MX2013002889A - Eliminacion de compuestos no-volatiles de solucion absorbente de amoniaco - basada en co2. - Google Patents

Eliminacion de compuestos no-volatiles de solucion absorbente de amoniaco - basada en co2.

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Abstract

Se dispone un sistema para eliminar bióxido de carbono (CO2) de una corriente de gas al poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución amoniacal en circulación, tal que el CO2 se elimina de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal. Un método para eliminar compuestos no-volátiles de la corriente de solución amoniacal en circulación, incluye: introducir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación a un dispositivo de separación de gas-líquido; y separar la solución amoniacal introducida en una fase de gas rica en amoníaco y una fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles; y reintroducir la fase de gas rica en amoníaco en la corriente de solución amoniacal en circulación.

Description

ELIMINACIÓN DE COMPUESTOS NO-VOLATILES DE SOLUCIÓN ABSORBENTE DE AMONÍACO - BASADA EN CQ2 CAMPO TÉCNICO La presente descripción se refiere a un método para eliminar dióxido de carbono de un gas de proceso, al poner en contacto el gas de proceso con una solución amoniacal.
ANTECEDENTES La mayoría de la energía empleada en el mundo actualmente se deriva de la combustión de combustibles que contienen carbono e hidrógeno, tales como carbón, petróleo y gas natural, así como otros combustibles orgánicos. Esta combustión genera gases de combustión que contienen altos niveles de dióxido de carbono. Debido a las consideraciones respecto al calentamiento global, hay una demanda incrementada para la reducción de emisiones de dióxido de carbono en la atmósfera, estos métodos se han desarrollado para retirar dióxido de carbono de los gases de combustión antes que el gas se libere a la atmósfera.
WO 2006/022885 describe un método semejante para retirar dióxido de carbono de un gas de combustión, este método incluye capturar dióxido de carbono de un gas de combustión enfriado a una temperatura por debajo de la temperatura ambiente (de preferencia entre 0°C y 20°C, más preferible entre 0°C y 10°C) en un absorbedor de C02 mediante una solución o fango amoniacal. El C02 es absorbido por la solución amoniacal en el absorbedor a una temperatura entre 0°C y 20°C, más preferible entre 0°C y 10°C, después de lo cual la solución amoniacal se regenera en un regenerador bajo temperatura y presión elevadas para permitir que C02 escape la solución amoniacal como dióxido de carbono gaseoso con alta pureza.
COMPENDIO Un objeto de la presente invención es mejorar la absorción de dióxido de carbono con una solución amoniacal.
Este objeto, así como otros objetivos que serán claros de lo siguiente son, de acuerdo con la presente descripción, logrados por sus aspectos discutidos a continuación.
De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se proporciona un método para retirar compuestos no volátiles de una corriente de solución amoniacal en circulación de un sistema de eliminación de C02, el sistema se dispone para retirar dióxido de carbono (C02) de una corriente de gas al llevar la corriente de gas en contacto con la corriente de la solución amoniacal en circulación tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el método comprende: introducir una porción de la corriente de la solución amoniacal en circulación en un dispositivo de separación de gas-líquido; separar la solución amoniacal introducida en una fase gas rica en amoniaco y una fase líquida que comprende los compuestos no volátiles; y reintroducir la fase de gas rica en amoniaco en la corriente de la solución amoniacal en circulación.
Compuestos no volátiles pueden ser introducidos en, y acumulados dentro de la solución amoniacal del sistema, por ejemplo a través del gas de proceso y/o productos químicos tales como amoniaco que se agregan a la solución amoniacal. Los compuestos no volátiles pueden ser nocivos al sistema o el proceso de eliminación de C02, o generalmente incrementan la corrosividad de la solución amoniacal.
De acuerdo con algunas modalidades, el sistema de eliminación de dióxido de carbono puede además comprender un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02, configurado para recibir la corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con la corriente de solución amoniacal, tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02.
De acuerdo con algunas modalidades, el sistema de eliminación de dióxido de carbono puede además comprender un montaje de regeneración que comprende un regenerador configurado para recibir la corriente de solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura C02, y para separar C02 de la solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal pobre en C02, y para regresar la corriente de solución amoniacal pobre en C02 al montaje de captura de C02.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02), para eliminar C02 de una corriente de gas al llevar la corriente de gas en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema comprende: un dispositivo de separación de gas-líquido, configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, separar la solución amoniacal recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase de líquido pobre en amoniaco, y reintroducir la fase gas rica en amoniaco en la corriente de solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación gas-líquido además se configura para recibir un aditivo alcalino para mezclarse con la solución amoniacal recibida.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02) para retirar C02 de una corriente de gas al llevar la corriente de gas en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema comprende: un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02, configurado para recibir una corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución amoniacal tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02 y una corriente de gas pobre de C02; un montaje de absorción de amoniaco que comprende: un absorbedor de amoniaco configurado para recibir la corriente de gas pobre en C02 del montaje de captura de C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución de lavado acuoso que tiene una concentración de amoniaco menor a 5% en peso, tal que el amoniaco se absorbe en la corriente de solución de lavado acuosa para formar una solución de lavado rica en amoniaco, y un primer dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco y separar la solución de lavado recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase de líquido pobre en amoniaco; y un segundo dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, separar la solución amoniacal recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase de líquido pobre en amoniaco, y reintroducir la fase de gas rica en amoniaco en la corriente de solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación de gas-líquido además se configura para recibir la fase de gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación gas-líquido.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02) para retirar C02 de una corriente de gas, al llevar la corriente de gas en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema comprende: un dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación de gas-líquido comprende: una primer etapa configurada para separar la solución amoniacal recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase de líquido pobre en amoniaco, la fase de gas rica en amoniaco se reintroduce en la corriente de solución amoniacal en circulación, y una segunda etapa configurada para recibir la fase de líquido pobre en amoniaco de la primer etapa y separar la fase líquida en una fase de gas substancialmente consistente de vapor de agua y una fase líquida que comprende compuestos no volátiles.
La construcción y operación de los sistemas de purificación de gas industrial, por ejemplo para retirar C02 del gas de combustión producido por la unidad de caldera de una planta de energía o central eléctrica, se asocian con altos costos operacionales y de inversión. Incrementar el número de unidades operacionales en un proceso, generalmente es indeseable, ya que se asocia con adicionales costos de inversión y operacionales. Los aspectos aquí descritos se basan en el descubrimiento sorprendente de que en un proceso de amoniaco enfriado para retirar C02 de un gas de combustión, significantes mejoras de proceso y reducción de costos operativos, pueden lograrse por la introducción de una unidad operacional adicional a un costo de inversión relativamente bajo. Mejoras en el proceso incluyen reducido consumo de productos químicos y reducido volumen de deshechos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En modalidades actualmente preferidas ahora se discutirán con referencia a los dibujos, en donde: La Figura 1 es una vista lateral esquemática que ¡lustra un ejemplo general de un dispositivo de separación gas-líquido, de acuerdo con una modalidad 5 de la presente invención.
La Figura 2 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo de un dispositivo de separación de gas-líquido de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 3 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo í o de un primer dispositivo de separación de gas-líquido, integrado con un segundo dispositivo de separación de gas-líquido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 4 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo de un primer dispositivo de separación de gas-líquido integrado con un segundo 15 dispositivo de separación de gas-líquido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 5 es una vista lateral esquemática que ¡lustra un ejemplo de un montaje de captura de C02 conectado a un dispositivo de separación de gas- líquido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. 20 La Figura 6 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo de un montaje de regeneración conectado a un dispositivo de separación de gas- líquido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 7 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo de un sistema de eliminación de C02, de acuerdo con una modalidad de la presente 25 invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES EJEMPLARES El gas de proceso puede ser cualquier tipo de gas de proceso que contiene dióxido de carbono, tal como gas de combustión de cualquier dispositivo de combustión tales como hornos, calentadores de proceso, incineradores, calderas mono bloque y calderas de plantas de energía.
La solución amoniacal puede ser cualquier tipo de solución que contiene amoniaco, tal como una solución líquida, en especial una solución acuosa. El amoniaco en la solución amoniacal puede por ejemplo estar en la forma de iones amonio y/o amoniaco molecular disuelto. La solución amoniacal típicamente es acuosa y puede estar compuesta por ejemplo de agua, amoniaco, dióxido de carbono y sus derivados. La solución amoniacal también puede incluir un promotor para mejorar las cinéticas de reacción involucradas en la captura de C02 por la solución amoniacal. Por ejemplo, el promotor puede incluir una amina (por ejemplo piperazina) o una enzima (por ejemplo, anhidrasa carbónica o sus análogos), que puede estar en la forma de una solución o inmovilizada en una superficie sólida o semi-sólida.
La captura de C02 del gas de proceso por la solución amoniacal puede lograrse porque la solución amoniacal absorba o disuelva el C02 en cualquier forma tal como en la forma de C02 molecular disuelto, carbonato o bicarbonato.
Compuestos no volátiles que pueden estar presentes en la solución amoniacal pueden comprender sales tales como sulfato de amonio, metales tales como setenio, magnesio etc., y sólidos. Sólidos formados en la solución amoniacal pueden ser sales tales como carbonato de amonio y bicarbonato de amonio, en especial bicarbonato de amonio.
El sistema de eliminación de dióxido de carbono comprende tubería que conecta las diferentes partes del sistema y se dispone para permitir que solución amoniacal y gas de proceso, respectivamente, fluyan a través del sistema según se requiera. La tubería puede comprender válvulas, bombas, boquillas, etc., según sea apropiado para controlar el flujo de solución amoniacal y gas de proceso, etc., respectivamente.
Cuando la solución amoniacal se refiere como "pobre en C02", por ejemplo cuando se pone en contacto el gas de proceso en el sistema de captura de dióxido de carbono, o después de regeneración, esto implica que la solución amoniacal esté insaturada respecto al dióxido de carbono y de esta manera puede capturar más dióxido de carbono del gas de proceso. Cuando la solución amoniacal se refiere como "rica en C02", por ejemplo después de poner en contacto el gas de proceso en el sistema de captura de dióxido de carbono, o antes de regeneración, esto implica que se satura en la solución absorbente, o al menos más saturada que la solución pobre, o sobre saturada respecto a dióxido de carbono, y de esta manera puede requerir ser regenerada antes de poder capturar cualquier dióxido de carbono adicional del gas de proceso o el dióxido de carbono puede precipitarse como una sal sólida.
La expresión componentes o compuestos no volátiles aquí se pretende que se refiere a compuestos que tienen una temperatura de ebullición o sublimación sobre la temperatura de ebullición del agua, es decir sobre 100°C a presión atmosférica. Típicamente, agua estará presente tanto en las fases gaseosa como líquida del dispositivo de separación gas-líquido.
Una planta que produce corriente de gas de proceso rica en C02, típicamente puede comprender un sistema de vapor. El sistema de vapor puede comprender una o una pluralidad de turbinas de vapor, enlazadas con uno o una pluralidad de generadores para producción de energía. Puede ser conveniente utilizar cuando menos tres turbinas enlazadas o conectadas en serie diseñadas para operar a diferentes presiones de vapor. Estas turbinas pueden denominarse turbina de alta presión, turbina de presión intermedia y turbina de baja presión respectivamente. Después de pasar a través de la turbina de baja presión, el vapor puede ser condensado en el condensador de la planta de energía. El vapor de la caldera, antes de pasar a través de la turbina de alta presión típicamente puede tener una presión de 150-350 bar. Vapor de la turbina de alta presión y la turbina de presión intermedia se denomina vapor de alta presión y típicamente puede tener una presión de 62-250 bar. Vapor entre la turbina de presión intermedia y la turbina de presión baja se denomina vapor de presión intermedia y típicamente puede tener una presión de 5-62 bar, tal como 5-0 bar, y una temperatura de entre 154°C y 277°C (310°F y 530°F). El vapor después de pasar la turbina de baja presión se denomina vapor de baja presión y típicamente puede tener una presión de 0.01-5 bar, tal como 3-4 bar, y una temperatura de entre 135°C y 143°C (275°F y 290°F). De esta manera, como se refiere en esta descripción, vapor de baja presión tiene una presión de 0.01 -5 bar, tal como 3-4 bar, y una temperatura de entre 135°C y 143°C (275°F y 290°F), vapor de presión intermedia tiene una presión de 5-62 bar, tal como 5-10 bar, y una temperatura de entre 154°C y 277°C (310°F y 530°F) y vapor de alta presión tiene una presión de 62-250 bar.
El dispositivo de separación de gas-líquido puede permitir componentes de ebullición de alta temperatura, es decir componentes no volátiles, tales como sales, metales y posiblemente agua de la solución amoniacal sean retirados de la corriente de circulación de solución amoniacal mientras que se reduce al mínimo la perdida de componentes de baja temperatura de ebullición, es decir componentes volátiles tales como amoniaco y sus derivados.
El dispositivo de separación de gas-líquido puede comprender cualquier tipo de dispositivo para permitir interacción o contacto entre una fase de gas y una fase líquida, tal como bandejas de destilación o empaques de lecho, a continuación denominados dispositivos de transferencia de masa (MTD = Mass Transfer Device). El dispositivo de separación de gas-líquido por ejemplo puede comprender un separador o extractor configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación y calentar la solución para formar una fase de gas que contiene el vapor de componentes de bajo punto de ebullición de la solución, tal como amoniaco, y una fase líquida que contiene los componentes de alto punto de ebullición de la solución. El separador o extractor, por ejemplo puede configurarse para ser calentado por vapor con baja presión o alta presión o por medios de calentamiento eléctrico, en un rehervidor. Puede ser conveniente permitir que el separador al menos se caliente parcialmente por el flujo inferior, es decir la fase líquida del regenerador. El calentamiento puede ser por un cambiador de calor, por ejemplo en un rehervidor del separador. De esta manera, solución regenerada, es decir amoniacal pobre en C02, puede emplearse como medio de calentamiento en el separador, reduciendo la necesidad por calentamiento externo y de esta manera conservando la energía total del sistema. El flujo inferior típicamente puede tener una temperatura sobre 100°C y una presión entre 10 y 30 bar.
El separador de preferencia puede ser de tamaño pequeño en comparación con el absorbedor de C02 y el regenerador. La capacidad de flujo en volumen del separador puede ser menor a 25% de la capacidad de flujo en volumen del absorbedor de C02 o el regenerador, por ejemplo en un intervalo de 0.01 a 25%, 1-10% o 2-5% de la capacidad de flujo en volumen del absorbedor de C02 o el regenerador. El costo de inversión de este separador pequeño generalmente constituirá una proporción muy baja del costo de inversión total para el sistema de eliminación de C02.
La solución amoniacal para el dispositivo de separación de gas-líquido puede ser recibida de, y reintroducida en cualquier posición sobre la circulación de la solución amoniacal. La solución amoniacal para el dispositivo de separación de gas-líquido puede por ejemplo ser solución amoniacal pobre en C02 o solución amoniacal rica en C02.
El dispositivo de separación de gas-líquido puede configurarse para recibir solución amoniacal pobre en C02 de la corriente de solución amoniacal en circulación. El dispositivo de separación de gas-líquido puede ser por ejemplo configurado para recibir solución amoniacal pobre en C02 del regenerador. En el proceso de regeneración en general se realiza a temperatura elevada y presión elevada, tal como a una presión de 2-150 bar, de preferencia 10-30 bar. Esta presión puede ser creada mediante una bomba de alta presión dispuesta en conexión con el regenerador.
Ya que la temperatura de la solución pobre en el regenerador, y cuando sale del regenerador, es alta, una cantidad relativamente pequeña de calor requiere ser agregada en el separador para separar los componentes volátiles como una fase de gas de los componentes no volátiles como una fase líquida. Ya que el requerimiento de calentamiento es bajo, puede efectuarse calentamiento, por ejemplo por medios eléctricos. En otras situaciones, puede ser ventajoso el recibir la solución amoniacal pobre en C02 de otras ubicaciones de la red de cambiadores de calor del montaje regenerador. Temperaturas de corriente estarán en el intervalo de 10-150 grados C. Una ventaja puede manifestarse por sí misma en bombas de transferencia con superiores cabezas de succión positiva neta disponible que pueden permitir una operación más uniforme. En estas situaciones, un cambiador de alimentación/flujo inferior, puede utilizarse para reducir el requerimiento térmico del dispositivo de separación de gas-líquido.
En forma alterna, el dispositivo de separación gas-líquido puede configurarse para recibir solución amoniacal rica en C02 de la corriente de solución amoniacal en circulación. El dispositivo de separación gas-líquido por ejemplo puede configurarse para recibir solución amoniacal rica en C02 del absorbedor C02. Ya que la presión de la solución amoniacal en el absorbedor de C02, y que sale del absorbedor de C02, es baja, en general en un intervalo de 1-2 bar, el requerimiento de calor del separador puede proporcionarse a temperatura relativamente baja, por ejemplo alrededor o justo sobre la temperatura de ebullición del agua a una presión de 1-2 bar. De esta manera, el requerimiento de calentamiento del separador puede proporcionarse por ejemplo por vapor a baja presión u otro calor de bajo grado.
Cuando la solución amoniacal se ha separado en el dispositivo de separación de gas-líquido, la fase líquida pobre en amoniaco en general comprende agua o una solución acuosa de bajo contenido de amoniaco, y componentes no volátiles se descartan o reciclan en otra parte en el sistema de eliminación de C02. La fase de gas rica en amoniaco, generalmente comprende amoniaco, C02 y vapor de agua se introducen de nuevo en la corriente de solución amoniacal en circulación, resultando en un aumento de la concentración de amoniaco en la solución amoniacal en circulación y una disminución en la concentración de componentes no volátiles.
El dispositivo de separación gas-líquido puede configurarse para separación de una solución amoniacal que es acuosa y en donde una porción principal, es decir más de 50% tal como más que 60, 70, 80 ó 90%, del agua de la solución amoniacal se separa en la fase de gas rica en amoniaco y una porción menor del agua de la solución amoniacal se separa en la fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles. De esta manera, se pierden menos agua y volumen de solución de la solución amoniacal.
