NO20092630A1 - Kompakt absorpsjons-dessorpsjonsprosess og apparatur som benytter konsentrert losning. - Google Patents
Kompakt absorpsjons-dessorpsjonsprosess og apparatur som benytter konsentrert losning. Download PDFInfo
- Publication number
- NO20092630A1 NO20092630A1 NO20092630A NO20092630A NO20092630A1 NO 20092630 A1 NO20092630 A1 NO 20092630A1 NO 20092630 A NO20092630 A NO 20092630A NO 20092630 A NO20092630 A NO 20092630A NO 20092630 A1 NO20092630 A1 NO 20092630A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- absorption
- absorbent
- channel
- concentration
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims description 31
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 57
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 57
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- GODZNYBQGNSJJN-UHFFFAOYSA-N 1-aminoethane-1,2-diol Chemical compound NC(O)CO GODZNYBQGNSJJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229940083124 ganglion-blocking antiadrenergic secondary and tertiary amines Drugs 0.000 description 1
- -1 glycol ether amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1412—Controlling the absorption process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1475—Removing carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/80—Organic bases or salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
- B01D2259/124—Liquid reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
Det er beskrevet en fremgangsmåte for absorpsjon og dessorpsjon av CO2 fra en avgass som omfatter å tilføre avgassen inn i en hovedsakelig horisontal kanal der et absorpsjonsfluid sprayes inn i kanalen i strømningsretningen til avgassen og samles opp som CO2-rikt absorpsjonsfluid i en nedre del av kanalen og transporteres til midten av et roterende dessorpsjonshjul, der CO2 utskilles og det tynne absorpsjonsfluidet returneres til kanalen. Denne fremgangsmåten kan benytte absorpsjonsfluider med høy konsentrasjon av konvensjonelle amin-CO2-absorbenter. Det er også beskrevet anvendelsen av en aminabsorbent i en konsentrasjon på mellom 61 og 100 vekt - % for absorpsjon av C02 fra en gasstrøm, der aminet er et alkanolamin.
Description
Foreliggende beskrivelse vedrører en kompakt absorpsjons-desorpsjonsprosess og apparatur som benytter konsentrert løsning for isolering av CO2fra en gasstrøm.
Isoleringen av CO2har i de senere år fått mer oppmerksomhet spesielt på grunn av miljøspørsmålene som er forbundet med dette. Det er et ønske å bli i stand til å fjerne CO2fra forskjellige typer avgasstilfeller for å gjøre prosessene mei- miljøvennlige. Én av metodene som har blitt undersøkt er bruken av en løsning av en absorbent. Løsningen bringes i kontakt med avgassen som inneholder CO2og CO2absorberes i væsken, som separeres fra gassfasen før CO2frigis ved å endre de fysikalske betingelsene.
Den konvensjonelle metoden for å fjerne CO2fra avgass er å benytte en standard absorpsjons-desorpsjonsprosess, slik som den som er illustrert i fig. 1. Ved denne prosessen økes gassens trykk med en kompressor enten før eller etter en indirekte eller direkte kontaktkjøler. Gassen tilføres så et absorpsjonståm der gassen motstrøms bringes i kontakt med en absorbent som strømmer nedover. I toppen av kolonnen er en vaskeseksjon tilpasset for å fjerne, hovedsakelig med varm, absorbentrester som følger med gassen fra CCVfjerneseksjonen. Absorbent som er rik på CO2fra den nedre delen av absorbatoren pumpes til toppen av desorpsjonskolonnen via en vamegjenvinnings-varmeveksler, hvilket gjør den rike absorbenten forvarmet før den går inn i desorpsjons-tårnet. I desorpsjonståmet strippes CO2med damp som beveger seg oppover i tårnet. Vann og absorbent som følger CO2over toppen gjenvinnes i kondensatoren over desorpsjonstoppen. Damp dannes i kokeren hvorfra absorbenten med lite CO2pumpes via varmegjeiivhiningsvarmeveksleren og en kjøler til toppen av absorpsjonskolonnen.
