MX2007001367A - Ultra limpieza de gases de combustion, incluyendo la eliminacion de co2. - Google Patents

Ultra limpieza de gases de combustion, incluyendo la eliminacion de co2.

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Abstract

Se proporciona ultra limpieza de gas(es) de combustion a una concentracion cercana a cero de contaminantes residuales seguido por captura de CO2.

Description

ULTRA LIMPIEZA DE GASES DE COMBUSTIÓN. INCLUYENDO LA ELIMINACIÓN DE CO, CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a sistemas y métodos para ultra limpieza de gases de combustión seguida por la captura y la regeneración del CO2.
ANTECEDENTES La mayor parte de la energía usada en la actualidad en el mundo, se deriva hoy de la combustión de combustibles que contienen carbono e hidrógeno tales como carbón, petróleo y gas natural. Además del carbono y del hidrógeno, estos combustibles contienen oxígeno, humedad y contaminantes tales como cenizas, azufre, compuestos de nitrógeno, cloro, mercurio y otros elementos en trazas. La conciencia de los efectos perjudiciales de los contaminantes desprendidos durante la combustión activó la aplicación de límites cada vez más rigurosos en emisiones de centrales eléctricas, de refinerías y de otros procesos industriales. Hay una presión creciente en los operadores de tales plantas para alcanzar cerca de emisión cero de contaminantes y de reducir la emisión del CO2. La técnica enseña varios procesos y tecnologías diseñados para reducir la emisión de contaminantes de los gases de combustión. Se utilizan típicamente precipitadores de polvos, precipitadores electrostáticos y depuradores en húmedo para capturar la materia en partículas, diversos procesos químicos se utilizan para reducir emisiones de óxidos de azufre, HCl y HF, modificaciones de combustión y procesos de reducción de NOx, se utilizan para reducir las emisiones de NOx y se están desarrollando procesos para capturar el mercurio y otros elementos en trazas de los gases de combustión.
Progreso significativo se ha hecho en los recientes 20-30 años y las plantas son hoy mucho más limpias y más seguras para el ambiente que en el pasado. Sin embargo, hay crecientes indicaciones que incluso concentración pequeña de la materia en partículas y especialmente muy finas, partículas con tamaño menor a 2.5 micrones (PM2.5), óxidos del azufre, niebla acida y mercurio, son nocivos a la salud humana y necesitan ser controlados. Controlar la emisión residual sigue siendo un desafío y con tecnologías existentes es muy alto el costo de capturar los últimos pocos valores en % de contaminantes nocivos. Además, en los últimos recientes años, hay una preocupación cada vez mayor relacionada con la acumulación del CO2, un gas del invernadero, en la atmósfera. El aumento acelerado de la concentración del CO2 en la atmósfera se atribuye a la utilización creciente de los combustibles, tales como carbón, petróleo y gas, que desprenden miles de millones de toneladas de CO2 a la atmósfera cada año. La reducción en emisión de CO2 puede ser alcanzada al mejorar la eficacia de la utilización de la energía, al cambiar a combustibles más bajos de la concentración del carbono y usando fuentes de energía alternas, neutras en CO2. Sin embargo, dada la escasez de un gran avance en la tecnología de energía, los combustibles que emiten CO2 continuarán siendo la fuente principal de la energía en el futuro próximo. Por lo tanto, un proceso que consume poca energía y de bajo costo para capturar y secuestrar el CO2 es necesario para invertir la tendencia de calentamiento global. Las tecnologías de lestadode la técnica para capturar CO2 que no son convenientes para la operación con gases de combustión que contienen oxígeno, concentración baja del CO2, sucios de presión baja. Las tecnologías comerciales disponibles para la captura del CO2 son intensas en energía y de altos costos. Si se aplican impondrían un pesada carga en el costo de utilización de la energía. Un proceso aplicable actualmente disponible para la captura del CO2 post-combustión es el proceso de amina que utiliza Mono-Etanol-Amina (MEA) o aminas similares para reaccionar con CO2. El proceso de MEA es capaz de alcanzar alta eficacia de captura y de generar una corriente concentrada de CO2 para el proceso de secuestrado. Sin embargo, el proceso tiene varias desventajas incluyendo: - El reactivo MEA es costoso y se degrada en ambiente oxígeno y CO2. - El MEA es corrosivo y se puede utilizar solamente en una forma relativamente diluida. - La reacción de MEA con CO2 es altamente exotérmica. - La regeneración es intensa en energía. - El proceso es un consumidor grande de calor y energía auxiliar. El costo del proceso de la amina y del sistema es muy alto y la salida de energía neta de una central o planta eléctrica equipada con el sistema de la amina para capturar el CO2l se reduce enormemente. Para alcanzar un quemado limpio de combustibles con emisión cercana a cero, incluyendo la emisión de CO2, hay necesidad de un proceso de poca energía y bajo costo que: - Captura contaminantes residuales - Captura CO2 y lo libera en una forma concentrada y de alta presión para el secuestrado. Por consiguiente, sería considerado un avance en la técnica el desarrollar nuevos sistemas y métodos para superar los problemas y los desventajas actuales. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y un sistema integrados para en forma eficiente y efectiva reducir en costo la emisión de residuos, tales como SO2, SO3, HCl, HF y materia en partículas incluyendo PM2.5, del gas de combustión, corriente abajo de los sistemas de control convencionales de la contaminación atmosférica, a los niveles cercanos a cero. Además, el sistema de la presente invención reduce la emisión de CO2 capturándolo y suministrarlo al secuestrado en una forma concentrada y en la alta presión. El objetivo de esta invención que el proceso sea relativamente sencillo, utilizaría el reactivo del bajo costo, no genere corrientes de desecho adicionales y más importante, sea un consumidor de poca energía y de bajo costo. La presente invención es un método y un sistema húmedos con los que el gas de combustión saturado, corriente abajo del equipo y sistema del control de la contaminación atmosférica, convencionales, se enfría bien debajo de su temperatura ambiente de saturación. El enfriamiento se logra por contacto directo con agua fría en recipientes dedicados. El contacto directo entre el gas y el líquido, combinando con la condensación masiva de humedad del gas saturado, es un depurador húmedo muy eficiente. Opcionalmente, los materiales alcalinos tales como carbonato de sodio o amonio pueden agregarse al enfriador de contacto directo, para realzar la captura de las especies acídicas en el gas. El enfriamiento directo a baja temperatura se puede alcanzar en una o más etapas de enfriamiento. Continua purga del enfriador del contacto directo, evita la acumulación de los contaminantes capturados en los refrigeradores de contacto directo. En una modalidad preferida, el agua enfriada será generada en torres de enfriamiento con adicional enfriamiento, a la baja temperatura en el rango de 0-20, o incluso 0-10 grados Celsius, por compresión mecánica eficiente del vapor en donde el agua misma se utiliza como el refrigerante. De acuerdo con, la presente invención, el enfriamiento del gas reduce substancialmente su contenido de humedad. El gas enfriado y de baja humedad tiene el volumen relativamente bajo y concentración relativamente alta de CO2l haciendo de esta manera la captura eficiente del CO2 más fácil y de menor costo. La invención además involucra la transferencia de masa y la reacción del CO2 gaseoso del gas de combustión con la solución amoniacal pobre en CO2 para formar la solución amoniacal rica en CO2. Según la presente invención, la reacción de absorción ocurre en un absorbente de CO2 que funciona a presión casi atmosférica y a temperatura baja preferiblemente en el rango de temperaturas de 0-20, o incluso 0-10, grados Celsius. La baja temperatura permite la transferencia de masa del CO2 a la solución, mientras que substancialmente reduce la presión del vapor de amoníaco y evita su evaporación en la corriente del gas. Una o más etapas de absorción de CO2 pueden utilizar dependiendo de los requisitos de eficacia de captura. Además, de acuerdo con la presente invención, la presión de la solución rica en CO2 del absorbente de CO2 es elevada por una bomba de alta presión al rango de 2.068 a 137.9 bar (30-2000 PSI) y se calienta a una temperatura en el rango de 50-200 grados Celsius y preferiblemente en el rango de temperaturas 100-150 grados Celsius. Bajo las condiciones anteriores, el CO2 se separa de la solución y se desprende como una corriente de gas relativamente limpia y de alta presión. La corriente de gas de CO2 con alta presión contiene la baja concentración de vapor de amoníaco y de agua, que se puede recuperar por lavado frío de la corriente de gas de CO2. La reacción de la regeneración es endotérmica. Sin embargo, el calor de la reacción es bajo y el consumo total del calor del proceso es relativamente bajo. Aún más, la regeneración de alta presión reduce al mínimo la evaporación del amoníaco y del agua reduciendo al mínimo así la energía consumida en el proceso.
