RU2013114713A - Способ разделения газов с использованием мембран с продувкой выходной поверхности для удаления co2 из продуктов сгорания газообразного топлива - Google Patents

Способ разделения газов с использованием мембран с продувкой выходной поверхности для удаления co2 из продуктов сгорания газообразного топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2013114713A
RU2013114713A RU2013114713/05A RU2013114713A RU2013114713A RU 2013114713 A RU2013114713 A RU 2013114713A RU 2013114713/05 A RU2013114713/05 A RU 2013114713/05A RU 2013114713 A RU2013114713 A RU 2013114713A RU 2013114713 A RU2013114713 A RU 2013114713A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
carbon dioxide
gas stream
volume
oxygen
Prior art date
Application number
RU2013114713/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2561113C2 (ru
Inventor
Йоханнс Джи. ВИДЖМАНС
Тимоти Си. МЕРКЕЛ
Ричард В. БЕЙКЕР
Original Assignee
Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк. filed Critical Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк.
Publication of RU2013114713A publication Critical patent/RU2013114713A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2561113C2 publication Critical patent/RU2561113C2/ru

Links

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
    • B01D53/22—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 diffusion
    • B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/50—Carbon dioxide
    • 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
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

1. Способ регулирования выброса двуокиси углерода при сжигании газообразного топлива, включающий стадии:(а) сжигания смеси газообразного топлива и воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода, в результате чего образуется поток отработанного газа, содержащий двуокись углерода и азот,(б) улавливания двуокиси углерода для удаления части двуокиси углерода в концентрированном виде из первой части потока отработанного газа, в результате чего образуется поток отходящего газа со стадии улавливания с меньшей концентрацией двуокиси углерода, чем в потоке отработанного газа,(в) использования мембраны, имеющей входную поверхность и выходную поверхность и большую селективную проницаемость для двуокиси углерода, чем для азота, и большую селективную проницаемость для двуокиси углерода, чем для кислорода,(г) подачи второй части потока отработанного газа вдоль входной поверхности,(д) подачи воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода в качестве продувочного потока вдоль выходной поверхности,(е) отвода выходящего потока со сниженным содержанием двуокиси углерода от входной поверхности,(ж) отвода потока с проникшим веществом, содержащего кислород и двуокись углерода, от выходной поверхности,(з) подачи потока с проникшим веществом на стадию (а) в качестве по меньшей мере части воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода для использования на стадии (а).2. Способ по п.1, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 15% COпо объему.3. Способ по п.2, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 20% COпо объему.4. Способ по п.3, в котором поток отработанного газа содержит по ме

Claims (23)

