)의 재생기(1944)로부터 제거되고 믹서(1921)로 공급될 수 있고 여기서, 스팀 리보일러(1948)로 공급되기 전에 보충된 혼합된 응축 흐름(1923)을 형성하기 위하여 혼합된 응축 흐름의 상기 부분(1919B)과 혼합될 수 있다. 스팀은 라인(1966)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(1968)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 상기 보충된 혼합된 응축 흐름(1923)으로 전이되어 라인(1970)을 통해 재생기(1944)로 재순환하는 증기 흐름 및 라인(1972)을 통해 상기 스팀 리보일러(1948)를 빠져나가는 재생된 린 수계 흡수매체를 형성한다. 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(1919A, 1919B)은 증기 흐름(1970)으로 들어가고 재생기(1944)로 재순환한다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 라인(1972)을 통해 열 교환기(1942)로 전달되고 여기서 라인(1938)의 풍부한 수계 흡수매체에 의해 냉각된다. 상기 재생된 린 수계 흡수매체는 열 교환기(1901)로 전달되고 여기서 상기 혼합된 응축 흐름(1919)에 의해 더 냉각된다. 필요 시, 라인(1974)의 상기 재생된 수계 흡수매체는 상기 접촉 장치(1914)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위하여 냉각수(1978)가 공급되는 냉각기(1976)로 전달될 수 있다. 상기 재생된 수계 흡수매체는 라인(1980)의 냉각기(1976)로부터 제거되고 최종적으로 펌프(1936)를 이용하여 라인(1916)을 통해 상기 접촉 장치(1914)로 재순환한다.
도 20은 본 명세서의 제 19 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2000)를 나타낸다. 상기 제 19 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 18 실시예와 동일하다.
상기 실시예 19에 있어서, 열 교환기(2003)를 빠져나가는 혼합된 응축 흐름의 일 부분(2019A)은 스팀 리보일러(2048)로 공급되고 증기 흐름(2070)의 형태로 다시 재생기(2044)로 공급되는 대신, 바로 재생기(2044)로 다시 공급된다.
도 21은 본 명세서의 제 20 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2100)를 나타낸다. 상기 제 20 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 19 실시예와 동일하다.
상기 실시예 19에 있어서, 재생기(2144)로 투입되기 전에 풍부한 수계 흡수매체에 열을 더 전이하기 위해서 하나의 추가 열 교환기(2125)가 있고 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(2101)의 하부로 바로 두 부분(2119A, 2119B)으로 분리된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(2140)를 이용하여 라인(2138)을 통해 상기 접촉 장치(2114)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2125)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2142)에 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 가열되고 순차적으로 라인(2146)을 통해 재생기(2144)로 공급된다.
라인(2119)의 상기 혼합된 응축 흐름은 열 교환기(2101)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름은 두 부분(2119A, 2119B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 28부피%는 일 부분(2119A)로 가고 약 72부피% 다른 일 부분(2119B)로 간다. 상기 혼합된 응축 흐름의 일 부분(2119A)은 열 교환기(2103)로 전달되고 유입 가스에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(2144)로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2119B)은 열 교환기(2102)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 더 가열된다. 스팀 응축은 라인(2168)의 스팀 리보일러(2148)로부터 제거되고 라인(2110)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(2109)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(2108)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2119B)은 열 교환기(2107)로 전달되고 라인(2109)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 이전에 기재된 바와 같이, 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(2119B)은 증기 흐름(2170)의 형태로 재생기(2144)로 재순환된다.
도 22는 본 명세서의 제 21 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2200)를 나타낸다. 상기 제 21 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 20 실시예와 동일하다.
상기 실시예 21에 있어서, 혼합된 응축 흐름은 즉시 믹서(2232)의 하부로 두 부분(2219A, 2219B)으로 분리된다.
혼합된 응축 흐름은 두 부분(2219A, 2219B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 86부피%는 일 부분(2219A)로 가고 약 14부피% 다른 일 부분(2219B)로 간다. 상기 혼합된 응축 흐름의 일 부분(2219A)은 열 교환기(2203)로 전달되고 유입 가스에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(2244)로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2219B)은 열 교환기(2201)로 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 더 가열된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2219B)은 열 교환기(2202)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 더 가열된다. 스팀 응축은 라인(2268)의 스팀 리보일러(2248)로부터 제거되고 라인(2210)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(2209)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(2208)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2219B)은 열 교환기(2207)로 전달되고 라인(2209)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 이전에 기재된 바와 같이, 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(2219B)은 증기 흐름(2270)의 형태로 재생기(2244)로 재순환된다.
도 23은 본 명세서의 제 22 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2300)를 나타낸다. 상기 제 22 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 21 실시예와 동일하다.
상기 실시예 22에 있어서, 열 교환기(2301)는 혼합된 응축 흐름의 상기 부분(2319B) 대신 풍부한 수계 흡수매체에 열을 전이하기 위하여 사용된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(2340)를 이용하여 라인(2338)을 통해 상기 접촉 장치(2314)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2301)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2325)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2342)에 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 가열되고 순차적으로 라인(2346)을 통해 재생기(2344)로 공급된다.
혼합된 응축 흐름은 두 부분(2319A, 2319B)으로 분리된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 일 부분(2319A)은 열 교환기(2303)로 전달되고 유입 가스에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(2344)로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2319B)은 열 교환기(2302)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 더 가열된다. 스팀 응축은 라인(2368)의 스팀 리보일러(2348)로부터 제거되고 라인(2310)의 순간 증발된 스팀 응축으로부터 라인(2309)의 순간 증발된 스팀을 분리하기 위하여 플래쉬 드럼(2308)으로 공급된다. 상기 혼합된 응축 흐름의 다른 일 부분(2319B)은 열 교환기(2307)로 전달되고 라인(2309)의 순간 증발된 스팀에 반하여 더 가열된다. 이전에 기재된 바와 같이, 상기 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분(2319B)은 증기 흐름(2370)의 형태로 재생기(2344)로 재순환된다.