También, calor de calidad inferior se puede utilizar para la regeneración del CO2, para reducir adicionalmente el impacto de la captura del CO2 en la eficacia total de la planta. La solución pobre en CO2 usada en el absorbente para capturar el CO2, contiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.5-4.0 y preferiblemente en el rango de 1.5-3.0. La solución rica en CO2 enviada para la regeneración contiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-2.0 y preferiblemente en el rango de 1.0-1.5. La presente invención tiene la ventaja de la captura con eficacia alta y bajo costo de contaminantes residuales del gas de combustión, seguido por captura alta eficiencia y bajo costo y la regeneración del CO2. La absorción de la baja temperatura y la regeneración de alta presión son críticas para una operación exitosa del proceso y del sistema. El sistema, simple, de bajo costo y eficiente, tiene la ventaja notable frente a otros proceso de captura de CO2 y de limpieza y es un verdadero avance en la realización del objetivo de la emisión casi cero de contaminantes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las anteriores y otras ventajas de esta invención llegarán a ser más evidentes de la descripción siguiente tomada conjuntamente con los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una representación esquemática del sistema integrado para capturar contaminantes residuales y el CO2 del gas de combustión corriente abajo de los sistemas de control convencionales de la contaminación atmosférica. El sistema incluye la depuración de gases, la absorción del CO2 y la regeneración del CO2. La Figura 2 es un diagrama esquemático de los subsistemas para enfriamiento del gas y para la limpieza profunda de contaminantes residuales. La Figura 3 es un diagrama esquemático de los subsistemas de captura y de regeneración del CO2. Incluye el absorbente de CO2 que funciona a baja temperatura y el regenerador del CO2 que funciona a temperatura moderada y alta presión. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporcionan un proceso y un sistema para quitar la mayoría de los contaminantes, incluyendo CO2, de corrientes del gas. Estos gases resultan típicamente de la combustión o de la gasificación del carbón, combustibles líquidos, combustibles gaseosos y materiales de desecho orgánicos. Los contaminantes incluyen residuos de e.g. SO2, SO3l HCl, HF, CO2, materia en partículas incluyendo PM2. 5, mercurio y otra materia volátil. La alta eficacia de separación de los contaminantes es alcanzada por la saturación y enfriamiento eficiente del gas por debajo de su temperatura adiabática de saturación y preferiblemente a tan baja como 0-20, o incluso 0-10, grados Celsius. Las partículas finas y la niebla acida son sitios de nucleación para la condensación del agua. Así, prácticamente todas las partículas finas y niebla acida se retiran de la corriente del gas. La baja temperatura crea un ambiente de baja presión de vapor de SO2, SO3, HCl, HF, mercurio y de otra materia volátil, que se condensan en agua fría también.
