NO845083L - Fremgangsmaate til aa fjerne surgasser fra naturlige og syntetiske gasser. - Google Patents

Description

Fjerning av sure gasser så som H^S, SO^/ CC^ o.l. fra naturlige og syntetiske gasser inneholdende samme, under anvendelse av et sorpsjonsmiddel for den eller de sure gasser, regenerering av sorpsjonsmiddelet for frigjørelse av de sure gasser og returnering av et magert sorpsjonsmiddel til surgassfjerningstrinnet er en gammel og velkjent teknologi. Sorpsjonsmidler av vidt forskjellig natur er blitt anvendt, herunder kaliumkarbonat, alkanolaminer, glykoler, sulfinol, o.l., for å nevne noen få. Hvert av disse sorpsjonsmidler har en spesiell fordel for spesielle sure gasser eller naturlige eller syntetiske gassblandinger, den fysiske til-stand av gassen inneholdende samme, såvel som formålet med fjern-ningen, d.v.s. rensning av en gass-strøm for forbrenning eller kjemisk anvendelse eller gjenvinning av en gass fra de øvrige be-standdeler, f.eks. CC>2fra en røkgass.

Den senere tids press på behandlings- eller utvinnings-kostnadene i lys av stigende gasspriser, miljømessige hensyn og/eller potensielle høy-volum-anvendelser av en komponent, eksempelvis C02, hvis prisen er lav, har medført modifisering av den kommersielt praktiserte prosess for å øke mengdene av sorpsjonsmidlene og/eller øke kapasiteten for fjerning av den sure gass eller kapasiteten for gassgjenvinningen i eksisterende anlegg ved anvendelse av høyere konsentrasjoner av sorpsjonsmidler såvel som mer vanskelig regenererbare sorpsjonsmidler. Disse modifiserte prosesser krever vanligvis høyere varmeforbruk i regener-eringsenhetene, hvilket i mange tilfeller resulterer i mer alvor-lige korrosjonsproblemer, i tillegg til høyere brenselskostnader.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe måter/midler hvorved disse modifiserte prosesser kan utnyttes mer effektivt samtidig som de kostnader og korrosjonsproblemer som følger med regereratorseksjonene i de modifiserte versjoner, reduseres.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse kan en rik sorpsjonsmiddeloppløsning, eksempelvis monoetanolamin, ha surgassinnholdet redusert før regenerering ved at det rike sorpsjonsmiddel bringes i kontakt med et kjernedannende middel (eksempelvis karbonpartikler),.med eller uten at det rike sorpsjonsmiddel underkastes gass-stripping. Virkningen av disse to enkle operasjoner er at en betydelig mengde av de sure gasser som holdes av sorpsjonsmiddelet, fjernes. Disse sure gasser kan forbrennes hvis strippegassen er en brennbar gass, eller gjen-vinnes eller reageres som i en klaus-avgangsgass-enhet. Resul-tatet av denne fjerning av en del av surgassinnholdet i det rike sorpsjonsmiddel er at mindre varme er påkrevet for regenerering av sorpsjonsmiddelet, i visse tilfeller reduserer belastningen på avgangsgass-gjenvinnings- eller omdannelsesenhetene og reduserer korrosjonspotensialet i regenereringsseksjonen.

Praktisk talt hvilket som helst kjernedannende middel

kan anvendes forutsatt at det ikke reagerer med sorpsjonsmiddelet eller den eller de sure gasser som tilsettes kjernedannende middel. Man kan anvende karbonpartikler, aktivert karbon eller trekull-partikler, keramiske partikler, trådduk-materialer, ikke-vevet matte eller fyllegemer o.l.

Strippegassens natur er heller ikke kritisk eller av-gjørende forutsatt at gassen ikke reagerer med sorpsjonsmiddelet eller den eller de sure gasser. Man kan således anvende naturgass, behandlet eller ubehandlet, en eller flere syntetiske gasser, vann-damp, nitrogen, karbondioksyd hvis CC>2ikke er den gass som sor-beres, o.l.

Det kjernedannende middel kan anvendes alene, men en større forbedring oppnås når strippegassen også anvendes.

Det vil enn videre forstås at operasjonene kan utføres individuelt i forskjellige beholdere, og i så tilfelle fortrinns-vis slik at det kjernedannende trinn kommer først.

Flere modifikasjoner i eksisterende kommersielle gassbehandlingsanlegg illustreres av tegningsfigurene. Fig. 1 representerer et flytskjema vedrørende ét kommersielt surgassbehandlingsanlegg i hvilket modifikasjonen ifølge foreliggende oppfinnelse inngår. Fig. 2 representerer det samme anlegg, men hvor bare strippegassen er inkorporert. Fig. 3 illustrerer et flytskjema vedrørende det samme anlegg under anvendelse av både kjernedannelse og strippegass, hvor strippegassen er brenselsgassen til strippeinnretningens (regeneratorens) gjenoppvarmningsenhet. Fig. 4 illustrerer et kommersielt anlegg i hvilket det anvendes bare kjernedannelse i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 illustrerer anvendelse av brenselsgass til en ut-løpsanordning for nedsettelse av partialtrykket over et kjernedannende sjikt.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse består et gassbehandlingsanlegg som illustrert på fig. 1 av en kontaktinn-retning eller absorpsjonsinnretning 10 som tilveiebringer en mot-strømskontakt mellom et sorpsjonsmiddel og den sure gass 11 som skal behandles, en rik/mager-varmeveksler 12 og i henhold til den foreliggende oppfinnelse en flash-tank 13 for rikt sorpsjonsmiddel , inneholdende det kjernedannende middel 14 og anordninger for fordeling av strippegassen 15, eventuelt en hjelpepumpe 16, og en strippekolonne eller regenerator 17 til hvilken det er knyt-tet (a) en gjendppvarmningsinnretning 18 for oppvarmning av sorpsjonsmiddelet, og (b) en kondensator 19 for kondensering av det oventil uttatte materiale, hvorved det kondenserte sorpsjonsmiddel returneres som en væske gjennom (c) en samletank 20 til toppen av kolonnen 17. Det varme magre sorpsjonsmiddel 21 fra gjenoppvarmningsinnretningen 18 blir etter passasje gjennom rik/ mager-varmeveksleren 12, en hjelpepumpe 22 om nødvendig, og en kjøler 23 for mager væske hvor sorpsjonsmiddelet kjøles til den beste sorpsjonstemperatur, returnert via en pumpe 24 til kon-taktinnretningen 10.

Modifikasjonen er enkel og kan inkorporeres uten større kapitalinvestering. Besparelsene i brennstoff, korrosjon o.l. såvel som muligheten for å øke både konsentrasjonen av sorpsjons-middeloppløsningen og mengden av sur gass i sorpsjonsmiddelet utgjør økonomiske fordeler og tillater dessuten fordelaktig anvendelse av eksisterende anlegg, mange utformet for 10 - 20% vandige sorpsjonsmiddeloppløsninger.

De øvrige modifikasjoner vil forstås av tegningsfigurene i lys av ovenstående beskrivelse.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til å fjerne sure gasser fra naturlige eller syntetiske gasser inneholdende samme, ved at den surgass-inneholdende strøm bringes i kontakt med en regenererbar flytende sorpsjonsmiddeloppløsning for fremstilling av en rik sorpsjons-middeloppløsning, sorpsjonsmiddelet regenereres på en slik måte at de sure gasser som er sorbert i nevnte rike sorpsjonsmiddel-oppløsning, frigjøres under dannelse av et magert sorpsjonsmiddel, og det magre sorpsjonsmiddel resirkuleres til kontakttrinnet,karakterisert vedat det rike sorpsjonsmiddel før regenereringen av dette bringes i kontakt med et kjernedannende middel, for derved å redusere surgassinnholdet i den rike sorp-sjonsmiddeloppløsning som føres til regenereringstrinnet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, enn viderekarakterisert vedat den rike sorpsjonsmiddel-oppløsning også bringes i kontakt med en gass, som er ikke-reaktiv med sorpsjonsmiddelet og den eller de sure gasser, i en sone i hvilken sure gasser kan flash-fjernes fra nevnte rike sorp-sjonsmiddeloppløsning.

3. Surgassbehandlingsanlegg omfattende (1) en kontakt-seksjon for behandling av en gass-strøm med en sorpsjonsmiddel-oppløsning under dannelse av en rik sorpsjonsmiddelstrøm, og (2) en regenereringsseksjon for fjerning av sure gasser fra den rike sorpsjonsmiddelstrøm, karakterisert vedat det mellom nevnte kontakt-seksjon og nevnte regenereringsseksjon er innskutt en kjerne-dannelseseksjon for sammenbringing av den rike sorpsjonsmiddels-strøm med et kjernedannelsesmiddel.

4. Anlegg ifølge krav 3, ytterligerekarakterisert vedat det har en strippegass-seksjon, som kan være fysisk helhetlig med kjernedannelsessek-sjonen, for sammenbringing av den rike sorpsjonsmiddeloppløsning med en gass som er ikke-reaktiv med sorpsjonsmiddelet og den eller de sure gasser.