도 24는 본 명세서의 제 23 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2400)를 나타낸다. 상기 제 23 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 22 실시예와 동일하다.
상기 실시예 23에 있어서, 풍부한 수계 흡수매체는 즉시 열 교환기(2401)의 하부로 두 부분(2438A, 2438B)으로 분리된다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(2440)를 이용하여 라인(2438)을 통해 상기 접촉 장치(2414)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2401)에 전달되고 재생된 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 두 부분(2438A, 2438B)으로 분리된다. 일 측면에 있어서, 약 75부피%는 일 부분(2438A)으로 가고 약 25부피% 다른 일 부분(2438B)으로 간다. 풍부한 수계 흡수매체의 일 부분(2438A)은 열 교환기(2442)로 전달되고 재생된 수계 린 흡수매체에 반하여 더 가열되고 순차적으로 재생기(2444)로 공급된다. 풍부한 수계 흡수매체의 다른 일 부분(2438B)은 열 교환기(2425)로 전달되고 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열되고 순차적으로 재생기(2444)로 공급된다.
도 25는 본 명세서의 제 24 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2500)를 나타낸다. 상기 제 24 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 10 실시예와 동일하다.
상기 실시예에 있어서, 리보일러는 사용되지 않는다. 대신, 비교적으로 저압 스팀(예를 들어, 약 30 내지 약 103 kPa)이 스팀 주입(2597)으로써 재생기(2544)에 직접 공급된다. 상기 저압 스팀은 다른 발전소로부터의 폐기물일 수 있거나(예를 들어, 전력발전소) 저압 스팀의 다른 저 등급 근원(예를 들어, 뜨거운 연료가스를 이용한 열 회수 스팀 재생기, 플랜트를 가열함으로 인한 과량의 스팀, 폐열 보일러, 이산화탄소 압축으로 인한 열 등)일 수 있다.
오버헤드 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름(2562), 린 처리된 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름(2530) 및 필요 시, 유입 가스 흐름으로부터 회수된 응축 흐름(2506)은 혼합(2598)될 수 있고 물 균형을 유지하기 위하여 상기 저압 스팀(예를 들어, 보일러 시스템)의 근원으로 공급될 수 있다. 필요 시, 상기 응축 흐름(2562, 2530, 2506)은 상기 저압 스팀의 근원으로 공급되기 전에 처리될 수 있다.
도 26은 본 명세서의 제 25 실시예에 따른 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치(2600)를 나타낸다. 상기 제 25 실시예는 하기의 기술된 부분을 제외하고는 상기 제 7 실시예와 동일하다.
상기 실시예에 있어서, 흡수매체 흐름(2638B)의 10%가 분리되기 전에 재생기(2644)로 투입되기 전에 열 교환기(2602)에서 더 가열되기 위하여 스트리퍼 오버헤드 가스 흐름(2650)으로부터 풍부한 수계 흡수매체에 열을 더 전이하기 위한 추가 열 교환기(2625)가 있다. 풍부한 흡수매체의 나머지 90%(2638A)는 열 교환기(2642)로 전달되고 재생기(2644)로 투입되기 전에 린 수계 흡수매체에 의해 더 가열된다. 혼합된 환류(reflux) 및 응축된 흡수매체 오버헤드 증기가 열 교환기(2603)에 투입되기 전에 열 교환기(2601)에서 예열되도록 공정으로 다시 돌아가는 곳(2632)에서 관(vessel, 2632)에 축적된 환류 응축은 흡수매체 오버헤드 세정수(absorber overhead wash water)와 혼합된다. 필수적으로, 상기 열 교환기(2603)는 기존의 스팀 리보일러(2648)를 보충하는 추가적 리보일러로써의 역할 한다. 필요 시, 상기 장치는 유입 가스 흐름을 더 냉각하기 위한 냉각기(2604) 및 접촉 장치(2614)로 투입되기 전에 유입 가스 흐름으로부터 라인(2606)의 과량의 수분을 분리하기 위한 플래쉬 드럼(2605)을 더 포함할 수 있다.
용해된 이산화탄소를 포함하는 풍부한 수계 흡수매체는 펌프(2640)를 이용하여 라인(2638)을 통해 상기 접촉 장치(2614)로부터 제거된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 열 교환기(2611)에 전달되고 유입 가스 흐름에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 수계 흡수매체는 그 후 열 교환기(2625)에 전달되고 오버헤드 가스 흐름(2650)에 반하여 가열된다. 상기 풍부한 흡수매체는 그 다음 흐름의 10%(2638B)는 열 교환기(2602)로 전달되고 상기 장치(2644)에 투입되기 전에 오버헤드 가스 흐름에 반하여 가열된다. 나머지 흐름(2638B)는 라인(2646)을 통해 재생기(2644)로 전달되기 전에 열 교환기(2642)에서 린 수계 흡수매체에 반하여 가열된다.
재생된 린 수계 흡수매체는 재생기(2644)로부터 제거되고 여기서, 라인(2623) 내의 일 부분은 스팀 리보일러(2648)로 공급되고 나머지는 라인(2672)를 통해 열 교환기(2642)로 공급된다. 스팀은 라인(2666)을 통해 스팀 리보일러로 공급되고 라인(2668)을 통해 스팀 응축의 형태로 제거된다. 스팀으로부터의 열은 재생된 린 수계 흡수매체로 전이되어 라인(2670)을 통해 재생기(2644)로 재순환하는 증기 흐름을 형성한다. 열 교환기(2642)로부터의 린 수계 흡수매체는 열 교환기(2601)로 전달되고 라인(2619)에 의해 공급된 공정 오버헤드 응축에 의해 더 냉각된다. 필요 시, 상기 재생된 수계 흡수매체(2672)는 상기 접촉 장치(2614)에 허용 가능한 수준으로 상기 재생된 수계 흡수매체의 온도를 낮추기 위해 냉각수(2678)가 공급되는 냉각기(2676)로 전달된다.