El enfriamiento del gas de combustión permite la captura eficiente del CO2 en la solución o fango amoniacal pobre en CO2. La absorción del CO2 se alcanza a baja temperatura preferiblemente tan baja como 0-20 grados Celsius o tan baja como 0-10 grados Celsius. El absorbente es regenerado elevando la temperatura de la solución o fango en el rango de 50-200 grados Celsius y a las presiones en el rango de 2.068 a 137.9 bar man. (30-2000 psig). La baja temperatura de absorción y la alta presión de regeneración resultan en alta eficiencia de captura de CO2, el consumo de poca energía y la pérdida baja de amoníaco a través de evaporación. La absorción del CO2 ocurre en el sistema acuoso de NH3-CO2-H2O en donde el amoníaco puede estar bajo la forma de ion amonio, NH4+, o bajo la forma de NH3 molecular disuelto. El CO2 puede estar bajo la forma de carbonato, C03=, bicarbonato, HCO3" o bajo la forma de CO2 molecular disuelto. La capacidad de la solución para absorber el CO2 y la forma en la cual las especies están presentes depende de la concentración del amoníaco, de la proporción en mol de NH3/CO2 y de la temperatura y de la presión. Alta proporción en mol de NH3/CO2 aumenta la presión del vapor del amoníaco y resulta en pérdidas de amoníaco a través de evaporación. Una baja proporción de NH3/CO2 aumenta la presión del vapor del CO2 y disminuye su eficacia de captura. Así, la proporción en mol de NH3/CO2 óptima para la absorción está en el rango de 1.0-4.0 y preferiblemente en el rango de 1.5 a 3.0. La temperatura alta aumenta la presión del vapor tanto del amoníaco como del CO2. Consecuentemente, el absorbente debe funcionar a la temperatura práctica más baja y preferiblemente en el rango de temperaturas de 0-20 grados Celsius o incluso en el rango de temperaturas de 0-10 grados Celsius. A concentración alta y menor temperatura, los límites de la solubilidad se pueden alcanzar y precipitar de las partículas de los sólidos. Estas partículas de los sólidos están típicamente bajo la forma de carbonato de amonio (NH4)2CO3 para alta proporción de NH3/CO2 y bicarbonato de amonio NH4HCO3 para baja proporción de NH3/CO2. Las reacciones de transferencia de masa y de absorción para fangos de baja temperatura concentrados son las siguientes: • CO2 (g) -> CO2 (ac.) . CO2 (ac.) + H2O -> H+ + HCO3" . (NH4)2CO3 (s) -> 2NH4+ + CO3= . H+ +CO3= -> HCO3" . HCO3" +NH4+ -> NH4HCO3 (s) En donde el CO2 capturado del gas convierte el carbonato de amonio en bicarbonato del amonio. Las reacciones arriba son reversibles y el CO2 se extrae de la fase líquida a temperatura elevada. Dependiendo de las condiciones de operación, pueden ocurrir reacciones secundarias indeseadas, por ejemplo: . NH4+ + CO3=-> NH3 (g) + HCO3" . NH4+ + HCO3"-> NH3(g) + CO2(g) + H2O Causando emisión de NH3 en la fase gas. Una temperatura más baja y una menor proporción de NH3/CO2 en el absorbente suprimen estas reacciones indeseadas. Sin embargo, durante la regeneración y a temperatura elevada, se forma el amoníaco gaseoso. Para evitar que el amoníaco se escape de la fase líquida (y por otras razones) el regenerador se diseña para funcionar bajo presión elevada y bajo condiciones en donde es muy alta la solubilidad del amoníaco en solución y la emisión del amoníaco gaseoso es muy baja.
La Figura 1 es la representación esquemática del proceso integrado, que incluye la limpieza y enfriamiento del gas, la absorción del CO2 en la solución amoniacal pobre en CO2 y la regeneración del CO2 de la solución rica en CO2. La corriente 102 es una corriente de gas de combustión o del proceso industrial que contiene contaminantes residuales, CO2 y especies de gas inerte. La concentración del CO2 del gas es típicamente 10-15% para la combustión del carbono y 3-4% para la combustión del gas natural. El subsistema 130 representa una serie de procesos convencionales del control de la contaminación atmosférica que, dependiendo de la fuente del gas puedan incluir los colectores de partículas, el control de NOx y SO2, dispositivo de captura de niebla acida y más. Los contaminantes recolectados en el sistema se retiran en la corriente 112. La corriente 104, corriente abajo de los dispositivos convencionales de limpieza, contiene contaminantes residuales no recogidos por los sistemas convencionales. Es típicamente agua saturada y en el rango de temperaturas de 40-70 grados Celsius. El subsistema 132 es una serie de uno o más refrigeradores de contacto directo (DCC = Direct Contact Coolers), en donde agua fría generada en las torres de enfriamiento y los refrigerantes (no mostrados) se utilizan para lavar y para depurar el gas, captura sus contaminantes residuales y reducir su contenido de humedad. La corriente 114, es una purga del subsistema 132 diseñada para purgar todos los contaminantes residuales capturados. La corriente 106 es un gas enfriado conveniente para la captura del CO2 en el absorbente de CO2. El subsistema 134 representa el absorbente de CO2 y puede abarcar una serie de etapas de absorbente, dependiendo