De kjente prosessene for å fjerne CO2fra avgass involverer utstyr som forårsaker et betydelig trykkfall i gassen. Dersom slike trykkfall tillates, ville det forårsake at et trykk bygges opp i utløpet fra kraftgenereringsanlegget eller andre anlegg som genererer CO2-avgassen. Dette er uønsket. Dersom det var en gassturbin, ville det føre til redusert effektivitet i kraftgenereringsprosessen. For å imøtegå denne ulempen, er det nødvendig med en kostbar avgasskompressor.
Et ytterligere problem med eksisterende teknologi er at absorpsjonstårnet og den foregående avgasskjøleren er kostbare elementer.
Standard CC^-fangstanlegg krever også store områder med fast eiendom.
Et ytterligere problem er at det er en mengde energi og varmeveksling involvert med å sirkulere store mengder av fortynnet absorbent gjennom absorpsjons-desorpsjonsprosessen. Mengden av løsning som må sirkuleres er svært påvirket av konsentrasjonen av absorbent som benyttes i prosessen. Jo nøyere konsentrasjonen er, jo mindre for-tynningsmiddel må varmes, kjøles og sirkuleres. Faktorene som påvirker den egnede konsentrasjonen er viskositeten i løsningen, korrosiviteten til løsningen, løseligheten så vel som andre kjemiske og fysikalske egenskaper av Løsningen og utstyret som skal benyttes.
Fra et miljømessig, så vel som økonomisk synspunkt, bør fortynningsmidlet/løsnings-midlet som omfattes av absoi^sjonsløsningsinidlet fortrinnsvis være ikke-toksisk og ikke kreve noen ytterligere anstrengelser eller oppgaver å håndtere.
US2006/0045830 beskriver en fremgangsmåte for å benytte en spesifikk type absorbenter basert på glykoleteraminer. Det er angitt at disse spesifikke absorbentene kan benyttes ved høye konsentrasjoner sammenlignet med tradisjonelle alkoholamin-baserte absorbenter. Videre er det anført at den benyttede konsentrasjonen for tradisjonelle aminer er mellom 15-60 vekt-%.
DE102006010595 beskriver anvendelsen av spesifikke glykolaminer for absorpsjon av syregasser inkludert CO2. Glykolaminabsorbenten kan benyttes ved høyere konsentrasjoner enn den tradisjonelle absorbenten metyl-dietanol-amin, MDEA.
Den foreliggende oppfinnelsen har som fonnål å tilveiebringe en fremgangsmåte for å utnytte høyere konsentrasjoner av tradisjonelle amrn-CO^-absorbenter og derved redusere behovet for oppvarming, kjøling og sirkulering av store mengder fortynnings-middel.
Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for absorpsjon og desoipsjon av CO2fra en avgass som omfatter å tilføre avgassen til en hovedsakelig horisontal kanal der et absorpsjonsfluid sprayes hm i kanalen i sti'ørnningsretningen til avgassen og samles opp som C02-rikt absorpsjonsfluid i en nedre del av kanalen og transporteres til midten av et roterende desoipsjonshjul, der CO2utfylles/desorberes.
Viskositeten i absorbenten kan være i området 0,01-50 mPa, fortrinnsvis i området 1-10.
Ved en utførelsesform ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse har absorpsjonsfluidet en viskositet på 5-35 mPas, ved andre utførelsesformer er viskositeten 5-20 mPas, 1-15 mPas, eller fra 10 til 10 mPas.
Ved en utførelsesform har absoipsjonsfmidet en høy konsentrasjon av alkanolamin-C02-absorbeiiter. Konsentrasjonen av alkanolaminet i absoipsjonsfmidet kan være mellom 50 og 100 vekt-%. Ved ytterligere en annen utførelsesform er konsentrasjonen av alkanolaminet i absoipsjonsfmidet mellom 70 og 90 vekt-%.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også anvendelsen av en aminabsorbent i en konsentrasjon på mellom 50 og 100 vekt-% for absorpsjon av CO2fra en gasstrøm, der aminet er et alkanolamin med formel I
der
R<1>er en Ci-6-alkanol;
R er H, Q-e-alkyl eller Ci-6-alkanol; og
R<3>er IL Ci.6-alkyl eller Ci_6-alkanol.
Ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er absorbentkonsentrasjonen mellom 70 og 95 vekt-%.
Ifølge en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er absorbentkonsentrasjonen mellom 70 og 80 vekt-%.
Ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen kan absorbenten være MEA.
Andre utførelsesformer kan benytte andre absorbenter, slik som absorbenter som ikke er basert på aminer.
I henhold til en utførelsesform kan absorbenten som benyttes i den foreliggende oppfinnelsen være et alkanolamin med formelen I
NR<J>R<2>R<3>(I)
der
R<1>er en Ci-6-aIkanol;
R<2>er H, Ci-e-alkyl eller Ci-g-alkanol; og
R<3>er H, Ci-e-alkyl eller Ci-6-alkanol,
og blandinger derav.
"Ci-e-alkyl" står for en rettkjedet eller forgrenet alkyl med mellom et og seks karbonatomer, eksempler inkluder metyl, etyl, butyl, propyl, pentyl og heksyl.
"Ci-6-alkanol" er valgt fra rettkjedede eller forgrenede alkanoler med fra et til seks karbonatomer, eksempler inkluderer metanol, etanol, butanol, propanol, pentanol og heksanol.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører C02-gjenvinning fra avgass. Selv om de foreliggende eksemplene vedrører C02-gjenvinning fra avgass fra kraftverk, vil en fagmann på området lett forstå at prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse på samme måte er anvendelige ved andre prosesser som produserer avgasser, slik som gass fra kombinerte sirkulerende gassfyrte kraftverk, kullfyrte kraftverk, dampkjeler, sement-fabrikker, raffinerier, varmeovner ved endoterme prosesser slik som gassreformering av naturgass eller lignende kilder til avgass som inneholder CO2.
Den foreliggende oppfinnelsen tillater anvendelse av høyere konsentrasjoner av den tradisjonelle amihbaserte CCVabsorbenten, men den kan benyttes for aminabsorbenter med en konsentrasjon på mellom 50 og 100 vekt-%. Absorbenten kan velges fra primære, sekundære og tertiære aminer, spesielt alkanolaminer, eksempler på slike aminer er monoetanolamin (MEA), metyldietanolamin (MDEA), diisopropanolamin.
Den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelsen av aminbaserte absorbenter. Det skal forstås at andre absorbenter enn aminbaserte absorbenter kan benyttes. Absorbatorer som ikke er aminbaserte er under utvikling, og foreliggende oppfinnelse antas å virke like godt med disse fremtidige typene av absorbenter.
Det roterende desorpsjonshjulet (RDW) kan opereres ved et høyere trykk enn en tradisjonell stripper, hvilket fører til at den produserte CO2oppnås ved et høyere trykk. Ettersom CO2vanligvis lagres eller benyttes ved høyt trykk eller i flytende tilstand, senker et høyere produktti-ykk kostnadene til etterbehandling. Egnede trykk for RDW er i området 1,5-10 bar, mer foretrukket i området 3-5 bar.
Som angitt over, øker viskositeten i amuiføsningen når konsentrasjonen til aminet øker. I henhold til foreliggende oppfinnelse gjør det roterende desorpsjonshjulet det mulig å anvende absorpsjonsløsninger med en viskositet opp til minst 50 mPas og derfor med en høyere konsentrasjon. For å oppnå desorpsjon, varmes den rike absorpsjonsløsniiigen, imidlertid er det velkjent at aminabsorbenten hai"begrenset termisk stabilitet og degraderes hvis den varmes for lenge eller for mye. Oppholdstiden i RDW er betydelig kortere enn i en sammenlignbar strippekolonne som fører til redusert termisk nedbryt-ing.
Den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet mer detaljert med henvisning til den vedlagte figuren;
der:
fig. 1 illustrerer en konvensjonell absorpsjons-desorpsjonsprosess; og
fig. 2 illustrerer et flytskjema der CIT og RDW er kombinert i henhold til foreliggende oppfinnelse.