상기 혼합된 환류 및 흡수매체 오버헤드 응축은 라인(2619)을 통해 열 교환기(2601)에서 뜨거운 린 수계 흡수매체에 반하여 전 처리된다. 상기 혼합된 응축은 연소가스 열 교환기(2603)에서 더 가열되고 부분적으로 스팀 증기로 전환한다. 상기 흐름은 그 후 공정과정 내에 물 밸런스를 유지할 뿐만 아니라 추가 재생에너지를 제공하는 재생기(2644)로 전달된다. 이는 최종적으로 리보일러(2648)에 요구되는 스팀의 양을 줄인다.
본 기술분야에 공지된, 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소 및 / 또는 황화수소를 회수하기 위한 수계 흡수매체는 어떠한 타입도 본 명세서에 기술된 신규한 장치 및 방법에 사용될 수 있다. 상기 수계 흡수매체는 모노에탄올아민 디에탄올아민, 트리에탄올아민, SELEXOL(TM) (폴리에틸렌 글리콜의 디메틸 에테르), 디-이소프로판올 아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 피페라진, 및 술폰을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 또 다른 측면에 있어서, 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소 및 / 또는 황화수소를 회수하기 위하여 사용될 수 있는 수계 흡수매체는 하기에 상세히 기술된다. 수계 흡수매체는 당업자에 공지된 기존의 장치 및 방법 또는 본 발명의 신규한 장치 및 방법에 사용될 수 있다.
상기 수계 흡수매체는 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함한다. 상기 흡수매체용으로 적합한 용매는 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민을 용해시킬 수 있고 이산화탄소 또는 황화수소에 대한 흡수제로 작용하는 것을 포함한다. 적합한 용매는 물, 메탄올, 에탄올 및 이의 혼합을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다. 또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
본 명세서의 또 다른 측면에 있어서, 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소 및 / 또는 황화수소를 회수하기 위하여 사용될 수 있는 수계 흡수매체의 제조방법이 기술된다. 상기 방법은 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 상기 모노에탄올아민, 상기 메틸디에탄올아민 및 상기 용매를 혼합하는 단계를 더 포함한다. 일 측면에 있어서, 메틸디에탄올아민에 대한 모노에탄올아민은 약 1.5:1 내지 약 4:1의 몰비율(molar ratio)이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다. 또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
또 다른 측면에 있어서, 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분의 제거방법이 기술된다. 상기 방법은 상기 유입 가스 흐름과 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함하는 수계 흡수매체를 접촉시키는 단계를 포함한다. 일 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter이다. 또 다른 측면에 있어서, 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter이다.
도 1은 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 기존의 장치이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 5는 본 발명의 제 4실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 6은 본 발명의 제 5실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 7은 본 발명의 제 6실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 8은 본 발명의 제 7실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 9는 본 발명의 제 8실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 10은 본 발명의 제 9 실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 11은 본 발명의 제 10실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 12는 본 발명의 제 11실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 13은 본 발명의 제 12실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 14는 본 발명의 제 13실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 15는 본 발명의 제 14실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 16은 본 발명의 제 15실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 17은 본 발명의 제 16실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 18은 본 발명의 제 17실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 19는 본 발명의　제 18실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 20은 본 발명의 제 19실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 21은 본 발명의 제 20실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 22는 본 발명의 제 21 실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 23은 본 발명의 제 22실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 24는 본 발명의 제 23실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 25는 본 발명의 제 24실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
도 26은 본 발명의 제 25실시예에 따라 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 장치이다.
본 발명을 하기 실시예를 통해 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예 1-32 및 35-38에 대한 일반적 정보
데이터는 캐나다, 사스카체완(Saskatchewan), 레지나(Regina)의 레지나 대학의 International Test Center for Carbon Dioxide Capture (ITC) Multi-Purpose Technology Development CO2 Capture Plant의 플랜트 실험 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 얻었다. 상기 플랜트는 천연가스 보일러로부터 수득한 연료 가스로부터 하루에 1 톤(tonne)의 CO2를 생산하도록 설계된다. 상기 유입 가스 흐름은 어떤 타입의 공정 전 습량기준(wet basis)으로 다음의 조성을 가졌다: 9.574 mole% CO2, 0.909 mol% O2, 72.285 mol% N2, 및 17.232 mol% H2O. 또한, 상기 유입 가스 흐름은 어떤 타입의 공정 전 습량기준(wet basis)으로 다음의 조성을 가졌다: 비활성 증기 압력 95.36 kPa, 비활성 증기 온도 150℃ 및 비활성 증기 유동 10 kg-mol/hr. 상기 유입 가스 흐름은 흡수 매체로 투입되기 전에 온도를 낮추고 과량의 수분을 제거하기 위하여 처리되었다. 상기 처리된 유입 가스 흐름 다음의 조성을 가졌다: 11.169 mol% CO2, 1.060 mol% O2, 84.329 N2, 3,442 H2O. 또한 상기 처리된 유입 가스 흐름은 다음의 조건을 가졌다: 비활성 증기 압력 111.325 kPa, 비활성 증기 온도 36-40℃ 및 비활성 증기 유동 8.57 kg-mol/hr. 실시예 1 내지 32에 있어서, 리보일러로의 스팀 공급 압력은 약 230-475 kPa의 범위이었고, 리보일러로의 스팀 공급 온도는 125-150℃의 범위이었고, 상기 리보일러 온도는 약 121℃이었다. 흡수제 효율은 90% 이였다. 컴퓨터 시뮬레이션은 미국, 텍사스, 브라이언(Bryan)의 Bryan Research & Engineering로부터 획득한 PROMAX(TM) 소프트웨어를 사용하여 얻었다.