de la eficacia de remoción requerida y de las condiciones de funcionamiento de la planta. El gas limpio con la concentración baja del CO2, corriente 108, se libera a la atmósfera. La corriente 124 es una solución amoniacal pobre en CO2 enfriada del regenerador, el subsistema 136, que se utiliza como el absorbente para capturar el CO2 en el absorbente. La corriente resultante 120 es una solución amoniacal rica en CO2 enviada para la regeneración. El regenerador, subsistema 136, funciona a altas temperatura y presión y puede ser un solo o una serie de reactores de regeneración. La presión de la solución amoniacal que se alimenta al regenerador se eleva usando una bomba de alta presión, bomba 138, para dar la corriente 122 que es rica en CO2 y a alta presión. Típicamente, la presión de la corriente 122 está en el rango de 3.45 a 172.4 bar (50-2500 PSI), superior que la presión del regenerador para evitar evaporación prematura del CO2. El calor es proporcionado al regenerador por la corriente de calentamiento 126 en el calentador 140. Las altas presión y temperatura en el regenerador causan la liberación de la corriente del CO2 gaseoso a alta presión, corriente 110. La regeneración a alta presión tiene una ventaja principal en costo y energía. La energía térmica de baja calidad se utiliza para generar la corriente de alta presión del CO2 en vez de energía eléctrica de alto valor. La Figura 2 es una representación esquemática de los subsistemas de enfriamiento y de limpieza, que pueden incluir opcionalmente la recuperación de calor de desecho, el cambiador de calor 240, para la utilización del calor residual en el gas. El calor residual en la corriente 202 se puede extraer en el cambiador de calor 240 transfiriendo el calor a las corrientes de enfriamiento medio 220 y 222. El calor se puede entonces utilizar corriente abajo para la regeneración del CO2. El recipiente 242 es un depurador de contacto directo en húmedo empleado para enfriamiento adiabático y para saturar el gas. Si el gas contiene alta concentración de especies acidas, tal como gas de plantas de energía que operan con carbón o petróleo, entonces el reactor 242 se utiliza para la desulfurización de gases de combustión. El reactivo absorbente de gas, tal como cal, corriente 226, se agrega al recipiente 242 y el producto, tal como yeso, corriente 224, se retira. Agua de reposición, corriente 227, se agrega al recipiente 242 del enfriador de contacto directo (DCC) 244. La corriente de reposición contiene todos los contaminantes recolectados en los refrigeradores de contacto directo. Estos contaminantes se retiran del sistema con la corriente 224 de descarga. La corriente del gas 202 en la caldera quemada con carbón, está típicamente a una temperatura en el rango de 100-200 grados Celsius, la corriente del gas 204 está típicamente en el rango de temperaturas de 80-100 grados Celsius y la corriente del gas 206 típicamente saturada con agua y en el rango de temperaturas de 40-70 grados Celsius. Dos etapas de enfriamiento de contacto directo y de limpieza, los recipientes 244 y 246, se muestran en la Figura 2. El número actual de refrigeradores de contacto directo puede ser superior y depende de la optimización en los requerimientos del costo de capital, eficiencia de energía y eficacia de limpieza. La corriente del gas 206 se enfría en el DCC 244 justo sobre la temperatura del agua de enfriamiento de la corriente 230. La temperatura del agua de enfriamiento, corriente 230, depende de las condiciones ambiente y de las condiciones de operación y proceso de la torre de enfriamiento 250. La torre de enfriamiento 250 puede ser del tipo húmedo con temperatura levemente debajo o levemente sobre la temperatura ambiente, o del tipo seco con temperatura sobre la temperatura ambiente. El aire ambiente, corriente 212 proporciona el colector térmico para el sistema y el calor se rechaza en la corriente 214, que absorbe el calor de la corriente de agua 228. La corriente de agua enfriada resultante 230, está típicamente en el rango de temperaturas de 25-40 grados Celsius y la corriente resultante del gas de combustión de DCC 244 está aproximadamente 1-3 grados Celsius de temperatura superior. Los materiales alcalinos tales como carbonato de amonio o de sodio se pueden agregar a DCC 244 para neutralizar la especie acidas capturadas. Los materiales alcalinos se pueden agregar en el agua de reposición, corriente 225. La corriente 208 a temperatura más baja y más limpia, fluye al DCC 246, que es similar al DCC 244 a excepción del hecho de que el agua más fría, corriente 234, se utiliza para enfriamiento. La corriente 234 es una corriente de agua enfriada por el refrigerante 248, que es preferiblemente una máquina mecánica de compresión de vapor, con agua como su refrigerante. El calor del enfriador 248 se rechaza mediante la corriente 236 a la torre de enfriamiento 250 con la corriente de regreso 238. La corriente de agua de enfriamiento 234 puede ser tan fría como 0-3 grados Celsius o