Fig. 1 viser en konvensjonell metode for å fjerne CO2fra avgass ved å benytte en standard absorpsjons-desorpsjonsprosess. Ved denne prosessen blir trykket til gassen P10 økt ved en kompressor P21 enten før (som illustrert) eller etter en indirekte eller direkte kontaktkjøler P20 (ikke vist). Deretter tilføres gassen til et absorpsjonstårn P22 der gassen bringes motstrøms i kontakt med en absorbent P40 som strømmer nedover. I toppen av kolonnen er det tilpasset en vaskeseksjon for å fjerne, hovedsakelig med vann, absorbentrester som følger med gassen fra C02-fjerneseksjonen. Vaskevæsken P41 føres inn på toppen og trekkes videre ned som P42. Den C02-utvunnede gassen fjernes over toppen som Pl2. Absorbenten som er rik på CO2, P32 fra absorbatorbunnen pumpes til toppen av desorpsjonskolonnen P30 via en vairnegjenvinningsvarmeveksler P28 som gjør den rike absorbenten P36 forvarmet før den føres inn i desorpsjonståmet P30.1 desorpsjonståmet strippes CO2med damp som beveger seg oppover tårnet. Vann og absorbent som følger CO2over toppen gjenvinnes i kondensatoren P33 over desorpsjonsinmetningstoppen. Damp dannes i kokeren P31 hvorfra absorbenten med lite CO2P38 pumpes via vamegjenvinningsvarme veksler en P28 og en kjøler P29 til toppen av absorpsjonskolonnen P22. Damp tilføres til kokeren som strøm P61. Den isolerte CO2føres ut som strøm P14.
En utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse er illustrert i fig. 2; her føres en CO2-holdig gasstrøm 10 inn i en kanal 20,22,24 for kanalintegrert behandling (CIT). I den første seksjonen 20 sprayes kjølevann 51 direkte inn i gasstrømmen. Dråper av kjøle-vann sprayes i retning mot gasstrømmen, og bidrar derved også til å transportere gassen. Størrelsen på kjøleseksjonen kan variere avhengig av gasskilden. Kjølevanndråpene sprayes fra én eller et antall dyser som er anordnet inne i kanalen. Noen av dråpene kan falle ned til bunnen av kanalen der de samles opp, mens resten samles opp ved en dråpefanger og fjernes gjennom rør 52. Den avkjølte gasstrømmen føres inn i den andre seksjonen 24 der dråper av absorpsjonsløsning føres inn i gasstrømmen via dyser som er anordnet i denne seksjonen. Dysene sprayer dråpene i strømmngsretaingen med en hastighet på 20 til 80 m/s. Den kinetiske energien fra dråpene overføres til avgassen og bidrar således til strømmen. I en foretrukket utførelsesform introduseres tynn absorbent 40 i nedstrømsenden av kanalen som samles opp i den nedre delen av kanalen ned-strøms utgangspunktet og reinjiseres i gasstrømmen oppstrøms inngangspunktet fol-den tynne absorbenten 40. Dette kan gjentas flere ganger hvorved en type motstrøms strømningsmønster oppnås; gasstrømmen bringes i kontakt med en absorpsjonsløsning som er mer og mer C02-uttynnet etter hvert som den passerer gjennom kanalen. Den flytende absorbenten fanges ved dråpefangere plassert mellom hver seksjon. Kanalen kan være horisontal, men kan også ha en vinkel på opp til 60° fra horisontal.
Det C02-rike absorpsjonsfluidet fjernes fra kanalen via rør 32, og transporteres med pumper 26 som strøm 34 inn i en tynn/rik vannegjenvinnmgsvarmeveksler 28, hvor den rike absorbenten er forvarmet før den introduseres til et roterende desorpsjonshjul.