실시예 1-2
실시예 1은 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 기존의 장치를 나타내는 도 1을 기반으로 실제 플랜트 실험이었다. 실시예 1은 5 mol/L MEA의 농도 및 14 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다.
실시예 2 유입 가스 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 기존의 장치를 나타내는 도 1을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 실시예 2도 또한 5 mol/L MEA의 농도 및 14 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다.
실시예 1에 있어서, 플랜트 실험은 72,890 BTU/(생성된 CO2의 lb-mol)의 히트듀티(heat duty)를 나타내었다. 실시예 2에 있어서, 상응하는 컴퓨터 시뮬레이션은 70,110 BTU/(생성된 CO2의 lb-mol)의 히트듀티(heat duty)를 나타내었다. 이의 상호관계는 컴퓨터 시뮬레이션이 실험적 결과를 가깝게 예상할 수 있음을 보여준다.
실시예 3 내지 24
실시예 3 내지 24는 각각 도 2 내지 16 및 18 내지 24를 기준으로 컴퓨터 시뮬레이션 하였다. 실시예 3 내지 24는 5 mol/L MEA의 농도 및 14 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다.
실시예 25 내지 32
실시예 25 내지 32는 각각 도 1, 2, 9, 12, 17, 22, 23, 및 24를 기준으로 컴퓨터 시뮬레이션 하였다. 실시예 25 내지 32는 5 mol/L MEA 내지 2 mol/L MDEA의 농도 및 12-13 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다.
실시예 1 내지 32에 대한 실험적 결과
실시예 1 내지 32에 대한 플랜트 실험결과 및 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 하기 표에 나타내었다. 다음은 표의 칼럼 제목에 대한 설명 리스트이다: 히트듀티(heat duty) 칼럼은 재생기를 작동하는데 필요한 외부 열을 의미한다; 린 로딩(lean loading) 칼럼은 재생기를 빠져 나오는 재생된 수계 흡수매체에서 CO2의 적재(loading)를 의미한다; 풍부한 로딩(rich loading) 칼럼은 가스-액체 접촉 장치 를 빠져 나오는 풍부한 수계 흡수매체에서 CO2의 적재(loading)를 의미한다; CO2 생성 칼럼은 회수된 가스 성분을 의미한다; 및 스팀 소비량(steam Consumption)칼럼은 리보일러를 작동하는데 필요한 스팀을 의미한다.
실시예 33 내지 34에 대한 일반적 정보
데이터는 사스카체완(Saskatchewan), 에스테반(Estevan)의 Boundary Dam coal fired power plant의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 얻었다. 상기 플랜트는 석탄화력발전소로부터 수득한 연료 가스로부터 하루에 4 톤(tonne)의 CO2를 생산하도록 설계된다. 그것만으로, 유입 가스는 이산화탄소 및 황화나트륨 둘 다를 포함하였다. 따라서, 상기 유입 가스는 흡수 매체로 투입되기 전에 온도를 낮추고 과량의 수분을 제거하기 위하여 처리되고 황화나트륨을 제거하였다. 상기 유입 가스 흐름은 다음의 조성을 가졌다: 14.86 mole% CO2, 5.03 mol% O2, 64.93 mol% N2, 및 15.18 mol% H2O. 또한 상기 유입 가스 흐름은 다음의 조건을 가졌다: 비활성 증기 압력 111.325 kPa, 비활성 증기 온도 36℃ 및 비활성 증기 유동 10 kg-mol/hr. 실시예 33-34에 있어서, 리보일러로의 스팀 공급 압력은 약 230-475 kPa의 범위이었고, 리보일러로의 스팀 공급 온도는 125-150℃의 범위이었고, 상기 리보일러 온도는 약 121℃이었다. 흡수제 효율은 90% 이였다. 실시예 33-34는 5 mol/L MEA 내지 2 mol/L MDEA의 농도 및 12-13 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션은 미국, 텍사스, 브라이언(Bryan)의 Bryan Research & Engineering로부터 획득한 PROMAX(TM) 소프트웨어를 사용하여 얻었다.
실시예 33
실시예 33은 도 9을 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 결과는 다음과 같다: 히트듀티(heat duty)는 35,831 BTU/lb-mole; 린 로딩(lean loading)은 0.3168 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; 풍부한 로딩(rich loading)은 0.4662 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; CO2 생성은 0.910 tonne / day; 및 스팀 소비량(steam Consumption)은 0.896 kg / kg CO2.
실시예 34
실시예 34는 도 17을 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 결과는 다음과 같다: 히트듀티(heat duty)는 14,716 BTU/lb-mole; 린 로딩(lean loading)은 0.3085 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; 풍부한 로딩(rich loading)은 0.4687 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; CO2 생성은 0.913 tonne / day; 및 스팀 소비량(steam Consumption)은 0.368 kg / kg CO2.
실시예 35
실시예 35는 도 25를 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 실시예 35는 5 mol/L MEA의 농도 및 14 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 결과는 다음과 같다: 히트듀티(heat duty)는 40,500 BTU/lb- mole; 린 로딩(lean loading)은 0.2609 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; 풍부한 로딩(rich loading)은 0.4766 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; CO2 생성은 0.912 tonne / day; 및 스팀 소비량(steam Consumption)은 1.79 kg / kg CO2.
실시예 36
실시예 36은 도 25를 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 실시예 36은 5 mol/L MEA 내지 2 mol / L MDEA의 농도 및 12-13 L/min의 회전 속도의 수계 흡수매체를 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 결과는 다음과 같다: 히트듀티(heat duty)는 49,500 BTU/lb-mole; 린 로딩(lean loading)은 0.2622 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; 풍부한 로딩(rich loading)은 0.4528 MoI CO2 / MoI 수계 흡수매체; CO2 생성은 0.911 tonne / day; 및 스팀 소비량(steam Consumption)은 1.21 kg / kg CO2.