superior, resultando en temperatura de gas de combustión, corriente 210, que sale del DCC 246 que está a 0-10 grados Celsius de temperatura o unos grados menor o superior. El calor absorbido de la corriente del gas se retira de la corriente de DCC 246 mediante la corriente de agua 232. Ocurre más condensación en DCC 246 y mayor captura de contaminantes. Estos contaminantes se purgan del sistema al recipiente 242. (La corriente de purga no se muestra). La corriente de gas 210, del producto del subsistema de enfriamiento y limpieza mostrado en la Figura 2, está a baja temperatura; contiene baja humedad y prácticamente no tiene materia en partículas, especies acídica o volátiles. La Figura 3 es una representación esquemática del subsistema de captura y regeneración de CO2. La corriente 302 es una corriente de gas limpia y fría, similar a la corriente 210 en la Figura 2. Fluye al absorbente del CO2 350, en donde el CO2 es absorbido por una solución o fango amoniacal enfriada pobre en CO2, la corriente 324 que contiene la proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.5-4.0 y preferiblemente 1.5-3.0. Dependiendo del diseño del absorbente y del número de las etapas de absorción usadas, más de 90% del CO2 en la corriente 302 se pueden capturar para dar una corriente de gas agotada en CO2 y fría 304. El amoníaco residual en la corriente 304 se puede lavar en el recipiente 356 por agua fría o por una solución levemente acida y fría, corriente 338. La corriente 338 se enfría en el cambiador de calor 368. Como resultado del enfriamiento, limpieza y captura del CO2, la corriente del gas descargada del sistema, corriente 306, contiene principalmente nitrógeno, oxígeno y baja concentración de CO2 y H2O. La corriente 324 es una corriente pobre en CO2 del regenerador, que se enfría en el cambiador de calor regenerativo 354 y además por el agua enfriada en el cambiador de calor 362. Captura CO2 en el absorbente 350 y lo descarga del absorbente, corriente 312, como una corriente rica en CO2 con una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-2.0 y preferiblemente con una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-1.5. En una modalidad preferida, la corriente 312 contiene alta concentración de bicarbonato de amino disuelto y suspendido. Una porción de la corriente 312 se recicla opcionalmente al absorbente mientras que el resto, corriente 314, se somete a presión en la bomba de alta presión 360 para dar por resultado la corriente de solución amoniacal de alta presión 316. La corriente 316 es calentada en el cambiador de calor regenerativo 354, intercambiando calor con la corriente caliente y pobre en CO2 del regenerador, corriente 322, que es una porción de la corriente 320 descargada en el fondo del regenerador 352. La corriente rica en CO2 del cambiador de calor regenerativo 354, corriente 318, se puede calentar además con el calor de desecho de la caldera o de otras fuentes. Fluye al regenerador 352, que tiene una o más etapas de regeneración. Más calor se proporciona al regenerador del cambiador de calor 364, que calienta la corriente 330. El calor proporcionado al sistema de las varias fuentes, eleva la temperatura del regenerador a 50-150 grados Celsius o superior, dependiendo de la presión deseada de la corriente de CO2 308 y conforme a consideraciones de optimización y costo. Cuanto más alta es la temperatura más alta es la presión del CO2 que se desprende de la solución, corriente 308. Entre más alta es la presión, más bajo será el contenido de amoníaco y de vapor de agua de la corriente 308. Para generar corriente de CO2 de baja temperatura y altamente concentrada, la corriente 308 se lava y enfría en el recipiente de contacto directo 358 con agua fría, corriente 336 del cambiador de calor 366. Exceso del agua y el NH3 capturados en el recipiente 358, corriente 332, fluyen de nuevo al regenerador 352 mientras que el resto, la corriente 334, se enfría y se recicla a la cámara de lavado, recipiente 358. La presente invención ahora se ha descrito de acuerdo con varias modalidades ejemplares, que se pretenden ilustrativas en todos los aspectos, en vez de restrictivas. Así, la presente invención es capaz de muchas variaciones en la puesta en práctica detallada, que se pueden derivar de la descripción aquí contenida por una persona con destreza ordinaria en la especialidad. Todas estas variaciones y otras, se consideran dentro del alcance y espíritu de la presente invención según lo definido por las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes legales.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema para ultra limpieza de un gas de combustión contaminado, caracterizado porque comprende: (a) un subsistema de enfriamiento, con una o más etapas de enfriamiento directas y húmedas, para enfriar una corriente de gas, para condensar agua de la corriente de gas y para capturar y retirar los contaminantes de la corriente de gas; (b) un subsistema absorbente con una o más etapas absorbentes de CO2, para absorber el CO2 de la corriente enfriada de gas, usando una solución o fango amoniacal; y (c) un subsistema de regeneración con una o más etapas de regeneración de CO2, para separar el CO2 del CO2 absorbido y amoniacal. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema de enfriamiento, enfría la corriente de gas a aproximadamente 0-20 grados Celsius. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema de enfriamiento enfría la corriente de gas a aproximadamente 0-10 grados Celsius. 4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el CO2 se absorbe en una solución o fango de NH3-CO2-H2O pobre en CO2. 5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la solución o fango pobre en CO2 tiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.5-4.0. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la solución o fango pobre en CO2 tiene una proporción en mol de NHs/CO2 en el rango de 1.5-3.0. 7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema absorbente funciona a temperatura en el rango de 0-20 grados Celsius. 8. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema absorbente funciona a temperatura en el rango de 0-10 grados Celsius. 9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema absorbente genera una solución de NH3-CO2-H2O rica en CO2. 10. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución rica en CO2 tiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-2.0. 11. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución rica en CO2 tiene un una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-1.5. 12. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema de regeneración funciona a temperatura en el rango de 50-200 grados Celsius. 13. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema de regeneración funciona a temperatura en el rango de 100-150 grados Celsius. 14. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el subsistema de regeneración funciona a presión en el rango de 2.068-137.9 bar (30-2000 PSI). 15. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el subsistema de regeneración funciona a presión en el rango de 10.34-27.58 bar (150-400 PSI). 16. Un método para ultra limpieza de un gas de combustión contaminado, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) enfriar una corriente de gas con una o más etapas de enfriamiento directas y en húmedo, para condensar el agua de la corriente de gas y para capturar y para quitar los contaminantes de la corriente de gas; (b) absorber CO2 de la corriente de gas enfriada con una o más etapas de absorción de CO2 usando una solución o fango amoniacal; y (c) regenerar CO2 con una o más etapas para separar el CO2 del CO2 absorbido y amoniacal. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de enfriamiento ocurre a temperatura en el rango de 0-20 grados Celsius. 18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de enfriamiento ocurre a temperatura en el rango de 0-10 grados Celsius. 19. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el CO2 se absorbe en una solución o fango de NH3-CO2-H2O pobre en CO2. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la solución o fango pobre en CO2 tiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.5-4.0. 21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la solución o fango pobre en CO2 tiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.5-3.0. 22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las especies en la solución o fango de NH3-CO2-H2O están en forma disuelta en agua. 23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las especies en la solución o fango de NH3-CO2-H2O se concentran tales que contengan sólidos disueltos y suspendidos que tienen carbonato de amonio, (NH4)2CO3, y bicarbonato del amonio, NH4HCO3, sales. 24. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de absorción ocurre a temperatura en el rango de 0-20 grados Celsius. 25. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de absorción ocurre a temperatura en el rango de 0-10 grados Celsius. 26. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de absorción genera una solución de NH3-CO2-H2O rica en CO2. 27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la solución rica en CO2 tiene una proporción en mol de NH^CO;? en el rango de 1.0-2.0. 28. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la solución rica en CO2 tiene una proporción en mol de NH3/CO2 en el rango de 1.0-1.5. 29. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de regeneración ocurre a temperatura en el rango de 50-200 grados Celsius. 30. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de regeneración ocurre a temperatura en el rango de 100-150 grados Celsius. 31. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de regeneración ocurre a presión en el rango de 2.068 a 137.9 bar (30-2000 PSI). 32. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de regeneración ocurre a presión en el rango de 10.34 a 27.58 bar (150-400 PSI).
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