Det roterende desorpsjonshjulet (RDW) er et system for desorpsjon av CO2fra et
absorpsjonsfluid, RDW omfatter en sylinder med en åpen kjerne, sylinderen er roterbart anordnet rundt en akse gjennom kjernen, et rør for å tilføre CCVrikt absorpsjonsfluid 36 til kjernen av sylinderen, et tynt absorbentutløp 38 ved omkretsen av sylinderen, middel for indirekte varmetilførsel til minst en perifer del av sylinderen. I den illustrerte
utførelsesformen tilføres damp gjennom 61 som vannetilførsel og kondensat fjernes gjennom rør 62.1 en foretrukket utførelsesform omfatter RDW videre en kondensator-seksjon der vann og absorbent som har blitt overført til dampfasen sammen med den utskilte CO2kondenseres og returneres til desorpsjonsseksjonen og en tørr CCVstrøm 14 oppnås. For å lette kondenseringen tilføres kjølevæske gjennom rør 55 og fjernes gjennom rør 56. Når den rike absorbenten introduseres til kjernen av den roterende sylinderen, vil rotasjonen tvinge væsken til å flytte seg i en perifer retning. Tilførsel av varme vil resultere i desorpsjon og dannelse av en dampfase. Dampfasen vil på grunn av
rotasjonen og bevegelsen av væskefasen mot periferien bevege seg mot kjernen av sylinderen hvorfra den fjernes.
Den oppnådde tynne absoipsjonsløsningen 38 varmeveksles med den rike absorpsjons-væsken 34 i varmegjenvinningsvannevelcsleren 28, avkjøles videre i kjøler 29 med indirekte kontakt med en kjølevæske som tilføres gjennom linje 53 og fjernes gjennom linje 54. Det avkjølte tynne absorpsjonsfluidet returneres som strøm 30 til kanalen.
Når den kanalintegrerte behandlingen og det roterende desorpsjonshjulet (CIT & RDW) kombineres, blir det mulig, i henhold til én av utførelsesformene ifølge foreliggende oppfinnelse, å anvende mer konsentrerte absorbentløsninger. Ved desorpsjonsprosessen vil temperaturen øke når vanninnholdet reduseres i favør av det mindre flyktige kjemikaliet som benyttes i absorbentløsningen, for eksempel et alkanolamin. Uønskede bireaksjoner kan deretter øke, men med de svært korte oppholdstidene som oppnås med det roterende desorpsjonshjulet og den kanalintegrerte behandlingen, vil omfanget av disse bireaksjonene være akseptable. Totalt sett vil de sannsynligvis være mindre enn ved en konvensjonell prosess. Desorpsjonstrykket kan settes høyere enn ved en konvensjonell prosess.
Ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan en mer konsentrert absorbentløsning benyttes. Ved å benytte vandig MEA som et eksempel, kunne konsentrasjonen økes fra tilnærmet 30 til 90% (basert på vekt). Dette fører til en reduksjon av den sirkulerende absorbenten gjennom prosessen til omtrent 1/3 av den konvensjonelle prosessen.
Effekten ved å redusere den volumetriske sirkulasjonshastigheten i henhold til foreliggende oppfinnelse, er at pumper kan være mindre, pumpekraft reduseres, og at den standard tynne/rike varmeveksleren og absorbentkjøleren alle reduseres i størrelse proporsjonalt med den volumetriske strømreduksjonen. For CIT-prosessen i særdeleshet er dette viktig da det kan redusere antall dyser til en tredjedel. Når det gjelder desorpsjonskokeren, reduseres også den delen av varmemengden forbundet med den følsomme varmen som er nødvendig for å øke absorbenttemperaturen fra det rike væskeinngangspunktet til det tynne væskeutgangspimktet tilsvarende. Dette reduserer både kapitalkostnader og sparer energi.
En beregning av dampforbruket som sammenligner en 30% MEA-løsning i en tradisjonell stripper med en 70 vekt-% MEA i et RDW, viser en reduksjon av dampbruk fra 1,4 kg/kg CO2til 1,4 kg/kg CO2, hvilket representerer en 30% reduksjon.
Claims (9)
1.