실시예 37-38
실시예 37-38은 도 26을 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이었다. 결과는 다음의 표에 나타나있다.
실시예 히트듀티 (Heat duty, BTU/Ib-mole) 린 로딩(lean loading, Mol CO2/Mol aqueous absorbing medium)) 풍부한 로딩(rich loading, Mol CO2/Mol aqueous absorbing medium) CO2 생성 스팀 소비량 (Steam consumption, Kg/kg CO2 )
1 72,890 0.2587 0.4588 0.847 1.80
2 70,114 0.2699 0.4819 0.917 1.75
3 55,888 0.2725 0.4828 0.910 1.40
4 63,297 0.2699 0.4819 0.917 1.58
5 60,768 0.2704 0.4821 0.916 1.52
6 60,367 0.2709 0.4811 0.909 1.51
7 60,047 0.2693 0.4816 0.919 1.50
8 57,860 0.2698 0.4806 0.912 1.45
9 57,426 0.2692 0.4816 0.919 1.44
10 57,400 0.2691 0.4816 0.919 1.44
11 55,982 0.2700 0.4819 0.917 1.40
12 57,222 0.2692 0.4804 0.914 1.43
13 55,777 0.2700 0.4807 0.912 1.40
14 62,188 0.2723 0.4828 0.910 1.56
15 49,224 0.2696 0.4805 0.912 1.20
16 48,432 0.2678 0.4798 0.917 1.18
17 32,422 0.2693 0.4803 0.913 0.79
18 52,768 0.2708 0.4809 0.909 1.32
19 55,766 0.2698 0.4805 0.912 1.40
20 55,763 0.2698 0.4805 0.912 1.40
21 50,485 0.2696 0.4805 0.912 1.26
22 21,041 0.2709 0.4816 0.912 0.526
23 18,372 0.2714 0.4826 0.914 0.460
24 16,812 0.2716 0.4754 0.913 0.421
25 49,030 0.2888 0.4604 0.912 1.23
26 42,713 0.2776 0.4626 0.910 1.07
27 39,511 0.2894 0.4607 0.911 0.988
28 39,575 0.2850 0.4563 0.912 0.990
29 5,778 0.2751 0.4606 0.913 0.145
30 12,663 0.2664 0.4596 0.909 0.317
31 12,126 0.2811 0.4594 0.910 0.303
32 7,354 0.2751 0.4606 0.913 0.184
37 시뮬레이션 55,590 0.2504 0.4387 0.57 1.30
실험 48,924±5,436 0.2270 0.5024 0.58 1.21±0.14
38 시뮬레이션 43,733 0.2321 0.4222 0.53 1.04
실험 39,231±5,117 0.1835 0.4252 0.58 0.98±0.17
상기에서는 본 발명의 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (35)

  1. a) 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분의 적어도 일 부분을 흡수하여 린(lean) 처리된 가스 흐름 및 풍부한 수계 흡수매체를 형성하도록 상기 유입 가스 흐름을 린 수계 흡수매체와 접촉시키는 단계;
    b) 오버헤드(overhead) 가스 흐름 및 재생된 수계 흡수매체를 생성할 수 있는 온도에서 상기 풍부한 수계 흡수매체로부터 가스 성분의 적어도 일부분을 탈착시키는 단계;
    c) 제 1 응축 흐름을 회수하기 위하여 상기 오버헤드 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계;
    d) 가열된 흐름을 형성하기 위하여 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 사용하는 단계; 및
    e) 상기 가열된 흐름의 적어도 일 부분을 흡수단계로 다시 재순환시키는 단계
    를 포함하는 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이되는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이되는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간증발된(flashed) 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간증발시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 가열된 흐름으로 열이 전이되는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열된 흐름은 상기 제 1 응축 흐름을 포함하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열된 흐름은 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분은 린 수계 흡수매체와 결합하여 풍부한 수계 흡수매체가 형성될 수 있도록 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계에 전달함으로써 유도되는 상기 풍부한 수계 흡수매체를 포함하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 응축 흐름을 회수하도록 상기 린 처리된 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가열된 흐름은 혼합된 응축 흐름을 형성하기 위하여 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 제 2 응축 흐름의 적어도 일 부분을 결합함으로써 유도되는 혼합된 응축 흐름을 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열된 흐름은 풍부한 수계 흡수매체-순차적으로 풍부한 증기 흐름과 반-린 수계 흡수매체(semi-lean aqueous absorbing medium)를 형성하도록 순간 증발되는-를 형성하도록 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 수계 흡수매체를 결합하기 위하여 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계로 전달함으 로써 유도되는 풍부한 증기 흐름과 반-린 수계 흡수매체를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발된 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간 증발시키는 단계를 더 포함하고,
    여기서 상기 순간 증발된 스팀으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 상기 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체 또는 상기 반-린 수계 흡수매체 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열된 흐름은 풍부한 수계 흡수매체-순차적으로 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 및 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분으로 분리되는-를 형성하도록 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분과 린 수계 흡수매체를 결합하기 위하여, 상기 제 1 응축 흐름의 적어도 일 부분을 상기 접촉단계로 전달함으로써 유도되는 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 및 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분을 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈착단계에 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하기 위하여 스팀을 도입하는 단계 및 순간적 증발된 스팀을 형성하기 위하여 상기 스팀 응축을 순간적 증발을 시키는 단계를 더 포함하고,
    여기서 순간 증발된 스팀으로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 풍부한 수계 흡수매체, 상기 제 1 풍부한 수계 흡수매체 부분 또는 상기 제 2 풍부한 수계 흡수매체 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    제 2 응축 흐름을 회수하기 위하여 린 처리된 가스 흐름의 적어도 일 부분을 처리하는 단계를 더 포함하고,
    여기서 상기 가열된 흐름은 혼합된 응축 흐름을 형성하도록 제 1 혼합된 응축 흐름의 적어도 일 부분과 제 2 응축 흐름의 적어도 일 부분을 혼합하고, 그 결과 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분과 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분을 형성하기 위하여 상기 혼합된 응축 흐름을 분리시킴으로써 유도되는 제 1 혼합된 응축 흐름 부분과 제 2 혼합된 응축 흐름 부분을 포함하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 유입 가스 흐름으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 오버헤드 가스 흐름으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈착단계를 위한 열을 제공하고 스팀 응축을 형성하도록 스팀을 도입하는 단계 및 순간 증발 스팀이 형성되도록 상기 스팀 응축을 순간 증발시키는 단계를 더 포함하고,
    여기서 상기 순간 증발된 스팀으로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  23. 제 19 항 내지 제 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생된 수계 흡수매체로부터 상기 혼합된 응축 흐름, 상기 제 1 혼합된 응축 흐름 부분 또는 상기 제 2 혼합된 응축 흐름 부분 중 적어도 하나로 열이 전이되는 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생된 수계 흡수매체를 상기 접촉단계로 다시 재순환시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  25. 제 1 항 내지 제 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입 가스 흐름은 연소배기가스인 방법.