En forma alterna, el dispositivo de separación gas-líquido puede configurarse para separación de una solución amoniacal que es acuosa y en donde una porción menor del agua de la solución amoniacal se separa en la fase gas rica en amoniaco y una porción principal, es decir más de 50% tal como más de 60, 70, 80 ó 90%, del agua de la solución amoniacal se separa en la fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles. De esta manera, agua en exceso introducida en la solución amoniacal, por ejemplo del gas de proceso, puede ser retirada.
Adicionalmente o en forma alterna, para retirar compuestos no-volátiles de la solución amoniacal, el dispositivo de separación gas-líquido de esta manera puede controlar y ajustar el balance de agua de la solución amoniacal.
La fase de gas rica en amoniaco puede de preferencia reintroducirse en una corriente de solución amoniacal en donde el calor empleado en el separador para producir la fase de gas rica en amoniaco, reemplaza una porción del requerimiento de calor en otra etapa del proceso, tal como la regeneración. De esta manera, el dispositivo de separación gas-líquido puede configurarse para reintroducir la fase de gas rica en amoniaco en el regenerador o en una corriente de solución amoniacal dirigida hacia el regenerador o de otra forma en el sistema en donde el calor puede ser reutilizado.
La fase líquida pobre en amoniaco del dispositivo de separación gas-líquido puede descartarse, por ejemplo se descargada a un sistema de alcantarillado o de aguas residuales comunales o semejantes, o se vuelve a introducir al sistema. Independientemente, puede ser conveniente ajusfar el pH de la fase líquida pobre que sale del dispositivo de separación de gas-líquido a un pH relativamente neutro tal como un pH entre 6 y 12, por ejemplo entre 7 y 1 1 o entre 7 y 9, tal como aproximadamente 8. La fase líquida pobre puede entonces también ser menos corrosiva.
También, un pH neutro o alcalino en el intervalo de 7-1 1 ó 7-9 de la solución amoniacal en el dispositivo de separación gas-líquido, puede mejorar la transición de compuestos volátiles tales como amoniaco de la fase líquida a gas, en donde el requerimiento de calentamiento para el dispositivo de separación de gas-liquido puede ser reducido. Cuando se separa la parte de amoniaco de las sales de amoniaco de la solución amoniacal, el pH puede reducirse a través de la formación por ejemplo de ácido sulfúrico. De esta manera puede ser conveniente ajustar el pH de la solución amoniacal ya antes que salga del dispositivo de separación de gas-líquido, por ejemplo al agregar material alcalino, es decir un aditivo alcalino, a la solución amoniacal antes o conforme entre al dispositivo de separación gas-líquido, o dentro del dispositivo de separación de gas-líquido, tal como a un colector o sumidero de líquido del dispositivo de separación de gas-líquido.
La adición de material alcalino puede ser convenientemente regulada con base en mediciones de pH de la solución amoniacal, por ejemplo antes de entrar al dispositivo de separación gas-líquido, antes o después de agregar material alcalino; en cualquier etapa dentro del dispositivo de separación de gas-líquido, antes o después de agregar el material alcalino, tal como en el colector o sumidero, o después de salir del dispositivo de separación de gas-líquido, como gas o líquido. Por ejemplo puede ser conveniente el medir el pH de la fase líquida pobre en amoniaco que sale del dispositivo de separación de gas-líquido. El dispositivo de separación de gas-líquido puede de esta manera comprender un sensor de pH dispuesto para medir el pH de la fase líquida pobre en amoniaco.
Puede ser conveniente agregar el aditivo alcalino en forma líquida a la solución amoniacal, a fin de facilitar el mezclado con la solución.
El aditivo alcalino por ejemplo puede comprender hidróxido de sodio (NaOH) y/o hidróxido de potasio (KOH).
El dispositivo de separación gas-líquido puede ser implementado en un sistema de separación de C02, que además comprende una etapa de lavado con agua para retirar amoniaco residual del gas de proceso que se ha tratado en el absorbedor de C02.
De esta manera, el sistema además puede comprender un montaje para absorción de amoniaco, que comprende: un absorbedor de amoniaco configurado para recibir la corriente de gas por el C02 del montaje de captura de C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución de lavado acuosa que tiene una concentración de amoniaco menor al 5% en peso, tal que se absorbe amoniaco en la corriente de solución de lavado acuosa para formar una solución de lavado rica en amoniaco; y un dispositivo de separación de líquido-gas de lavado configurado para recibir la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco y separar la solución de lavado recibida en una fase gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco. El dispositivo de separación de lavado de gas-líquido (a continuación también denominado: el primer dispositivo de separación de gas-líquido) puede por ejemplo ser un separador y/o puede ser similar al dispositivo de separación de gas-líquido discutido anteriormente para retirar compuestos nó-volátiles (a continuación también denominado: el segundo dispositivo de separación de gas-líquido). Sin embargo, la capacidad de volumen de flujo del dispositivo de separación de lavado gas-líquido puede ser sustancialmente superior, tal como el doble o tan alta como cuatro veces según se requiera.
La fase de gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación de gas-líquido, típicamente puede comprender 1-5 moles de amoniaco por kg de agua. El rango superior, aproximadamente 3-5 moles/kg puede lograrse mediante un condensador para algo de vapor de agua y reciclarlo al primer dispositivo de separación de gas-líquido.
Puede ser conveniente integrar el primer dispositivo de separación gas-líquido con el segundo dispositivo de separación gas-líquido, especialmente si operan a presiones similares por ejemplo a 1-10, tal como 1 -5 ó 1-2 bar.
La fase de gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación de gas-líquido puede transferirse al segundo dispositivo de separación de gas-líquido y después utilizarse para ayudar en retirar amoniaco y otros componentes volátiles del líquido. La solución amoniacal que entra al segundo dispositivo de separación de gas-líquido típicamente puede tener un contenido de amoniaco de 6-14 moles de amoniaco por kg de solución, con lo que la fase de gas que sale del segundo dispositivo de separación de gas-líquido puede tener una concentración de amoniaco aún superior, que es un contenido muy superior a la fase de gas del primer dispositivo de separación de gas-líquido, de esta manera permitiendo que la fase de gas del primer dispositivo de separación de gas-líquido ayude en la eliminación de amoniaco y otros volátiles del líquido en el segundo dispositivo de separación de gas-líquido. También, la fase de gas del primer dispositivo de separación de gas-líquido puede agregar calor al segundo dispositivo de separación de gas-líquido, reduciendo significativamente el requisito de calentamiento del segundo dispositivo de separación de gas-líquido. Experimentos proféticos han mostrado que la alimentación de energía al segundo dispositivo de separación de gas-líquido puede reducirse en más de 50% de esta manera.
Ventajas potenciales adicionales de esta integración incluyen: • Un rehervidor relativamente más pequeño para el segundo dispositivo de separación de gas-líquido.
• Una penalización de energía comparativamente menor para el segundo dispositivo de separación de gas-líquido.
• El primer dispositivo de separación de gas-líquido opera sin ninguna influencia del segundo dispositivo de separación gas-líquido.
• El primero y segundo dispositivos de separación gas-líquido tienen índice de solubilidad más bajo para bicarbonato de amonio en secciones de destilado de cabeza en la fase condensada y por lo tanto mejor prospecto operacional respecto a obturación, incrustaciones etc., debido a que la concentración de amoniaco en las secciones de destilado de cabeza se mantiene baja en el primer dispositivo de separación gas-líquido y se diluye en el segundo dispositivo de separación gas-líquido por los gases de destilado de cabeza del primer dispositivo de separación gas-líquido.
• Alternativas de integración para una cascada de baja presión, por ejemplo el segundo dispositivo de separación gas-líquido que opera a presión atmosférica con un primer dispositivo de separación de gas-líquido a presión ligeramente elevada.
• Flexibilidad operacional: Al reforzar el desempeño del segundo dispositivo de separación gas-líquido con los destilados de cabeza del primer dispositivo de separación de gas-líquido, es decir haciendo pasar más vapor de agua en los destilados de cabeza del primer dispositivo de separación de gas-líquido como "vapor de separación". Esto presupone suficiente reserva en capacidad del primer dispositivo de separación gas-líquido, pero permite un diseño mínimo del rehervidor del segundo dispositivo de separación de gas-líquido.
A fin de mejor utilizar el gas de destilado de cabeza, es decir la fase de gas rica en amoniaco, desde el primer dispositivo de separación de gas-líquido, en especial en la modalidad discutida inmediatamente arriba, el gas puede permitirse convenientemente que entre al segundo dispositivo de separación de gas-líquido en o por debajo de MTD del segundo dispositivo de separación de gas-líquido, permitiendo que el gas ascienda a través de MTD, reuniéndose con la solución de líquido en MTD y separando la solución de al menos una parte del amoniaco ahí presente.
Como se discutió anteriormente, el absorbedor de amoniaco, así como el primer dispositivo de separación de gas-líquido, pueden tener una superior capacidad de flujo que el segundo dispositivo de separación de gas-líquido. De esta manera, la solución de lavado acuosa del absorbedor de amoniaco puede tener un gasto de flujo que es al menos dos veces, cuatro veces, diez veces, quince veces o 20 veces el gasto de flujo de la solución amoniacal que entra al segundo dispositivo de separación de gas-líquido. Típicamente, la solución de lavado acuosa del absorbedor de amoniaco puede tener un gasto de flujo que está entre 10 y 100 veces, tal como entre 15 y 50 veces ó 15 y 30 veces, el gasto de flujo de la solución amoniacal que entra al segundo dispositivo de separación de gas-líquido.
En forma adicional o alterna, los dos dispositivos de separación de gas-líquido pueden ser integrados por el segundo dispositivo de separación de gas-líquido que se configura para recibir al menos una porción de la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco. El segundo dispositivo de separación de gas-líquido de esta manera puede ayudar según se requiera, al primer dispositivo de separación de gas-líquido para retirar el amoniaco y otros compuestos volátiles de la solución de lavado.
En forma adicional o alterna, los dos dispositivos de separación de gas-líquido pueden ser integrados al combinar las dos fases de gas ricas en amoniaco de los respectivos dispositivos, por ejemplo para reducir la complejidad del sistema y reducir la cantidad de tuberías, antes de volver a entrar a la solución amoniacal en circulación.
El segundo dispositivo de separación de gas-líquido puede en forma alterna o adicional proporcionarse con dos etapas diferentes, tal como dos partes, cada una de las cuales comprende un MTD, en donde una primera etapa puede configurarse para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación y separarla en una fase de gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco, la fase de gas rica en amoniaco se reintroduce en la corriente de solución amoniacal en circulación; y una segunda etapa puede configurarse para recibir la fase líquida pobre en amoniaco de la primera etapa y separar la fase líquida en una fase de gas que sustancialmente consiste de vapor de agua y una fase líquida que comprende compuestos no-volátiles.
En forma típica, la primera etapa puede ubicarse por encima, y en contacto líquido con la segunda etapa, de manera tal que la fase líquida de la primera etapa pueda descender, por gravedad o auxiliada por una bomba, en la segunda etapa. La corriente de solución amoniacal por ejemplo puede entrar al segundo dispositivo de separación de gas-líquido, por ejemplo un separador, en o sobre un MTD de la primera etapa, en donde puede interactuar con vapores de un colector de la primera etapa, calentado por ejemplo por vapor con baja presión a una temperatura de primera etapa. Compuestos volátiles, por ejemplo amoniaco y C02, de la solución amoniacal pueden salir de la primera etapa como una fase de gas, mientras que una fase líquida de primera etapa puede llevar a un MTD de la segunda etapa en donde interactúa al reunir con vapores de un colector de la segunda etapa calentada por ejemplo por vapor con baja presión a una temperatura de segunda etapa que convenientemente es superior que la temperatura de primera etapa, de esa manera permitiendo que más compuestos dejen el dispositivo de separación de gas-líquido como una fase de gas de segunda etapa que principalmente consiste de vapor de agua. Una fase líquida de segunda etapa que comprende compuestos no-volátiles puede salir del dispositivo de separación de gas-líquido.
De esta manera, la solución amoniacal recibida puede ser acuosa, y una porción principal del agua de la solución amoniacal puede separarse en la fase de gas de la segunda etapa, una porción menor del agua de la solución amoniacal puede estar separada en la fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles y otra porción menor del agua de la solución amoniacal puede estar separada en la fase de gas rica en amoniaco.
Por supuesto, también un sistema de eliminación de C02 que comprende el dispositivo de separación de dos etapas además puede comprender un montaje de absorción de amoniaco, un montaje de captura de C02 y/o un montaje de regeneración como se discutió con anterioridad.
Una forma adicional o alterna de integrar primeros y segundos dispositivos de separación de gas-líquido, especialmente cuando se utiliza un segundo dispositivo de separación de gas-líquido de dos etapas como se discutió anteriormente, es reutilizar al menos una porción de la fase de gas de la segunda etapa del segundo dispositivo de separación de gas-líquido en el primer dispositivo de separación de gas-líquido. La fase gas de segunda etapa primordialmente consiste de vapor de agua, por ejemplo se dirige a un colector, o dentro o por debajo de MTD, del primer dispositivo de separación de gas-líquido en donde puede reemplazar algo del calentamiento extemo del primer dispositivo de separación de gas-líquido, reduciendo el requisito de calentamiento del sistema de eliminación de C02 total.
En forma alterna o adicional, al menos una porción de la fase de gas de la segunda etapa puede emplearse en otra parte dentro del sistema para proporcionar calentamiento.
Con referencia primordialmente a la Figura 1 , ahora se describirá un (segundo) dispositivo de separación de gas-líquido 40 que comprende un separador 41.
El separador 41 puede configurarse por ejemplo, como un recipiente de acero de forma generalmente cilindrica, configurado para operar dentro de un intervalo de presión predeterminado. El separador 41 de preferencia está equipado con uno o más dispositivos de transferencia de masa (MTD) convenientes 42. El MTD puede por ejemplo ser platos de válvulas, platos de tamices, empaque estructurado, empaque aleatorio u otros materiales de empaque convenientes, o una combinación de los mismos. Un sistema/dispositivo de calentamiento 43 puede proporcionarse en el separador 41 para calentar la solución amoniacal recibida por el separador.
El separador 41 de preferencia se configura para proporcionar calor suficiente a la solución amoniacal tal que componentes de bajo punto de ebullición, por ejemplo NH3 y C02, se transfieran a una fase de gas, mientras que componentes de alto punto de ebullición, por ejemplo sales y metales se recolecten en una fase líquida en el fondo del separador. Típicamente, tanto las fases de gas como líquido comprenderán agua y la proporción de agua en la fase de gas en relación a la proporción de agua en la fase líquida, puede depender de la cantidad de calentamiento. La solución amoniacal puede calentarse aproximadamente por ejemplo, por un re-hervidor. El re-hervidor puede calentarse utilizando por ejemplo, calor generado en forma eléctrica o vapor u otros fluidos calientes que se alimentan de otra parte del sistema de eliminación de C02 4, por ejemplo gas de combustión caliente o solución pobre en C02 caliente. De manera similar, el re-hervidor puede calentarse mediante vapor alimentado de una fuente externa al sistema de eliminación de C02 4, tal como por ejemplo alguna fuente dentro de un sistema de generación de energía o sistema de limpieza de gases de combustión. El calor puede suministrarse por cualesquiera medios de calentamiento capaces de proporcionar calor a una temperatura sobre la temperatura de ebullición del agua a la presión de operación del separador. Ya que el separador en general es relativamente de tamaño pequeño, puede calentarse por cualquier cantidad de diferentes métodos, incluyendo vapor en un re-hervidor como se describió anteriormente, pero también por inyección de vapor a presión (por ejemplo inyección de vapor directamente en el fondo del separador), por electricidad o por otro medio caliente, tal como gases de combustión calientes o condensado caliente, o una fase de gas caliente de destilado de cabeza de un primer dispositivo de separación de gas-líquido como se discutió anteriormente. Si el separador se calienta por inyección de vapor a presión, el agua condensada del vapor inyectado puede ser recolectada junto con la fase líquida en el fondo del separador. La inyección de vapor a presión es eficiente y se evita el re-hervidor.
El separador 41 se configura para descargar la fase de gas, que comprende compuestos volátiles tales como NH3 y C02, mediante una salida de gas 44, y la fase líquida, que contiene compuestos no-volátiles, mediante una salida de líquido 45. El separador puede disponerse para producir una fase líquida 46 en el fondo del separador que contiene menos de 5% de NH3 en peso, tal como 4%, 3%, 2% ó 1 % de NH3. De preferencia, el separador 41 puede disponerse para producir una fase líquida 46 en el fondo del separador esencialmente libre de NH3 y C02.
La fase líquida 46 recolectada en el fondo del separador, en general tiene una temperatura en el intervalo de aproximadamente o ligeramente por debajo de la temperatura de ebullición de agua a la presión relevante, por ejemplo aproximadamente 80-100°C a presión atmosférica. Un cambiador de calor 47 puede proporcionarse para transferir calor desde la fase líquida 46 retirado del fondo del separador a la solución amoniacal recibida de la corriente de la solución amoniacal iónica en circulación (y de esta manera elevar la temperatura de la solución amoniacal a una temperatura predeterminada, por ejemplo entre 80-100°C) antes que se introduzca al separador 41.
La porción de la solución amoniacal que se recibe de la solución amoniacal en circulación, puede variar dentro de un amplio intervalo dependiendo de la necesidad por retirar compuestos no volátiles en un sistema de eliminación de C02 específico. Una porción conveniente puede calcularse con base por ejemplo en la acumulación de no volátiles en un sistema de eliminación de C02 específico. La porción también puede ser variable en un sistema tal que variaciones por ejemplo, en el contenido de humedad de la corriente de gas de ingreso puedan ser compensadas.
La porción por ejemplo puede estar comprendida en un intervalo de 0.01 -25%, tal como en un intervalo de 0.01-10% ó 0.01 -5%, del gasto de flujo másico total de la solución amoniacal en circulación. Entre más pequeña sea la porción de solución amoniacal recibida, puede emplearse un dispositivo de separación de gas-líquido más pequeño y menos costoso. En modalidades específicas, la porción de la solución amoniacal que se recibe puede estar en un intervalo de 0.05-1% del gasto de flujo másico total de la solución amoniacal en circulación.
El dispositivo de separación de gas-líquido 40 se dispone en conexión fluida con la corriente de solución amoniacal en circulación del sistema de eliminación de C02.