Fremgangsmåte for absorpsjon og desorpsjon av CO2fra en avgass som omfatter å tilføre avgassen inn i en hovedsakelig horisontal kanal der et absorpsjonsfluid sprayes hm i kanalen i strømmngsretningen til avgassen og samles opp som C02-rikt absorpsjonsfluid i en nedre del av kanalen og transporteres til midten av et roterende desorpsjonshjul, dei- CO2desorberes.
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, der absorpsjonsfluidet hai- en viskositet på 5-35 mPas.
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, der absorpsjonsfluidet har en høy konsentrasjon av alkanolamin-C02-absorbenter.
4.
Fremgangsmåte ifølge krav 3, der konsentrasjonen av ahcanolaminet i absorpsjonsfluidet ei- mellom 61 og 100 vekt-%.
5.
Fremgangsmåte ifølge krav 3, der konsentrasjonen av alkanolaminet i absorpsjonsfluidet er mellom 70 og 90 vekt-%.
6.
Anvendelse av en aminabsorbent i en konsentrasjon på mellom 61 og 100 vekt-% for absorpsjon av CO2fra en gasstrøm, der aminet er et alkanolamin med formel I
der
R<1>er en Ci-e-alkanol;
R<2>er H, Ci-e-alkyl eller Ci-g-alkanol; og
R<3>erH, Ci_6-alkyl eller d-e-alkanol.
7.
Anvendelse ifølge krav 6, der absorbentkonsentrasjonen er mellom 70 og 95 vekt-%.
8.
Anvendelse ifølge krav 7, der absorbeiitkonsentrasjonen er mellom 70 og 80 vekt-%.
9.
Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 6-8, der absorbenten er MEA.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092630A NO332547B1 (no) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | Kompakt absorpsjons-desorpsjonsprosess som benytter konsentrert losning |
| RU2012104614/05A RU2012104614A (ru) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Компактный способ абсорбции-десорбции и устройство с использованием концентрированного раствора |
| CA2767220A CA2767220A1 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Compact absorption-desorption process and apparatus using concentrated solution |
| BR112012000608A BR112012000608A2 (pt) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | processo para a absorção e dessorção de co2 a partir de um gás residual |
| EP10736853A EP2451559A1 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Compact absorption-desorption process and apparatus using concentrated solution |
| CN2010800402832A CN102574048A (zh) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | 使用浓缩溶液的小型吸收-解吸工艺和设备 |
| US13/382,981 US20120174782A1 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Compact absorption-desorption process and apparatus using concentrated solution |
| PCT/NO2010/000280 WO2011005117A1 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Compact absorption-desorption process and apparatus using concentrated solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092630A NO332547B1 (no) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | Kompakt absorpsjons-desorpsjonsprosess som benytter konsentrert losning |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20092630A1 true NO20092630A1 (no) | 2011-01-11 |
| NO332547B1 NO332547B1 (no) | 2012-10-22 |
Family
ID=42700167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20092630A NO332547B1 (no) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | Kompakt absorpsjons-desorpsjonsprosess som benytter konsentrert losning |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120174782A1 (no) |
| EP (1) | EP2451559A1 (no) |
| CN (1) | CN102574048A (no) |
| BR (1) | BR112012000608A2 (no) |
| CA (1) | CA2767220A1 (no) |
| NO (1) | NO332547B1 (no) |
| RU (1) | RU2012104614A (no) |
| WO (1) | WO2011005117A1 (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI124060B (fi) * | 2012-12-07 | 2014-02-28 | Mikkelin Ammattikorkeakoulu Oy | Menetelmä ja järjestelmä hiilidioksidin talteen ottamiseksi kaasusta |