  26. 제 1 항 내지 제 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 성분은 이산화탄소인 방법.
  27. 제 1 항 내지 제 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 린 수계 흡수매체는 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율(molar ratio)은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도(molarity)는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter인 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율(molar ratio)은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도(molarity)는 약 7 moles/liter인 방법.
  30. 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 제거하기 위한, 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함하고 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter인 수계 흡수매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter인 수계 흡수매체.
  32. a) 모노에탄올아민을 제공하는 단계; b) 메틸디에탄올아민을 제공하는 단계; c) 적합한 용매를 제공하는 단계; d) 수계 흡수매체를 형성하기 위하여 상기 모노에탄올아민, 상기 메틸디에탄올아민 및 상기 용매를 혼합하는 단계를 포함하고,
    여기서 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter인 수계 흡수매체의 제조방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter인 수계 흡수매체의 제조방법.
  34. 유입 가스 흐름을, 모노에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 적합한 용매를 포함하고 모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 1.5:1 내지 약 4:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 3 moles/liter 내지 약 9 moles/liter인 수계 흡수매체와 접촉시키는 단계를 포함하는 유입 가스 흐름으로부터 가스 성분을 제거하는 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    모노에탄올아민과 메틸디에탄올아민의 몰비율은 약 2.5:1이고 모노에탄올아민 및 메틸디에탄올아민의 총 몰농도는 약 7 moles/liter인 방법.
KR1020097025650A 2007-05-29 2008-05-29 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물 KR101474929B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94052907P 2007-05-29 2007-05-29
US60/940,529 2007-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100022971A true KR20100022971A (ko) 2010-03-03
KR101474929B1 KR101474929B1 (ko) 2014-12-19

Family

ID=40074512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097025650A KR101474929B1 (ko) 2007-05-29 2008-05-29 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8388737B2 (ko)
EP (1) EP2164608B1 (ko)
JP (1) JP5722031B2 (ko)
KR (1) KR101474929B1 (ko)
CN (1) CN101778663B (ko)
AU (1) AU2008255555B2 (ko)
CA (2) CA2685923C (ko)
PL (1) PL2164608T3 (ko)
WO (1) WO2008144918A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120029523A (ko) * 2010-09-17 2012-03-27 한국전력공사 혼합가스 중 산성가스를 분리하는 분리장치 및 분리방법
KR101460277B1 (ko) * 2013-04-29 2014-11-11 주식회사 포스코 황화수소 제거용 흡착제의 제조 방법

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8182577B2 (en) 2007-10-22 2012-05-22 Alstom Technology Ltd Multi-stage CO2 removal system and method for processing a flue gas stream
US7862788B2 (en) 2007-12-05 2011-01-04 Alstom Technology Ltd Promoter enhanced chilled ammonia based system and method for removal of CO2 from flue gas stream
EP2252386B1 (en) * 2008-03-13 2013-06-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for removal of carbon dioxide from a gas
AU2009259307B2 (en) 2008-06-19 2013-04-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the removal of carbon dioxide from a gas
EP2145667A1 (de) * 2008-07-17 2010-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Abgas einer fossilbefeuerten Kraftwerksanlage
US7846240B2 (en) 2008-10-02 2010-12-07 Alstom Technology Ltd Chilled ammonia based CO2 capture system with water wash system
US8404027B2 (en) 2008-11-04 2013-03-26 Alstom Technology Ltd Reabsorber for ammonia stripper offgas
FR2938454B1 (fr) * 2008-11-20 2014-08-22 Inst Francais Du Petrole Procede de desacidification d'un gaz par une solution absorbante aux amines, avec section de lavage a l'eau
US7785399B2 (en) * 2009-01-16 2010-08-31 Uop Llc Heat integration for hot solvent stripping loop in an acid gas removal process
US8845789B2 (en) * 2009-03-31 2014-09-30 Alstom Technology Ltd Process for CO2 capture with improved stripper performance
JP2010240629A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Toshiba Corp 二酸化炭素回収システム
WO2010136425A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Basf Se Process for recovery of carbon dioxide from a fluid stream, in particular from syngas
JP5383338B2 (ja) * 2009-06-17 2014-01-08 三菱重工業株式会社 Ｃｏ２回収装置及びｃｏ２回収方法
JP5331587B2 (ja) * 2009-06-18 2013-10-30 株式会社東芝 二酸化炭素回収システム
US8518156B2 (en) * 2009-09-21 2013-08-27 Alstom Technology Ltd Method and system for regenerating a solution used in a wash vessel
EP2322265A1 (en) 2009-11-12 2011-05-18 Alstom Technology Ltd Flue gas treatment system
WO2011063178A2 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Lawrence Helson Intravenous infusion of curcumin and a calcium channel blocker
JP5641194B2 (ja) * 2010-03-31 2014-12-17 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 二酸化炭素ガス回収装置