La conexión de fluido puede de preferencia incluir al menos una conexión fluida 48, configurada para dirigir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación a una entrada de líquido del dispositivo de separación de gas-líquido 40. La conexión de fluido puede comprender una bomba y un dispositivo de regulación de flujo, operables para regular la cantidad de solución amoniacal que se alimenta al dispositivo de separación de gas-líquido 40.
La conexión de fluido puede, de preferencia incluir cuando menos una conexión para fluido 49 configurada para guiar la fase gas producida en el dispositivo de separación de gas-líquido 40 desde una salida de gas 44 del dispositivo de separación de gas-líquido 40 en la corriente de solución amoniacal en circulación del sistema de eliminación de C02 4.
El dispositivo de separación de gas-líquido 40 de preferencia puede incluir cuando menos una conexión para fluido 50 configurada para retirar la fase liquida producida en el dispositivo de separación de gas-líquido 40 mediante una salida de líquido 45.
Debido a que toda la solución amoniacal que circula en el sistema de eliminación de C02 4 contiene agua y componentes no-volátiles acumulados, la solución amoniacal para el dispositivo de separación de gas-líquido 40 puede ser recibida de y reintroducida en cualquier posición sobre la circulación de solución amoniacal. Ejemplos de posiciones sobre la circulación de solución amoniacal en donde la solución amoniacal puede ser recibida y/o reintroducida, incluyen el absorbedor de C02 10, el regenerador 11 , el primer conducto de líquido 12 configurado para enviar solución amoniacal rica en C02 desde el absorbedor de C02 al regenerador, y el segundo conducto de líquido 13 configurado para enviar solución amoniacal pobre en C02 desde el regenerador al absorbedor de C02.
En una modalidad, la solución amoniacal para el dispositivo de separación de gas-líquido 40 puede ser recibida de una porción rica en C02 de la corriente de solución amoniacal en circulación, por ejemplo de la solución amoniacal recolectada en el fondo del absorbedor de C02 o del primer conducto de líquido configurado para enviar solución amoniacal rica en C02 desde el absorbedor de C02 al regenerador.
Una ventaja de esta modalidad es que la solución rica en C02 generalmente se proporciona a una presión cercana a la presión atmosférica, por ejemplo a una presión menor a 2 bar. Esto significa que el dispositivo de separación de gas-líquido 40 y las conexiones de fluido 48, 49 no requieren ser configurados para operar a alta presión. Esto también facilita integración con el primer dispositivo de separación de gas-líquido del montaje de absorción de amoniaco que a menudo se opera a una presión cercana a la atmosférica tal como 1-2 bar. En comparación con una modalidad en donde la solución amoniacal se recibe a alta presión, también significa que el calor requerido para separar la solución amoniacal en una fase líquida y una fase de gas, puede proporcionarse a una menor temperatura. Por lo tanto, en una modalidad en donde la solución amoniacal se recibe a una presión cercana a la presión atmosférica, el dispositivo de separación de gas-liquido 40 por ejemplo puede utilizar vapor de baja presión o calentamiento eléctrico para calentar la solución amoniacal para separar la solución amoniacal en una fase líquida y una fase de gas.
En una modalidad, la solución amoniacal para el dispositivo de separación de gas-líquido 40 puede ser recibida de una porción pobre en C02 de la corriente de solución amoniacal en circulación, por ejemplo de la solución amoniacal recolectada en el fondo 29 del regenerador 25 del montaje de regeneración 12 o desde el conducto de líquido 13 configurado para dirigir solución amoniacal pobre en C02 desde el regenerador al absorbedor de C02 15.
Una ventaja de esta modalidad es que la solución pobre en general se proporciona a alta temperatura, tal como una temperatura en el intervalo de 50-200°C, ya que se ha sometido a calentamiento en el regenerador 25. Eso significa que una cantidad relativamente baja de calor adicional puede ser requerida para separar la solución amoniacal en una fase líquida y una fase gas. El calor por ejemplo puede proporcionarse por vapor de presión media o por calentamiento eléctrico.
En una modalidad, la fase de gas producida por el dispositivo de separación de gas-líquido 40 puede reintroducirse en el regenerador o en un conducto de líquido configurado para enviar una corriente de solución al regenerador. Una ventaja de esta modalidad es que el calor transferido a la fase gas en el dispositivo de separación de gas-líquido 40, se utiliza para reducir indirectamente el requerimiento de calentamiento en el dispositivo de separación de gas-líquido 40, se utiliza para reducir indirectamente, el requerimiento de calentamiento del regenerador 25. En otras palabras, el requerimiento de energía del dispositivo de separación de gas-liquido 40 puede reemplazar una porción del requerimiento de energía del regenerador 25. De acuerdo con esto, en esta modalidad, la operación del dispositivo de separación de gas-líquido 40 puede hacerse esencialmente neutra en energía.
Con referencia a la figura 2, una modalidad específica de un (segundo) dispositivo de separación de gas-líquido 40' que comprende un separador 41 ', ahora se describirá. El dispositivo 40' esencialmente es el mismo que el dispositivo 40 de la Figura 1 pero con unas pocas características adicionales. Aparte de las características adicionales, se hace referencia a la discusión anterior respecto a la figura 1.
El dispositivo de separación de gas-líquido 40' además comprende un sistema de dosificación 101 para agregar material alcalino, tal como solución de NaOH (ac.) o KOH (ac), a la solución amoniacal procesada por el dispositivo de separación de gas-líquido 40' para asegurar un pH no corrosivo y mejorar la vaporización de componentes volátiles tales como NH3 y C02 de la solución amoniacal. El dispositivo de dosificación puede disponerse para agregar material alcalino a la solución amoniacal en cualquier punto o en cualquier parte en el dispositivo de separación de gas-líquido 40', tal que el conducto guía a la corriente de solución amoniacal al separador 41 ' y/o al colector del separador 41 '. De acuerdo con la modaNdad ilustrada en la figura 2, la solución alcalina puede agregarse tanto al conducto que guía la corriente de solución amoniacal al separador 41 ' y el colector del separador 41', proporcionando mejorada flexibilidad y control del pH de la solución amoniacal en el separador 41 '. El dispositivo de separación de gas-liquido 40' además comprende un sensor 102 dispuesto para medir el pH de la solución amoniacal en el dispositivo de separación de gas-líquido 40', esta medición puede emplearse para regular la dosis del dispositivo de dosificación 101 tal que se obtenga un pH deseado. El sensor puede, dependiendo del diseño del dispositivo de separación de gas-líquido 40', ser ubicado en cualquier parte en el dispositivo de separación de gas-líquido 40', pero puede ser conveniente para ubicarlo para medir el pH de la fase líquida que comprende no-volátiles que salen del separador 41 ', como se ilustra en la figura 2. De esta manera, un pH deseado, tal como un pH neutro, puede asegurarse del líquido que se descarta y eventualmente libera a la naturaleza, posiblemente después de tratamiento y limpieza adicional. También, al medir la fase líquida saliente, el pH del volumen de líquido puede ser medido en forma eficiente, lo que puede ser conveniente para reducir la corrosividad.
Con referencia a la figura 3, una modalidad específica de un (segundo) dispositivo de separación de gas-líquido 40" comprende un separador 41 " ahora se describirá. El dispositivo 40" esencialmente es el mismo que el dispositivo 40 de la figura 1 , pero con unas cuantas características adicionales. Aparte de esas características adicionales, se hace referencia a la discusión anterior respecto a la figura 1.
El separador 41 " en esta modalidad se integra con el (primer) dispositivo de separación de gas-líquido 62 del montaje de absorción de amoniaco 60, tal que los vapores de destilado de cabeza, es decir la fase gas, del dispositivo de separación de gas-líquido 62 se guían a e introducen en el separador 41 ". La fase gas se introduce en o por debajo de MTD 42 del separador 41 ", tal que el gas pueda ascender a través del MTD 42, reuniéndose con el líquido que cae en forma descendente en el MTD 42 y separando ese líquido de volátiles. La fase gas típicamente tiene un contenido de amoniaco de aproximadamente 4 molal, que es menor que el contenido de amoniaco de la solución amoniacal en circulación que entra al separador 41", permitiendo que ayuda en la separación de la solución amoniacal. De acuerdo con la modalidad ilustrada en la figura 3, MTD 42 consiste de dos partes MTD separadas, 42a y 42b, y la fase de gas del dispositivo de separación de gas-líquido 62 entra por debajo de la parte MTD superior 42a y sobre la parte MTD inferior 42b. También, de acuerdo con la modalidad ilustrada en la figura 3 los vapores de destilado de cabeza pasan por un condensador 63 a fin de elevar la concentración de volátiles en los vapores antes de que entren en el separador 41 ". Los vapores antes del condensador 63 típicamente tienen una concentración NH3 de 1-2 molal, mientras que los vapores después del condensador 63 típicamente tienen una concentración NH3 de 3-5 molal. El condensado líquido, típicamente en forma esencial es agua pura, puede regresarse al dispositivo de separación de gas-líquido 62 para ser reutilizado. La eficiencia de energía total del sistema de eliminación de C02 4 puede de esta manera reducirse, y el calentador/rehervidor 43 del separador 41 " puede reducirse en tamaño.
Con referencia a la figura 4, una modalidad específica de un (segundo) dispositivo de separación de gas-líquido 40"' que comprende un separador 41 "' ahora se describirá. El dispositivo 40"' esencialmente es el mismo que el dispositivo 40 de la figura 1 pero con unas cuantas características adicionales. Aparte de esas características adicionales, se hace referencia a la discusión anterior respecto a la figura 1.
El dispositivo de separación de gas-líquido 40"' de la modalidad ilustrada en la figura 4, comprende un separador 41 "' que se divide en dos etapas o compartimientos 103 y 104, una primer etapa en la forma de un compartimiento superior 103 que comprende un MTD superior 42a y una segunda etapa en la forma de un compartimiento inferior 104 que comprende un MTD inferior 42b. La solución amoniacal de la corriente de la solución amoniacal en circulación entra al compartimiento superior 103, de preferencia sobre el MTD superior 42a, y se separa en una fase de gas que comprende compuestos volátiles tales como NH3 y C02 y algo de vapor de agua. La fase de gases volátiles puede regresarse a la corriente de solución amoniacal en circulación como se discute respecto a otras modalidades. La fase de líquido del compartimiento superior 103, que comprende compuestos no volátiles y agua, puede alimentarse en el compartimiento inferior 104, por ejemplo guiarse por un conducto 105 desde el colector del compartimiento superior 103 al compartimiento inferior 104, de preferencia sobre el MTD inferior 42b. En el compartimiento inferior 104, la fase líquida del compartimiento superior 103 se separa en una fase de gas, primordialmente que consiste de vapor de agua ya que los compuestos volátiles ya se han retirado en el compartimiento superior 103, y una fase líquida, que comprende no volátiles y algo de agua que pueden descartarse o tratarse como se discute respecto a otras modalidades. La solución amoniacal suministrada al compartimiento superior 103 típicamente se calienta a una temperatura menor, tal como a una temperatura en o por debajo de la temperatura de ebullición del agua, que el líquido que se alimenta en el compartimiento inferior 104 que puede calentarse a la temperatura de ebullición del agua, a fin de producir vapor de agua. De esta manera, el requerimiento de energía de calentamiento del compartimiento inferior 104 típicamente es superior, o muy superior tal como el doble de alto o más, que el requerimiento de energía de calentamiento del compartimiento superior 103. El calentamiento puede proporcionarse por calentadores/rehervidores separados de las dos etapas 103 y 104, o como se ilustra en la figura 4, por un solo calentador/rehervidor 43.
El vapor de agua o vapor de agua a alta temperatura producido por la etapa inferior 104 puede ser guiado al (primer) dispositivo de separación de gas-líquido 62 del montaje de absorción de amoniaco 60, de esta manera integrando el separador 41 "' con el dispositivo de separación de gas-líquido 62. En el dispositivo de separación de gas-líquido 62, el vapor puede emplearse para agregar energía de calentamiento al dispositivo de separación de gas-líquido 62, de esta manera reduciendo la necesidad por energía de calentamiento externa para el dispositivo de separación de gas-líquido 62 y reduciendo los requerimientos del calentador/rehervidor 106 del dispositivo de separación de gas-líquido 62. Como se ilustra por la figura 4, el vapor puede emplearse para calentar al introducir directamente el vapor en el dispositivo de separación de gas-líquido 62, de preferencia por debajo de un MTD, o puede emplearse como un medio de calentamiento en el calentador/rehervidor 106 del dispositivo de separación de gas-líquido 62. La eficiencia de energía total del sistema de eliminación de C02 4 puede de esta manera reducirse, y el calentador/rehervidor 106 del dispositivo de separación de gas-líquido 62 puede reducirse en tamaño.
Con referencia primordialmente a las figuras 5 y 6, un sistema de eliminación de C02 4 como se describió anteriormente se propone, que incluye un dispositivo de separación de gas-líquido 40 que comprende un separador 41 configurado para retirar agua y no volátiles de la solución iónica en circulación al separar como se describió en detalle anteriormente.
La Figura 5 es una ilustración esquemática de una modalidad, en donde la solución amoniacal recibida es solución amoniacal rica en C02 desde el fondo 20 del absorbedor de C02 15 y en donde la fase de gas se reintroduce en el regenerador 25.
En la modalidad de la figura 5, el dispositivo de separación de gas-líquido 40 comprende un separador 41. El separador 41 puede configurarse tal como por ejemplo, como un recipiente de acero de forma generalmente cilindrica, configurado para operar dentro de un intervalo de presión de aproximadamente 1-5 bar. El separador 41 de preferencia está equipado con uno o más dispositivos de transferencia de masa (MTD) 42. El MTD por ejemplo puede ser platos de válvulas, platos de tamices, empaque estructurado, empaque relleno al azar o de otros materiales de empaque convenientes o una combinación de los mismos. Un dispositivo/sistema de calentamiento 43 puede proporcionarse en el separador 41 para calentar la solución iónica recibida por el separador. El sistema de calentamiento puede calentarse por vapor con baja presión (típicamente con una presión en el intervalo de 4-8 bar), o si la cantidad de calor requerida es muy baja para justificar la infraestructura para vapor de baja presión, por dispositivos/sistemas de calentamiento eléctrico. El separador 41 de preferencia se configura para proporcionar calor suficiente a la solución amoniacal, de manera tal que a una presión en el intervalo de 1-5 bar, componentes de bajo punto de ebullición, por ejemplo NH3 y C02, se transfieren a una fase gas, mientras que componentes de alto punto de ebullición, por ejemplo sales y metales, se recolectan en una fase líquida en el fondo 46 del separador 41. El separador 41 se configura para descargar la fase gas, que contiene primordialmente NH3 y C02, mediante una salida de gas 44, y la fase líquida, que contiene primordialmente agua, mediante una salida de líquido 45.
El separador 41 se configura para recibir solución amoniacal rica en C02 recolectada en el fondo del absorbedor de C02 15. La velocidad a la cual la solución amoniacal rica del absorbedor C02 15 se alimenta (gasto de alimentación) al separador 41 por ejemplo, es aproximadamente 0.5% a 2.0% del gasto de alimentación en el cual solución amoniacal pobre en C02 se alimenta al absorbedor de C02 15. La solución amoniacal recibida del absorbedor de C02 15 se pone en contacto mediante un MTD de líquido/gas 42, de preferencia en un flujo a contracorriente, con vapores ascendentes que se alimentan a o generan en el fondo del separador 41 . La diferencia entre la presión parcial en equilibrio del amoniaco y C02 en la solución amoniacal que fluye en forma descendente dentro del separador 41 y las presiones de vapor de amoniaco y C02 en la fase de vapor ascendente, resulta en la transición de amoniaco y C02 del líquido a la fase vapor. Como resultado, no volátiles y algo de agua se recolectan en el fondo 46 del separador 41 y pueden retirarse fácilmente de ahí, sin extraer amoniaco. La fase gas que comprende amoniaco separado y C02 y una cantidad residual de vapor sale del separador 41 mediante una salida de gas 44 en la parte superior del separador.
La fase líquida recolectada en el fondo 20 del absorbedor de C02 15 generalmente tiene una temperatura en el intervalo de 10-30°C. La fase líquida recolectada en el fondo 46 del separador 41 generalmente tiene una temperatura en el intervalo de 80-150°C, tal como en el intervalo 95-125°C. Un cambiador de calor 47 puede proporcionarse para transferir calor desde la fase líquida a retirar del fondo del separador 41 a la solución amoniacal que se recibe del absorbedor de C02 15 (y de esta manera eleva la temperatura de la solución amoniacal a una temperatura predeterminada por ejemplo en el intervalo de 50-150°C tal como 60-120°C) antes de que se introduzca al separador 41.
La fase gas (C02, NH3, vapor de agua) del separador 41 puede enviarse, ya sea en parte o de forma completa hacia el regenerador 25 del montaje de regeneración 12. Ya que el separador 41 puede operar a una presión en el intervalo de 1-5 bar, correspondiente a la presión del absorbedor al cual se conecta, y el regenerador puede operar a presión superior, puede ser conveniente el reintroducir la fase gas en la corriente amoniacal en circulación por ejemplo corriente arriba de una bomba de alimentación del regenerador. La fase líquida recolectada en el fondo 46 del separador 41 , de preferencia será una solución acuosa de compuestos no volátiles bajos en NH3 y C02. Dependiendo del contenido de amoniaco residual en la fase líquida, puede enviarse a un separador de agua de lavado o directamente a límites de batería (BL = Battery Limits). En esta modalidad, el calor invertido es recuperado en forma sustancial si no completa en el recipiente regenerador 25 y/o en el cambiador de calor efluente/alimentación pequeño 47. El requerimiento de calentamiento del regenerador 25, en general proporcionado por vapor con baja presión (4-8 bar), puede entonces reducirse.
La FIGURA 6 es una ilustración esquemática de una modalidad en donde la solución amoniacal recibida es solución iónica pobre en C02 del fondo 29 del regenerador 25 y en donde la fase de gas formada se reintroduce en el regenerador 25.
En la modalidad de la figura 6, el dispositivo de separación de gas- líquido 40 comprende un separador 41. El separador 41 puede configurarse por ejemplo, como un recipiente de acero de forma generalmente cilindrica, configurado para operar dentro de un intervalo de presión de aproximadamente 10-30 bar. El separador 41 de preferencia está equipado con uno o más dispositivos de transferencia de masa (MTD) conveniente 42. El MTD por ejemplo puede ser platos de válvula, platos de tamices, empaque estructurado, empaque relleno al azar o de otros materiales de empaque convenientes o una combinación de los mismos. Un sistema/dispositivo de calentamiento 43 puede proporcionarse en el separador 41 para calentar la solución amoniacal recibida por el separador. El sistema de calentamiento puede calentarse por vapor de presión media (típicamente con una presión en el intervalo de 10-30 bar), o si la cantidad de calor necesaria es muy baja para justificar la infraestructura para vapor de presión media, por dispositivos/sistemas de calentamiento eléctrico. El separador 41 de preferencia se configura para proporcionar suficiente calor a la solución amoniacal de manera tal que a una presión en el intervalo de 10-30 bar, componentes de bajo punto de ebullición por ejemplo NH3 y C02, se transfieren a una fase gas, mientras que componentes de alto punto de ebullición por ejemplo sales y metales se recolectan en una fase líquida en el fondo del separador. El separador 41 se configura para descargar la fase gas, que contiene NH3 y C02, mediante una salida de gas 44, y la fase líquida, que contiene no volátiles, mediante una salida de líquido 45.
El separador 41 se configura para recibir solución de amoniaco pobre del regenerador 25. El gasto en el cual solución amoniacal pobre del regenerador 25 se alimenta (gasto de alimentación) al separador 41 , por ejemplo es de aproximadamente 0.5% a 2.0% del gasto de alimentación en el cual solución amoniacal rica se alimenta al regenerador 25. La solución iónica recibida del regenerador 25 se pone en contacto mediante un MTD de líquido/gas 42, de preferencia en un flujo a contra corriente, con vapores ascendentes (vapores ascendentes deberán ser suficientes) alimentados a o regenerado en el fondo 46 del recipiente separador 41. La diferencia entre la presión parcial en equilibrio del amónico y C02 en la solución amoniacal que fluye en forma descendente dentro del recipiente separador 41 y las presiones de vapor de amoniaco y C02 en la fase de vapor ascendente, resulta en la transición de amoniaco y C02 del líquido a la fase vapor. Como resultado, agua y componentes no volátiles se recolectan en el fondo del separador 41 y pueden retirarse fácilmente de ahí sin extraer amoniaco. La fase gas que comprende amoniaco y C02 y vapor de agua extraídos, sale del separador mediante la salida de gas 44 en la parte superior del separador.
La fase líquida recolectada en el fondo 29 del regenerador 25 generalmente tiene una temperatura en el intervalo de 100-150°C. La fase líquida recolectada en el fondo 46 del separador 41 , generalmente tiene una temperatura en el intervalo de 150-250°C. Un cambiador de calor 47 puede proporcionarse para transferir calor desde la fase líquida retirada del fondo del separador 41 a la solución amoniacal recibida del regenerador 25 (y de esta manera elevar la temperatura de la solución amoniacal a una temperatura predeterminada, por ejemplo entre 150-200°C) antes que se introduzca en el separador 41 .
La fase gas (C02, NH3, vapor de agua) del separador 41 se envía de regreso, ya sea en parte o en forma completa, al regenerador 25. La fase líquida recolectada en el fondo 46 del separador 41 , de preferencia será una solución acuosa de componentes no volátiles bajos en NH3 y C02. Dependiendo del contenido de amoniaco residual en la solución acuosa, puede enviarse a un separador de agua de lavado o directamente a límites de batería (BL). En esta modalidad, el calor invertido es recuperado en forma sustancial, si no por completo en el recipiente regenerador 25 y/o en el cambiador de calor de efluente/alimentación pequeño 47. El requerimiento de calentamiento del regenerador, en general se proporciona por vapor con baja presión (4-8 bar), puede de esta manera reducirse.
Con referencia a la figura 7, el sistema de eliminación de C02 puede opcionalmente además comprender un montaje de absorción de amoniaco, operativo para retirar cantidades en trazas de NH3 presente en la corriente de gas que sale del absorbedor de C02 15 del montaje de captura de C02 1 1. Un ejemplo de un montaje de absorción de amoniaco se ilustra esquemáticamente en la figura 7. El sistema de lavado con agua 60, en general comprende un absorbedor de amoniaco 61 (referido aquí como el absorbedor de NH3) y un (primer) dispositivo de separación de gas-líquido 62 (referido aquí como el separador de NH3). Durante el proceso de lavado con agua, una corriente de agua o una solución acuosa que tiene una concentración de NH3 menor a 5% en peso se hace circular entre el absorbedor de NH3 61 y el separador de NH3 62.
En el absorbedor de NH3 61 , una corriente de gas agotada en C02 del absorbedor de C02 15 se pone en contacto con la corriente de agua de una solución acuosa que tiene una concentración de NH3 menor a 5% en peso tal que el NH3 se absorbe en la corriente de agua o solución acuosa. Al menos una porción de la solución acuosa o el agua empleada en el absorbedor de NH3 se retira y alimenta al separador de NH3 62. En el separador de NH3 62, una fase gaseosa que comprende NH3 se separa del agua o la solución acuosa y retira del montaje de absorción de amoniaco 60. Además de NH3, la fase gaseosa del separador de NH3 62 también puede contener vapor de agua, C02 y otros contaminantes de bajo punto de ebullición. La fase gaseosa separada que comprende NH3 puede regresarse a la solución amoniacal del sistema de eliminación de C02 4, por ejemplo al regenerador 25, para reducir al mínimo la pérdida de NH3 del sistema. Sin embargo, de acuerdo con la modalidad de la invención ilustrada en la figura 7, la fase de gas del separador NH3 62 es guiada, mediante un condensador 63 para retirar algo del vapor de agua, a e introducido en el (segundo) dispositivo de separación de gas-líquido 41 y ahí puede emplearse para separar compuestos volátiles de la solución amoniacal en circulación, como se discutió anteriormente respecto a modalidades de la presente invención. El agua o la solución acuosa de la cual NH3 se ha separado puede reciclarse al absorbedor de NH3 61 para utilizar en captura de adicional NH3 de una corriente de gas.
En la modalidad descrita en general en la figura 7, el montaje de absorción de amoniaco 60 comprende un condensador 63 configurado para recibir la corriente de gas producida por el separador de NH3 62, y condensar vapor de agua ahí contenido. El condensado acuoso, de preferencia con nulas o bajas cantidades de NH3 y recolectadas del condensador 63, se regresa al separador de NH3 62 para mayor eliminación de cualquier NH3 que ahí queda y eventualmente se regresa al absorbedor de amoniaco 61 para utilizarse como agua de lavado.
El separador 41 de la modalidad ¡lustrada en la figura 7 se dispone para operar a una presión de 1-2 bar y para recibir una corriente de solución amoniacal rica en C02 del absorbedor 15 del montaje de captura de C02 1 1. La solución amoniacal se separa por el separador 41 en una fase de gas rica en NH3 y C02, que se reintroduce a la corriente de solución amoniacal en circulación hacia el montaje de regeneración 12, y en una fase líquida que comprende compuestos no-volátiles, que de esta manera pueden retirarse de la solución amoniacal en circulación. Tanto la fase de gas como la fase líquida del separador 41 pueden comprender agua. Las cantidades relativas de agua en la fase de gas y las fases líquidas, respectivamente pueden depender de que tanto calentamiento se realiza en el separador. Entre más se caliente, más agua se evapora. De esta manera, el separador también puede utilizarse para regular el balance de agua de la solución amoniacal en circulación. De acuerdo con una modalidad ilustrada en la figura 7, el separador 41 también recibe los vapores de destilado de cabeza, es decir la fase de gas, del separador de NH3 62, como se mencionó anteriormente. La fase de gas del separador 62, aunque rica en NH3 en el contexto del separador 62, es relativamente pobre en NH3 en el contexto del separador 41 , típicamente comprende 3-5 molal, tal como aproximadamente 4 molal, de NH3, que puede compararse con el contenido de NH3 de la solución amoniacal en circulación típicamente de 5-15 molal, tal como 8-14 molal. La fase de gas del separador 62 de esta manera puede asistir en separar la solución amoniacal en el separador 41 mientras que también agrega energía térmica al separador 41 , reduciendo el requerimiento de calentamiento externo del separador 41. El NH3 de la fase gas del separador 62 también se separará en el separador 41 junto con la solución amoniacal, con lo que el NH3 combinado y otros volátiles, tales como C02, tanto del montaje de absorción de amoniaco 60 y el separador 41 puede salir el separador 41 juntos hacia el montaje de regeneración.
El uso del separador 41 en la modalidad de la figura 7 proporciona cuando menos las ventajas de: ¦ Retirar compuestos no-volátiles de la solución amoniacal en circulación.
¦ Recuperar el calor del separador 62 en el separador 41 , reduciendo el requerimiento de calentamiento del separador 41 tanto como por 50%.
¦ Dirigir amoniaco que de otra forma se perdería del sistema, de regreso al montaje de regeneración.
• Permitir la recuperación eficiente de calor empleado en el proceso de separación. Conforme el amoniaco recuperado se transfiere de regreso al montaje de regeneración en la forma evaporada caliente, el calor consumido durante el proceso de separación del separador 41 se recupera y utiliza eficientemente para llevar a cabo la regeneración del sistema de captura de C02, reemplazando ahí la porción correspondiente de la demanda de calentamiento.
• Permitir un control más efectivo del balance de agua del sistema. Mientras que la invención se ha descrito con referencia a una cantidad de modalidades preferidas, se entenderá por aquellos con destreza en la técnica que diversos cambios pueden realizarse y pueden sustituirse equivalentes por sus elementos, sin apartarse del alcance de la invención. Además, pueden realizarse muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse de su alcance esencial. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a las modalidades particulares descritas como el mejor modo actualmente contemplado para llevar a cabo esta invención, pero que la invención incluirá todas las modalidades que caen dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Aún más, el uso de los términos primero, segundo, tercero, no denota ningún orden o importancia o cronología, sino más bien los términos primero, segundo, etc., se emplean para distinguir un elemento de otro.

Claims (38)

REIVINDICACIONES
1. Un método para retirar compuestos no-volátiles de una corriente de solución amoniacal en circulación de un sistema de eliminación de C02, el sistema se dispone para eliminar dióxido de carbono (C02) de una corriente de gas, al poner la corriente de gas en contacto con la corriente de la solución amoniacal en circulación tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el método se caracteriza porque comprende: introducir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación en un dispositivo de separación de gas-líquido; separar la solución amoniacal introducida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles; y reintroducir la fase de gas rica en amoniaco a la corriente de solución amoniacal en circulación.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación tiene una presión en el intervalo de 1 a 10 bar, cuando se introduce en el dispositivo de separación de gas-líquido.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación tiene una presión en el intervalo de 10 a 30 bar cuando se introduce en el dispositivo de separación de gas-líquido.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema comprende: un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02 configurado para recibir la corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con la corriente de solución amoniacal, de manera tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02; y un montaje de regeneración que comprende un regenerador configurado para recibir la corriente de solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura de C02, y para separar C02 de la solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal pobre en C02, y regresar la corriente de solución amoniacal pobre en C02 al montaje de captura de C02.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la solución amoniacal introducida es una porción de la corriente de la solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura de C02.
6. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la solución amoniacal introducida es una porción de la corriente de solución amoniacal pobre en C02 del montaje de regeneración.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque los compuestos no-volátiles comprenden sales y metales.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la solución amoniacal es acuosa y en donde una porción principal del agua de la solución amoniacal se separa en la fase de gas rica en amoniaco y una porción menor del agua de la solución amoniacal se separa en la fase líquida que comprende los compuestos no volátiles.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la porción de la corriente de la solución amoniacal en circulación introducida en el dispositivo de separación de gas-líquido tiene un gasto de flujo que es menor a 25% en volumen del gasto de flujo de la comente de solución amoniacal en circulación.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el dispositivo de separación de gas-líquido comprende un separador.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el separador se calienta por vapor que tiene una presión menor a 10 bar.
12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el separador se calienta por una solución amoniacal pobre en C02 desde el regenerador.
13. Un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02) para retirar C02 de una corriente de gas al poner la corriente de gas en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema se caracteriza porque comprende: un dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, separar la solución amoniacal recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco, y reintroducir la fase de gas rica en amoniaco a la corriente de la solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación de gas-líquido además se configura para recibir un aditivo alcalino para mezclarse con la solución amoniacal recibida.
14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fase líquida pobre en amoniaco tiene un pH en el intervalo de 7 a 11.
15. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de separación de gas-líquido comprende un sensor de pH dispuesto para medir el pH de la fase líquida pobre en amoniaco.
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el aditivo alcalino es líquido.
17. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el aditivo alcalino comprende hidróxido de sodio (NaOH) o hidróxido de potasio (KOH).
18. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el aditivo alcalino se agrega a la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación que se recibe por el dispositivo de separación de gas-líquido.
19. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de separación de gas-líquido comprende un separador.
20. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el aditivo alcalino se agrega a un colector del separador.
21. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación a una presión en el intervalo de 1 a 10 bar.
22. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación a una presión en el intervalo de 10 a 30 bar.
23. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende: un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02 configurado para recibir la corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con la corriente de solución amoniacal, tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02; y un montaje de regeneración que comprende un regenerador configurado para recibir la corriente de solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura de C02, y para separar C02 de la solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal pobre en C02, y regresar la corriente de solución amoniacal pobre en C02 al montaje de captura de C02.
24. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la porción de la solución amoniacal en circulación que el dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir, es una porción de la corriente de solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura C02.
25. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la porción de la solución amoniacal en circulación en la que el dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir, es una porción de la corriente de solución amoniacal pobre en C02 del montaje de regeneración.
26. Un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02) para retirar C02 de una corriente de gas al poner la corriente de gas, en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema se caracteriza porque comprende: un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02 configurado para recibir una corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución amoniacal, de manera tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02 y una corriente de gas pobre en C02; un montaje de absorción de amoniaco que comprende: un absorbedor de amoniaco configurado para recibir la corriente de gas pobre en C02 del montaje de captura de C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución de lavado acuosa, que tiene una concentración de amoniaco menor a 5% en peso, de manera tal que se absorbe el amoniaco en la corriente de solución de lavado acuosa para formar una solución de lavado rica en amoniaco, y un primer dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco y separar la solución de lavado recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco; y un segundo dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, separar la solución amoniacal recibida en una fase de gas rica en amoniaco y una fase de líquido pobre en amoniaco, y reintroducir la fase de gas rica en amoniaco en la corriente de solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación de gas-líquido además se configura para recibir al menos una porción gaseosa de la fase de gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación de gas-líquido.
27. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el segundo dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir la porción gaseosa como mínimo de la fase de gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación de gas-líquido en o por debajo de un dispositivo de transferencia de masa del dispositivo de separación de gas-líquido.
28. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la corriente de solución de lavado del absorbedor de amoniaco tiene un gasto de flujo de al menos 2 veces el gasto de flujo de la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación que se recibe por el segundo dispositivo de separación de gas-líquido.
29. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la solución amoniacal del segundo dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal rica en C02 del montaje de captura de C02.
30. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el segundo dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación a una presión en el intervalo de 1 a 10 bar.
31. El sistema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el segundo dispositivo de separación de gas-líquido también se configura para recibir al menos una porción de la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco.
32. Un sistema de eliminación de dióxido de carbono (C02) para eliminar C02 de una corriente de gas, al poner la corriente de gas en contacto con una corriente de solución amoniacal en circulación tal que C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal, el sistema se caracteriza porque comprende: un dispositivo de separación de gas-líquido configurado para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, el dispositivo de separación de gas-líquido comprende: una primera etapa, configurada para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación y separarla en una fase de gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco, la fase de gas rica en amoniaco se reintroduce en la corriente de solución amoniacal en circulación, y una segunda etapa configurada para recibir la fase de gas pobre en amoniaco de la primera etapa y separar la fase líquida en una fase gas que sustancialmente consiste de vapor de agua y una fase líquida que comprende compuestos no-volátiles.
33. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la solución amoniacal recibida es acuosa, y en donde una porción principal del agua de la solución amoniacal se separa en la fase gas de la segunda etapa, una porción menor del agua de la solución amoniacal se separa en la fase líquida que comprende los compuestos no-volátiles, y otra porción menor del agua de la solución amoniacal se separa en la fase gas rica en amoniaco.
34. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además comprende: un montaje de absorción de amoniaco que comprende: un absorbedor de amoniaco configurado para recibir la corriente de gas pobre en C02 del montaje de captura de C02 y poner en contacto la corriente de gas con una corriente de solución de lavado acuosa; que tiene una concentración de amoniaco menor a 5% en peso tal que el amoniaco se absorbe en la corriente de solución de lavado acuosa para formar una solución de lavado rica en amoniaco, y un primer dispositivo de separación de gas-líquido, configurado para recibir la solución de lavado rica en amoniaco del absorbedor de amoniaco y separar la solución de lavado recibida en una fase gas rica en amoniaco y una fase líquida pobre en amoniaco; en donde el primer dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir al menos una porción de la fase gas de la segunda etapa.
35. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el primer dispositivo de separación de gas-líquido se configura para recibir la porción como mínimo de la fase gas de la segunda etapa por debajo de un dispositivo de transporte de masa del primer dispositivo de separación de gas-liquido.
36. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el sistema se configura para permitir que la fase gas rica en amoniaco del primer dispositivo de separación de gas-líquido se combine con la fase gas rica en amoniaco de la primera etapa antes de reintroducirse en la corriente de solución amoniacal en circulación.
37. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además comprende: un montaje de captura de C02 que comprende un absorbedor de C02, configurado para recibir la corriente de gas que contiene C02 y poner en contacto la corriente de gas con la corriente de solución amoniacal tal que el C02 se retira de la corriente de gas por la corriente de solución amoniacal para formar una corriente de solución amoniacal rica en C02; en donde la solución amoniacal de la primera etapa, se configura para recibir una porción de la corriente de solución amoniacal rica de C02 del montaje de captura de C02.
38. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la primera etapa se configura para recibir la porción de la corriente de solución amoniacal en circulación, a una presión en el intervalo de 1 a 10 bar.
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