1. Способ регулирования выброса двуокиси углерода при сжигании газообразного топлива, включающий стадии:
(а) сжигания смеси газообразного топлива и воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода, в результате чего образуется поток отработанного газа, содержащий двуокись углерода и азот,
(б) улавливания двуокиси углерода для удаления части двуокиси углерода в концентрированном виде из первой части потока отработанного газа, в результате чего образуется поток отходящего газа со стадии улавливания с меньшей концентрацией двуокиси углерода, чем в потоке отработанного газа,
(в) использования мембраны, имеющей входную поверхность и выходную поверхность и большую селективную проницаемость для двуокиси углерода, чем для азота, и большую селективную проницаемость для двуокиси углерода, чем для кислорода,
(г) подачи второй части потока отработанного газа вдоль входной поверхности,
(д) подачи воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода в качестве продувочного потока вдоль выходной поверхности,
(е) отвода выходящего потока со сниженным содержанием двуокиси углерода от входной поверхности,
(ж) отвода потока с проникшим веществом, содержащего кислород и двуокись углерода, от выходной поверхности,
(з) подачи потока с проникшим веществом на стадию (а) в качестве по меньшей мере части воздуха, обогащенного кислородом воздуха или кислорода для использования на стадии (а).
2. Способ по п.1, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 15% CO2 по объему.
3. Способ по п.2, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 20% CO2 по объему.
4. Способ по п.3, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 25% CO2 по объему.
5. Способ по п.1, в котором поток отработанного газа содержит по меньшей мере 3% кислорода по объему.
6. Способ по п.1, в котором первая часть потока отработанного газа содержит от около 10% по объему до около 66% по объему потока отработанного газа.
7. Способ по п.6, в котором первая часть потока отработанного газа содержит от около 20% по объему до около 50% по объему потока отработанного газа.
8. Способ по п.7, в котором первая часть потока отработанного газа содержит от около 33% по объему до около 50% по объему потока отработанного газа.
9. Способ по п.1, в котором стадия улавливания двуокиси углерода представляет собой по меньшей мере один процесс, выбранный из группы, включающей абсорбцию, адсорбцию, сжижение и мембранное разделение.
10. Способ по п.9, в котором стадия улавливания двуокиси углерода представляет собой мембранное разделение.
11. Способ по п.10, в котором стадия улавливания двуокиси углерода представляет собой две или более стадии мембранного разделения.
12. Способ по п.9, в котором стадия улавливания двуокиси углерода представляет собой криогенную конденсацию.
13. Способ по п.9, в котором стадия улавливания двуокиси углерода представляет собой мокрую аминную очистку.
14. Способ по п.1, в котором сжимают вторую часть потока отработанного газа до давления около 5 бар перед подачей его вдоль входной поверхности мембраны.
15. Способ по п.1, в котором поток отработанного газа сжимают перед осуществлением стадий (б) и (г).
16. Способ по п.1, в котором продувочный поток поступает в направлении продувочного потока вдоль выходной поверхности, поток отходящего газа поступает в направлении подаваемого потока вдоль входной поверхности, при этом направление продувочного потока является преимущественно встречным направлению подаваемого потока.
17. Способ по п.1, в котором мембрана обладает проницаемостью для двуокиси углерода по меньшей мере 500 единиц газопроницаемости в условиях осуществления способа.
18. Способ по п.1, в котором мембрана обладает по меньшей мере в 10 раз большей селективной проницаемостью для двуокиси углерода, чем для азота в условиях осуществления способа.
19. Способ по п.1, в котором выходящий поток содержит 3% двуокиси углерода по объему или менее.
20. Способ по п.19, в котором выходящий поток содержит 2% двуокиси углерода по объему или менее.
21. Способ по п.1, в котором мембрана представляет собой две или более мембран, которые распложены в одном или нескольких модулях, образующих вертикальную конфигурацию.
22. Способ по п.1, в котором газообразное топливо представляет собой газ, содержащий метан.
23. Способ по п.1, в котором газообразное топливо выбирают из группы, включающей синтез-газ, топливный газ нефтеперерабатывающего завода и отходящий газ доменных печей.
RU2013114713/05A 2010-09-13 2010-09-13 Способ разделения газов с использованием мембран с продувкой выходной поверхности для удаления co2 из продуктов сгорания газообразного топлива RU2561113C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/002480 WO2012036651A1 (en) 2010-09-13 2010-09-13 Gas separation process using membranes with permeate sweep to remove co2 from gaseous fuel combustion exhaust

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013114713A true RU2013114713A (ru) 2014-10-20
RU2561113C2 RU2561113C2 (ru) 2015-08-20

Family

ID=44063173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013114713/05A RU2561113C2 (ru) 2010-09-13 2010-09-13 Способ разделения газов с использованием мембран с продувкой выходной поверхности для удаления co2 из продуктов сгорания газообразного топлива

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8177885B2 (ru)
EP (1) EP2616163B1 (ru)
CN (1) CN103228339B (ru)
PL (1) PL2616163T3 (ru)
RU (1) RU2561113C2 (ru)
WO (1) WO2012036651A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734569B2 (en) * 2009-12-15 2014-05-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of obtaining carbon dioxide from carbon dioxide-containing gas mixture
US8663364B2 (en) * 2009-12-15 2014-03-04 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Étude et l'Éxploitation des Procédés Georges Claude Method of obtaining carbon dioxide from carbon dioxide-containing gas mixture
RU2534075C1 (ru) * 2010-09-13 2014-11-27 Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк Способ отделения диоксида углерода из отработанного газа с использованием стадий мембранного разделения на основе продувки и абсорбции
US9856769B2 (en) 2010-09-13 2018-01-02 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation process using membranes with permeate sweep to remove CO2 from combustion exhaust
US9140186B2 (en) 2010-09-13 2015-09-22 Membrane Technology And Research, Inc Sweep-based membrane gas separation integrated with gas-fired power production and CO2 recovery
EP2638951A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-18 Artan Holding Ag Kombinierte Gasaufbereitung
US8829059B2 (en) 2012-06-27 2014-09-09 Membrane Technology And Research, Inc. Processes for the production of methanol using sweep-based membrane separation steps
SG11201502966WA (en) 2012-10-17 2015-06-29 Saudi Arabian Oil Co Method for removal of c02 from internal combustion exhaust gas using facilitated transport membranes and steam sweeping
FR3020966B1 (fr) * 2014-05-15 2017-10-27 Air Liquide Procede d'injection de biomethane dans un reseau de gaz naturel
CN104034049A (zh) * 2014-05-30 2014-09-10 葛士群 一种节能减排自动化控制锅炉
US9546785B1 (en) * 2016-06-13 2017-01-17 Membrane Technology And Research, Inc. Sweep-based membrane separation process for removing carbon dioxide from exhaust gases generated by multiple combustion sources
US9969949B1 (en) 2016-10-20 2018-05-15 Iogen Corporation Method and system for providing upgraded biogas
US9782718B1 (en) 2016-11-16 2017-10-10 Membrane Technology And Research, Inc. Integrated gas separation-turbine CO2 capture processes
US10239015B2 (en) * 2016-11-22 2019-03-26 Korea Institute Of Energy Research Apparatus and method for separating carbon dioxide with self recycle loop
RU2670171C1 (ru) * 2017-10-27 2018-10-19 Александр Игоревич Костин Установка и способ получения жидкого диоксида углерода из газовых смесей, содержащих диоксид углерода, с использованием мембранной технологии
DE102019001557A1 (de) * 2019-03-06 2020-09-10 Linde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Synthesegaserzeugung mit Kohlendioxidrückführung
CN110735728B (zh) * 2019-10-25 2020-09-11 天津大学 适用发动机稀燃NOx捕集技术的进气氧含量控制系统
US11938443B2 (en) * 2020-02-12 2024-03-26 University Of Kentucky Research Foundation Hybrid post-combustion CO2 capture system and method
CN111672236A (zh) * 2020-05-19 2020-09-18 茂名华粤华源气体有限公司 一种液体二氧化碳分离提纯的制备方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462814A (en) 1979-11-14 1984-07-31 Koch Process Systems, Inc. Distillative separations of gas mixtures containing methane, carbon dioxide and other components
GB2069118B (en) 1980-02-13 1984-10-03 Cryoplants Ltd Method for purifying a gas mixture
US4350511A (en) 1980-03-18 1982-09-21 Koch Process Systems, Inc. Distillative separation of carbon dioxide from light hydrocarbons
US4639257A (en) 1983-12-16 1987-01-27 Costain Petrocarbon Limited Recovery of carbon dioxide from gas mixture
US4963165A (en) 1987-04-27 1990-10-16 Membrane Technology & Research, Inc. Composite membrane, method of preparation and use
US4923493A (en) 1988-08-19 1990-05-08 Exxon Production Research Company Method and apparatus for cryogenic separation of carbon dioxide and other acid gases from methane
US4931070A (en) 1989-05-12 1990-06-05 Union Carbide Corporation Process and system for the production of dry, high purity nitrogen
US4990168A (en) 1989-07-17 1991-02-05 Sauer Richard A Recovery of carbon dioxide from a carbon dioxide plant vent gas using membranes
DE58908947D1 (de) * 1989-09-04 1995-03-09 Grs Ges Reaktorsicherheit Vorrichtung zur Entfernung von Wasserstoff und Auflösung von Sperrschichten.
US5034126A (en) 1990-01-29 1991-07-23 The Dow Chemical Company Counter current dual-flow spiral wound dual-pipe membrane separation
US5240471A (en) 1991-07-02 1993-08-31 L'air Liquide Multistage cascade-sweep process for membrane gas separation
US5233837A (en) 1992-09-03 1993-08-10 Enerfex, Inc. Process and apparatus for producing liquid carbon dioxide
US5681433A (en) 1994-09-14 1997-10-28 Bend Research, Inc. Membrane dehydration of vaporous feeds by countercurrent condensable sweep
US5500036A (en) 1994-10-17 1996-03-19 Air Products And Chemicals, Inc. Production of enriched oxygen gas stream utilizing hollow fiber membranes
US5837125A (en) * 1995-12-05 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Reactive purge for solid electrolyte membrane gas separation
US5641337A (en) 1995-12-08 1997-06-24 Permea, Inc. Process for the dehydration of a gas
TW450830B (en) 1996-08-14 2001-08-21 Bend Res Inc Vapor permeation system
US6085549A (en) 1998-04-08 2000-07-11 Messer Griesheim Industries, Inc. Membrane process for producing carbon dioxide
US6478852B1 (en) 2000-02-18 2002-11-12 Cms Technology Holdings, Inc. Method of producing nitrogen enriched air
US8088196B2 (en) * 2007-01-23 2012-01-03 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US8025715B2 (en) * 2008-05-12 2011-09-27 Membrane Technology And Research, Inc Process for separating carbon dioxide from flue gas using parallel carbon dioxide capture and sweep-based membrane separation steps
WO2009139835A1 (en) * 2008-05-12 2009-11-19 Membrane Technology And Research, Inc. Gas-separation process using membranes with permeate sweep to remove co2 from combustion gases

Also Published As

Publication number Publication date
CN103228339B (zh) 2016-06-15
CN103228339A (zh) 2013-07-31
EP2616163A1 (en) 2013-07-24
US20110219949A1 (en) 2011-09-15
WO2012036651A1 (en) 2012-03-22
EP2616163B1 (en) 2017-05-31
US8177885B2 (en) 2012-05-15
PL2616163T3 (pl) 2018-01-31
RU2561113C2 (ru) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013114713A (ru) Способ разделения газов с использованием мембран с продувкой выходной поверхности для удаления co2 из продуктов сгорания газообразного топлива
RU2013114714A (ru) Способ отделения диоксида углерода из отработанного газа с использованием стадий мембранного разделения на основе продувки и абсорбции
RU2010150658A (ru) Способ разделения газов с применением мембран с продувкой пермеата для удаления co2 из продуктов сжигания
AU2009332000B2 (en) Method and device for treating a gas flow comprising carbon dioxide from a large combustion plant
US8025715B2 (en) Process for separating carbon dioxide from flue gas using parallel carbon dioxide capture and sweep-based membrane separation steps
US8220247B2 (en) Power generation process with partial recycle of carbon dioxide
US8220248B2 (en) Power generation process with partial recycle of carbon dioxide
US9005335B2 (en) Hybrid parallel / serial process for carbon dioxide capture from combustion exhaust gas using a sweep-based membrane separation step
RU2349371C2 (ru) Способ разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода
ATE532573T1 (de) Abtrennung von kohlendioxid aus stickstoff unter verwendung von materialien mit zeolithischem imidazolatgerüst
KR20140005846A (ko) 가스의 분리 방법
JP2010500272A (ja) 水素精製方法
JP2019520198A (ja) ガス分離のためのプロセスおよび機器
RU2020118384A (ru) Способ и устройство для очистки гелия
RU2013118555A (ru) Двухстадийный мембранный процесс
US8137435B2 (en) Carbon dioxide recovery from low concentration sources
RU2015116313A (ru) Способ разделения газов с использованием мембран на основе продувки, объединённый с выработкой энергии на газовых электростанциях и извлечением co2
DE50308229D1 (de) Membrantrennverfahren zur anreicherung von sauerstoff in einem gasstrom
EP4119496A3 (en) Method for increasing efficiency and reducing emissions in a steam reforming plant
CN210134072U (zh) 高炉煤气的综合处理装置
KR20170126375A (ko) 연소가스 중 이산화탄소 회수율 향상 방법 및 장치
KR101458677B1 (ko) 배기가스 중 이산화탄소의 포집 및 전환 방법과 장치
RU2509595C1 (ru) Способ мембранно-адсорбционного концентрирования водорода из обедненных газовых смесей (варианты)
KR101861649B1 (ko) 연소가스 중 이산화탄소 분리막 시스템 분리 성능 향상 방법 및 장치
CN114558428A (zh) 烟气中二氧化碳的捕集装置以及方法

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20141223

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20150127