NO20100797A1 (no) * 2010-06-02 2011-12-05 Statoil Petroleum As CO2 desorpsjon uten stripper
CN102274642B (zh) * 2010-06-11 2015-05-20 山东省冶金设计院股份有限公司 解吸塔混合汽的余热回收方法
US8728209B2 (en) 2010-09-13 2014-05-20 Alstom Technology Ltd Method and system for reducing energy requirements of a CO2 capture system
US8623307B2 (en) 2010-09-14 2014-01-07 Alstom Technology Ltd. Process gas treatment system
JP5697411B2 (ja) * 2010-11-17 2015-04-08 株式会社東芝 二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法
US8329128B2 (en) 2011-02-01 2012-12-11 Alstom Technology Ltd Gas treatment process and system
US9028784B2 (en) 2011-02-15 2015-05-12 Alstom Technology Ltd Process and system for cleaning a gas stream
US8647421B2 (en) * 2011-03-17 2014-02-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. CO2 recovery apparatus
US20130081426A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Vitali Victor Lissianski Low temperature heat exchanger system and method
US9114350B2 (en) * 2011-12-13 2015-08-25 Southern Company Apparatus and methods for regeneration of precipitating solvent
US9162177B2 (en) 2012-01-25 2015-10-20 Alstom Technology Ltd Ammonia capturing by CO2 product liquid in water wash liquid
JP5959882B2 (ja) * 2012-03-05 2016-08-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼排ガス中の二酸化炭素化学吸収システム
JP5659176B2 (ja) * 2012-03-06 2015-01-28 株式会社東芝 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法
US8864879B2 (en) 2012-03-30 2014-10-21 Jalal Askander System for recovery of ammonia from lean solution in a chilled ammonia process utilizing residual flue gas
JP5767609B2 (ja) * 2012-06-25 2015-08-19 株式会社東芝 二酸化炭素回収装置及びその運転方法
US10195561B2 (en) * 2012-09-20 2019-02-05 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. Steam supply system and CO2 recovery unit including the same
CA2891715C (en) * 2012-11-14 2022-09-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Apparatus for and method of removing acidic gas from a gaseous stream and regenerating an absorbent solution
JP6088240B2 (ja) * 2012-12-20 2017-03-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 二酸化炭素の回収装置、及び該回収装置の運転方法
US9314732B2 (en) * 2013-01-09 2016-04-19 Fluor Technologies Corporation Systems and methods for reducing the energy requirements of a carbon dioxide capture plant
US9447996B2 (en) 2013-01-15 2016-09-20 General Electric Technology Gmbh Carbon dioxide removal system using absorption refrigeration
JP6216150B2 (ja) 2013-05-09 2017-10-18 株式会社東芝 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法
US20160166976A1 (en) * 2013-07-23 2016-06-16 Prateek Bumb Split line system, method and process for co2 recovery
JP5739486B2 (ja) * 2013-07-26 2015-06-24 株式会社神戸製鋼所 分離方法及び分離装置
JP2015024398A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 株式会社東芝 二酸化炭素分離回収システム及びその運転方法
KR101498460B1 (ko) * 2013-11-27 2015-03-05 한국에너지기술연구원 분리수를 활용한 에너지 절감형 산성 가스 포집 시스템 및 방법
KR101485956B1 (ko) * 2013-12-04 2015-01-26 한국에너지기술연구원 산성 가스 분리 회수 시스템 및 방법
KR101583462B1 (ko) * 2013-12-04 2016-01-13 한국에너지기술연구원 에너지 절감형 산성 가스 포집 시스템 및 방법
US8986640B1 (en) 2014-01-07 2015-03-24 Alstom Technology Ltd System and method for recovering ammonia from a chilled ammonia process
CN105233689B (zh) * 2015-10-28 2017-05-24 铜陵有色金属集团股份有限公司铜冠冶化分公司 一种高效低能耗的有机胺湿法烟气脱硫解吸系统
US11491441B2 (en) 2017-06-16 2022-11-08 Chevron U.S.A. Inc. Methods and systems for removing contaminants from flue gas on a ship or offshore floating vessel using a rotating packed bed device
WO2019010344A2 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Qatar Foundation For Education, Science And Community Development ACID GAS REMOVAL SYSTEM FOR REMOVING ACIDIC GAS FROM GASEOUS HYDROCARBONS
TWM559886U (zh) * 2017-11-10 2018-05-11 兆聯實業股份有限公司 電子級氨水的製造系統
FR3099710B1 (fr) * 2019-08-08 2021-08-06 Ifp Energies Now Procédé de traitement de gaz par absorption utilisant une régénération du solvant par flash chaud optimisée thermiquement
CN111693559B (zh) * 2020-06-22 2022-04-01 中国核动力研究设计院 气相混合物的蒸汽液滴质量流量分离测量装置及测量方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3225519A (en) * 1962-12-13 1965-12-28 Hydrocarbon Research Inc Gas absorption
FR2292510A1 (fr) * 1974-11-26 1976-06-25 Eickmeyer Allen Procede et compositions permettant d'eliminer les gaz acides de melanges gazeux et de reduire la corrosion des surfaces ferreuses dans les systemes d'epuration de gaz
GB1484050A (en) * 1974-12-24 1977-08-24 Hecke F Van Processes for removing acid gases from gaseous mixtures
JPS597487B2 (ja) * 1974-12-24 1984-02-18 フアン ヘツク フランシス サンセイキタイジヨキヨニモチイル センジヨウエキノカイリヨウサイセイホウ
NL7514993A (nl) * 1974-12-24 1976-06-28 Hecke Francis Van Werkwijze voor het regenereren van waterige wasoplossingen, gebruikt voor het verwijderen van zure gassen uit gasmengsels.
IT1193510B (it) * 1979-11-08 1988-07-08 Snam Progetti Procedimento per la decarbonatazione di gas
JPS5784717A (en) * 1980-11-17 1982-05-27 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Method for heat conservation in light oil recovering device
EP0537593B1 (en) * 1991-10-09 1999-04-14 The Kansai Electric Power Co., Inc. Recovery of carbon dioxide from combustion exhaust gas
JP2964194B2 (ja) * 1992-02-18 1999-10-18 ゴスダルストベンヌイ ナウチノーイスレドバーテリスキー イ ブロエクトヌイ インスティトゥト アゾトノイ ブロムィシュレンノスチ イ ブロドゥクトフ オルガニーチェスコゴ シンテザ ガス混合物から一酸化炭素を分離する方法
NO302454B1 (no) * 1996-07-31 1998-03-09 Kvaerner Asa Fremgangsmåte til fjerning av karbondioksid fra gasser
DE19753903C2 (de) * 1997-12-05 2002-04-25 Krupp Uhde Gmbh Verfahren zur Entfernung von CO¶2¶ und Schwefelverbindungen aus technischen Gasen, insbesondere aus Erdgas und Roh-Synthesegas
US6102984A (en) * 1998-11-09 2000-08-15 Packard Bioscience Company Apparatus for moving fluids between microplates utilizing two plate transport mechanisms
US6165433A (en) * 1999-06-10 2000-12-26 Praxair Technology, Inc. Carbon dioxide recovery with composite amine blends
DE10135370A1 (de) * 2001-07-20 2003-01-30 Basf Ag Verfahren zur Entfernung saurer Gase aus einem Gasstrom
CN1164349C (zh) * 2001-10-30 2004-09-01 南化集团研究院 回收低分压二氧化碳的复合胺溶剂
MX2007013261A (es) * 2005-04-29 2008-01-21 Fluor Tech Corp Configuraciones y metodos para absorcion de gas acido y regeneracion de solvente.
NO326645B1 (no) * 2005-06-28 2009-01-26 Ntnu Technology Transfer As Fremgangsmate og apparatur for a fjerne og gjenvinne sure gasser, CO2 og/eller H2S.
US20070148068A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Burgers Kenneth L Reclaiming amines in carbon dioxide recovery
US7901488B2 (en) * 2006-10-04 2011-03-08 Board Of Regents, The University Of Texas System Regeneration of an aqueous solution from an acid gas absorption process by matrix stripping
FR2907025B1 (fr) * 2006-10-11 2009-05-08 Inst Francais Du Petrole Procede de capture du co2 avec integration thermique du regenerateur.
CA2672641C (en) * 2006-12-15 2014-07-08 Sinvent As Method for capturing co2 from exhaust gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120029523A (ko) * 2010-09-17 2012-03-27 한국전력공사 혼합가스 중 산성가스를 분리하는 분리장치 및 분리방법
KR101460277B1 (ko) * 2013-04-29 2014-11-11 주식회사 포스코 황화수소 제거용 흡착제의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP5722031B2 (ja) 2015-05-20
EP2164608A1 (en) 2010-03-24
KR101474929B1 (ko) 2014-12-19
EP2164608A4 (en) 2011-11-30
CA2819904A1 (en) 2008-12-04
US20100229723A1 (en) 2010-09-16
JP2010527774A (ja) 2010-08-19
CN101778663A (zh) 2010-07-14
CA2685923C (en) 2013-09-17
PL2164608T3 (pl) 2018-04-30
EP2164608B1 (en) 2017-10-18
US8388737B2 (en) 2013-03-05
AU2008255555A1 (en) 2008-12-04
WO2008144918A1 (en) 2008-12-04
AU2008255555B2 (en) 2012-05-03
CA2685923A1 (en) 2008-12-04
CA2819904C (en) 2015-11-17
CN101778663B (zh) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101474929B1 (ko) 가스 흐름으로부터 가스 성분을 회수하기 위한 방법 및 흡착 조성물
CA2491163C (en) Improved split flow process and apparatus
Chakravarti et al. Advanced technology for the capture of carbon dioxide from flue gases
US7754102B2 (en) Method for reclaim of carbon dioxide and nitrogen from boiler flue gas
US20090199566A1 (en) Co2 emission-free energy production by gas turbine
JP2001025627A (ja) 複合アミンブレンドを使用する二酸化炭素の回収
JP2012223661A (ja) Ｃｏ２回収システム及びｃｏ２ガス含有水分の回収方法
CN107913575B (zh) 用于气体纯化系统的低压蒸汽预热器和使用方法
KR20140042393A (ko) 산성가스 처리장치 및 방법
AU2016386569B2 (en) CO2 recovery device and recovery method
KR20130035638A (ko) 저에너지 소비형 산성가스 회수장치 및 회수방법
WO2013081460A1 (en) Method for depleting an exhaust gas stream in gaseous acid
US9028593B2 (en) Method and absorbent compositions for recovering a gaseous component from a gas stream
KR102233842B1 (ko) 공정열을 활용한 이산화탄소 포집 시스템 및 그를 이용한 이산화탄소 포집 방법
KR101583461B1 (ko) 흡수제 중간 냉각을 이용한 에너지 절감형 산성기체 포집 시스템 및 방법
AU2012209029B2 (en) Method and absorbent composition for recovering a gaseous component from a gas stream

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171214

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181218

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 6