| ES2687114A1 (es) * | 2017-04-20 | 2018-10-23 | Jaime GARCIA RIBAS | Procedimiento y sistema de tratamiento de dióxido de carbono |
| CN108744889B (zh) * | 2018-06-19 | 2021-07-09 | 天津天清环保科技股份有限公司 | 一种吸收与吸附相结合的VOCs废气处理方法 |
| CA3163609A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Paul Mobley | Methods and systems for reducing the concentration of amine in wash liquid used in industrial processing |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364604A (en) * | 1987-03-02 | 1994-11-15 | Turbotak Technologies Inc. | Solute gas-absorbing procedure |
| US5439509A (en) * | 1991-01-22 | 1995-08-08 | Turbotak Inc. | Stripping method and apparatus |
| NO180520C (no) * | 1994-02-15 | 1997-05-07 | Kvaerner Asa | Fremgangsmåte til fjerning av karbondioksid fra forbrenningsgasser |
| US5628819A (en) * | 1995-09-28 | 1997-05-13 | Calgon Carbon Corporation | Method and apparatus for continuous adsorption of adsorbable contaminates and adsorber regeneration |
| US5693297A (en) * | 1995-12-22 | 1997-12-02 | Atlantic Richfield Company | Gas treatment method |
| US7252703B2 (en) * | 2003-06-30 | 2007-08-07 | Honeywell International, Inc. | Direct contact liquid air contaminant control system |
| DE102004042418B4 (de) | 2004-09-02 | 2008-04-30 | Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh | Absorptionsflüssigkeit, deren Verwendung und Verfahren zum Reinigen von Gasen |
| DE102006010595A1 (de) | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Uhde Gmbh | Lösungsmittel zur Abtrennung von sauren Gasbestandteilen aus technischen Gasen |
-
2009
- 2009-07-10 NO NO20092630A patent/NO332547B1/no not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-07-09 US US13/382,981 patent/US20120174782A1/en not_active Abandoned
- 2010-07-09 BR BR112012000608A patent/BR112012000608A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-07-09 WO PCT/NO2010/000280 patent/WO2011005117A1/en active Application Filing
- 2010-07-09 EP EP10736853A patent/EP2451559A1/en not_active Withdrawn
- 2010-07-09 CN CN2010800402832A patent/CN102574048A/zh active Pending
- 2010-07-09 CA CA2767220A patent/CA2767220A1/en not_active Abandoned
- 2010-07-09 RU RU2012104614/05A patent/RU2012104614A/ru not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO332547B1 (no) | 2012-10-22 |
| RU2012104614A (ru) | 2013-08-20 |
| CN102574048A (zh) | 2012-07-11 |
| BR112012000608A2 (pt) | 2016-02-10 |
| EP2451559A1 (en) | 2012-05-16 |
| CA2767220A1 (en) | 2011-01-13 |
| US20120174782A1 (en) | 2012-07-12 |
| WO2011005117A1 (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2796183B1 (en) | Method for capturing carbon dioxide in power station flue gas and device therefor | |
| EP2200731B1 (en) | Improved method for regeneration of absorbent | |
| EP2089138B1 (en) | Improved absorbent regeneration | |
| AU2010223425B2 (en) | Method and plant for amine emission control | |
| JP5875245B2 (ja) | Ｃｏ２回収システム及びｃｏ２ガス含有水分の回収方法 | |
| CN103877828B (zh) | 一种吸收液再生的方法及其专用装置 | |
| US20220097004A1 (en) | Method and system for removing carbon dioxide from air | |
| US20130269525A1 (en) | Absorption Media for Scrubbing CO2 from a Gas Stream and Methods Using the Same | |
| KR20120098929A (ko) | 이산화탄소 포집 공정을 위한 물 세정 방법 및 시스템 | |
| CN102596362A (zh) | 二氧化碳和硫化氢吸收剂及其使用方法 | |
| CN212166984U (zh) | Co2捕集系统 | |
| NO20092630A1 (no) | Kompakt absorpsjons-dessorpsjonsprosess og apparatur som benytter konsentrert losning. | |
| KR20130010253A (ko) | 산성가스 포집을 위한 탈거장치의 에너지원 재사용 방법 | |
| NO333303B1 (no) | System og prosess for handtering av en CO2-holdig avfallsgass og separasjon av CO2 | |
| KR101583461B1 (ko) | 흡수제 중간 냉각을 이용한 에너지 절감형 산성기체 포집 시스템 및 방법 | |
| CN113877366A (zh) | 复合吸收剂和选择性脱除硫化氢的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |