RU2349371C2 - Способ разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода - Google Patents
Способ разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349371C2 RU2349371C2 RU2003132538/15A RU2003132538A RU2349371C2 RU 2349371 C2 RU2349371 C2 RU 2349371C2 RU 2003132538/15 A RU2003132538/15 A RU 2003132538/15A RU 2003132538 A RU2003132538 A RU 2003132538A RU 2349371 C2 RU2349371 C2 RU 2349371C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- gas
- gas stream
- highly concentrated
- containing highly
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 149
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims description 9
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 33
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract 1
- -1 for instance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 16
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction 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
- B01D53/22—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
-
- 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
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности и охране окружающей среды. Поток отходящего газа охлаждают, сжимают компрессором и затем пропускают через полупроницаемый для газа материал, например молекулярное сито или активированный уголь. Адсорбцию и десорбцию диоксида углерода в полупроницаемом материале проводят по технологии адсорбции при периодическом изменении или качании температуры (АКТ). Часть выделенного потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, используют в качестве исходного материала для получения аммиака и мочевины или метанола или собирают и хранят для последующего использования. Технический результат - снижение потребления энергии, конструктивных затрат и затрат на обслуживание. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода. Изобретение относится, в частности, к способу выделения диоксида углерода из отработанного газа или дыма, образующегося при окислении воздухом ископаемых топлив либо их фракций или производных, путем его разделения.
Под термином "окисление" в контексте настоящего изобретения подразумевается и обычное горение топлива, в частности ископаемого, сжигаемого в воздухе в бытовых или промышленных целях, и электрохимическое окисление топлива, происходящее, например, в топливных элементах.
Уровень техники
Известно, что в настоящее время отработанные (отходящие) газы или дым, образующиеся в процессе горения или в других процессах окисления природного (сжигаемого) топлива в бытовых условиях или на промышленных установках, обычно выбрасывают в атмосферу, создавая тем самым серьезные проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды. Наиболее серьезные проблемы связаны с глобальным увеличением температуры планеты, известным как "парниковый эффект", и обусловлены в первую очередь увеличением содержания в атмосфере Земли диоксида углерода, который попадает в нее вместе с отработанными газами или дымом.
Кроме того, известно, что в некоторых промышленных процессах диоксид углерода используется в качестве исходного продукта, к каковым процессам относятся, в частности, процессы, в которых используют тепловую энергию, получаемую путем сжигания природного топлива. Очевидно, что в этих случаях для увеличения производительности и/или снижения стоимости исходных материалов целесообразно использовать диоксид углерода, по меньшей мере, частично выделенный из образующихся в процессе горения отходящих газов.
Известно, например, что используемые для получения аммиака и мочевины или метанола исходные материалы, такие как водород, моноксид и диоксид углерода, обычно получают в виде газообразной смеси в результате реформинга метана или других легких углеводородов, таких как природный газ, СНГ (сжиженный нефтяной газ) и нафта.
Конверсию метана проводят в специальной печи, которая входит в состав всей установки для реформинга, обычно предназначенной для получения аммиака и мочевины или метанола, используя тепловую энергию, получаемую в результате сгорания с воздухом некоторой части исходного метана.
При получении аммиака и мочевины для конверсии водорода в аммиак к полученной в результате реформинга смеси газов в стехиометрической пропорции добавляют азот.
При этом, однако, количество диоксида углерода, содержащегося в полученной смеси газов, оказывается меньше стехиометрического количества, необходимого для конверсии в мочевину всего полученного аммиака, что, как очевидно, снижает производительность установки для получения мочевины.
И, наоборот, при получении метанола количество водорода, содержащегося в полученной в процессе реформинга смеси газов, иногда превышает количество водорода, необходимое для конверсии в метанол всего моноксида и диоксида углерода, и поэтому отбираемый из реактора синтеза избыток водорода часто используют в качестве топлива.
Очевидно, что производительность и установки для получения мочевины и установки для получения метанола можно существенно увеличить путем выделения, по крайней мере, части диоксида углерода, содержащегося в газообразных продуктах сгорания, образующихся при реформинге метана.
Проблема, связанная с выделением и улавливанием диоксида углерода из газообразных продуктов сгорания или из дыма, стоит достаточно остро и в последние десятилетия была объектом самых разнообразных и многочисленных исследований. Большая часть этих исследований была связана с разработкой новых способов "мокрого" разделения смеси газов и выделения из нее диоксида углерода. Предлагаемые на основе этих исследований методы мокрой очистки газообразных продуктов сгорания были основаны на использовании соответствующих растворов или растворителей, способных избирательно абсорбировать диоксид углерода, с последующим выделением диоксида углерода из раствора или растворителя при его нагревании.
Однако все известные в настоящее время подобные методы обладают различными недостатками, которые ограничивают возможность их промышленного применения.
Один из таких наиболее существенных недостатков связан с окислением различных компонентов промывочного раствора, которое происходит под действием кислорода, содержащегося в газообразных продуктах сгорания, и требует частой замены раствора.
Кроме того, в газообразных продуктах сгорания обычно содержатся также оксиды серы и азота (SOx и NOx), которые вступают во взаимодействие с некоторыми компонентами промывочного раствора и образуют устойчивые соли и другие нежелательные соединения, трудно выделяемые из раствора и утилизируемые.
Необходимость частой замены промывочного раствора и удаления из него и дальнейшей утилизации нежелательных соединений, образующихся при его разложении, соответственно увеличивает стоимость всего процесса разделения газообразных продуктов сгорания и выделения из них диоксида углерода.
Кроме того, существующее в настоящее время оборудование для разделения газообразных продуктов сгорания и выделения из них диоксида углерода отличается сравнительно высокой сложностью, имеет высокую стоимость, является трудоемким в обслуживании и занимает много места и поэтому требует больших капиталовложений и затрат на текущее обслуживание.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать эффективный и надежный способ разделения отходящих газов, образующихся при окислении топлива, и выделения из них диоксида углерода, который позволял бы снизить потребление энергии, конструктивные затраты и затраты на обслуживание.
Краткое изложение сущности изобретения
Указанная выше задача решается согласно изобретению с помощью предлагаемого в нем способа разделения отходящих газов, образующихся при окислении топлива, и выделения из них диоксида углерода, при осуществлении которого поток отходящего газа пропускают через полупроницаемый для газа материал, в этом полупроницаемом для газа материале от проходящего через него потока отходящих газов отделяют поток газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, и используют по меньшей мере часть потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, в качестве исходного материала на промышленной установке и/или собирают и хранят для последующего использования, по меньшей мере, часть потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
Полупроницаемый для газа материал можно выбирать из группы, включающей мембраны с полыми волокнами и материалы, способные адсорбировать преимущественно диоксид углерода, такие как молекулярные сита.
В качестве мембран с полыми волокнами можно использовать два вида мембран, одни из которых преимущественно пропускают диоксид углерода, а другие преимущественно не пропускают его.
К "молекулярным ситам" относятся все обычные микропористые материалы, способные адсорбировать преимущественно диоксид углерода, содержащийся в смеси газов, включая активированный уголь. В зависимости от конкретного способа адсорбции и высвобождения диоксида углерода все такие материалы разделяются на молекулярные сита или активированные угли типа АКД (в которых адсорбция происходит при периодическом изменении или качании давления) или типа АКТ (в которых адсорбция происходит при периодическом изменении или качании температуры).
При адсорбции по АКД-технологии содержащую диоксид углерода смесь газов пропускают через молекулярное сито под давлением, которое ускоряет преимущественную адсорбцию диоксида углерода в микропорах молекулярного сита. При последующем снижении давления одновременно происходит десорбция диоксида углерода и других газообразных компонентов, удерживаемых вместе с ним микропорами молекулярного сита, и регенерация молекулярного сита.
При преимущественной адсорбции диоксида углерода в микропорах молекулярного сита по АКТ-технологии содержащую диоксид углерода разделяемую смесь газов пропускают через молекулярное сито при температуре, не превышающей 80°С. Десорбция диоксида углерода и других газообразных компонентов, удерживаемых вместе с ним микропорами молекулярного сита, и регенерация молекулярного сита в этом случае происходит при последующем повышении температуры, например с помощью пара.
В предлагаемом в изобретении способе предпочтительно использовать, по меньшей мере, молекулярное сито типа АКТ.
Использование в предлагаемом способе молекулярного сита типа АКТ исключает необходимость в сжатии больших количеств разделяемого газа и позволяет за счет этого получать диоксид углерода при сравнительно низких затратах энергии.
Кроме того, для регенерации молекулярных сит типа АКТ достаточно пропускать через них пары или в другом варианте часть содержащего высококонцентрированный диоксид углерода потока газа, нагретого до температуры регенерации молекулярных сит.
Использование в предлагаемом способе не молекулярных сит типа АКТ, а мембран с полыми волокнами или молекулярных сит типа АКД менее предпочтительно из-за существенно большего расхода энергии, необходимой для сжатия обрабатываемых отходящих газов.
Кроме того, использование мембран с полыми волокнами связано с высокими затратами даже при значительном увеличении эффективности процесса и выделении диоксида углерода из других газообразных компонентов, содержащихся в отходящих газообразных продуктах сгорания.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в нем предлагается способ разделения отходящих газов и выделения из них диоксида углерода, в котором в качестве полупроницаемого для газа материала используют материал, способный адсорбировать преимущественно диоксид углерода и выделять из потока отходящего газа поток газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, и в котором поток отходящего газа пропускают через полупроницаемый для газа материал, который адсорбирует по меньшей мере существенную часть содержащегося в потоке отходящего газа диоксида углерода, с получением на выходе потока газа с низким содержанием диоксида углерода, прошедший через полупроницаемый для газа материал газ с низким содержанием диоксида углерода выбрасывают в атмосферу и десорбируют из полупроницаемого для газа материала, по меньшей мере, существенную часть диоксида углерода с получением потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
Более подробно отличительные особенности и преимущества предлагаемого в настоящем изобретении способа выделения диоксида углерода из отходящих газообразных продуктов сгорания рассмотрены в приведенном ниже описании на примере иллюстрирующего, но не ограничивающего объем изобретения варианта его возможного осуществления со ссылкой на прилагаемый к описанию чертеж.
Краткое описание чертежа
На прилагаемом к описанию чертеже показана принципиальная схема, иллюстрирующая возможный вариант осуществления предлагаемого в изобретении способа разделения отходящих газообразных продуктов сгорания и выделения из них диоксида углерода.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Обозначенный на показанной на чертеже схеме позицией 1 блок представляет собой печь, реактор или камеру сгорания бытовой или промышленной установки, в которой вместе с воздухом сжигают соответствующее топливо, в частности природное топливо.
Обозначенный на схеме позицией 2 блок представляет собой теплообменник, предназначенный для охлаждения потока горячего отходящего газа, образующегося при сжигании топлива в блоке 1.
В отходящих газах содержатся главным образом диоксид углерода, пары воды, кислород и азот, а также в ограниченном количестве оксиды азота и серы (SOx и NOx).
Блок, обозначенный позицией 3, представляет собой компрессор, который сжимает до необходимого давления поток охлажденных в теплообменнике 2 отходящих газов. Наличие компрессора 3 необязательно, однако его необходимо использовать при выделении диоксида углерода с помощью молекулярных сит типа АКД или мембран с полыми волокнами, когда обработка отходящего газа требует его обязательного сжатия.
При использовании молекулярных сит типа АКТ необходимость в использовании компрессора 3 отпадает и его можно заменить простым вентилятором.
Позицией 4 на схеме обозначен блок с полупроницаемым для газа материалом, в частности мембраной или молекулярным ситом, в котором происходит разделение выходящего из блока 2 или блока 3 потока отходящего газа с получением потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, как это более подробно описано ниже.
Позицией 5 на схеме обозначен еще один компрессор, который сжимает поступающий в него из блока 4 поток газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
Часть полученного в блоке 4 потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, нагревают еще в одном теплообменнике, который обозначен на схеме позицией 6.
Образующиеся в блоке 1 горячие отходящие газы подаются в теплообменник 2 по трубопроводу 7.
В теплообменнике 2 поток отходящих газов охлаждают до температуры в интервале от 20 до 80°С.
Поток охлажденного газа выходит из теплообменника 2 по трубопроводу 8. При использовании в блоке 4 в качестве полупроницаемого для газа материала мембран с полыми волокнами или молекулярного сита типа АКД выходящие из теплообменника по трубопроводу 8 холодные отходящие газы сначала сжимают в компрессоре 3 до абсолютного давления в пределах от 1 до 20 бар и только после этого по трубопроводу 9 подают в блок 4.
В том случае, когда в блоке 4 в качестве полупроницаемого для газа материала используют молекулярное сито типа АКТ, необходимость в компрессоре 3 отпадает, и поток отходящих газов из блока 2 сразу же подают в блок 4.
В находящемся в блоке 4 полупроницаемом для газа материале происходит выделение из поступающего в него по трубопроводу 8 или 9 потока отходящих газов потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
В блоке 4 предпочтительно использовать молекулярное сито типа АКТ, через которое преимущественно проходит азот и в котором одновременно преимущественно адсорбируется смесь газообразных компонентов, содержащих кислород, т.е. главным образом диоксид углерода, водяные пары и чистый кислород.
По трубопроводу, обозначенному на схеме позицией 10, из блока 4 после обработки в нем отходящих газов в атмосферу выбрасывают газ, в котором главным образом содержится азот.
Для десорбции диоксида углерода и других содержащих кислород соединений, которые адсорбируются в блоке 4, на некоторое время перекрывают соединенный с блоком 4 трубопровод 8 или 9 и регенерируют в блоке 4 находящуюся в нем мембрану с полыми волокнами или молекулярное сито.
При использовании мембраны с полыми волокнами или молекулярного сита типа АКД регенерацию мембраны или молекулярного сита проводят путем снижения давления в блоке 4 (декомпрессией) и высвобождения из мембраны или молекулярного сита адсорбированного диоксида углерода.
При использовании молекулярного сита типа АКТ регенерацию сита проводят методом, более подробно описанным ниже.
По трубопроводу 11 из блока 4 выходит полученный в процессе регенерации полупроницаемого для газа материала газ, в котором концентрация диоксида углерода больше, чем в отходящем газе в трубопроводе 8 или 9. В выходящем из блока 4 по трубопроводу 11 газе концентрация других адсорбированных газообразных компонентов также больше, чем в отходящем газе в трубопроводе 8 или 9.
Отбираемый из блока 4 газ, содержащий высококонцентрированный диоксид углерода, можно использовать в качестве исходного материала на соответствующей промышленной установке либо непосредственно, либо после его дальнейшей обработки. В другом варианте этот газ можно после его сжижения хранить в жидком виде в соответствующем месте и использовать затем по мере необходимости.
Содержащий высококонцентрированный диоксид углерода газ можно, например, по трубопроводу 11 подавать в соответствующий компрессор 5 и после сжатия в компрессоре до соответствующего давления сразу же использовать в качестве исходного материала на соединенной с компрессором трубопроводом 12 установке для получения мочевины или метанола.
Для полной или частичной очистки протекающего по трубопроводу 11 газа от таких газообразных компонентов, как кислород и оксиды азота или серы (SOx и NOx), его можно пропускать при определенных условиях через одну или несколько мембран или молекулярных сит и/или обработать в какой-либо иной системе сепарации.
Полностью или частично очищенный от указанных выше газообразных компонентов газ можно по трубопроводу 11 подавать в компрессор 5 и после сжатия до определенного давления использовать в качестве исходного материала на установке для получения мочевины или метанола.
В рассматриваемой схеме часть содержащего высококонцентрированный диоксид углерода газа из трубопровода 11 по трубопроводу 13 нагревают в блоке 6 и после этого по трубопроводу 14 возвращают обратно в блок 4, в котором его используют для регенерации молекулярного сита типа АКТ.
В другом варианте для регенерации такого сита можно использовать водяной пар с высокой температурой.
При регенерации происходит десорбция газообразных компонентов, в частности диоксида углерода, находящегося в микропорах молекулярного сита типа АКТ, который повышает концентрацию диоксида углерода в потоке газа в трубопроводе 11.
Для специалиста в данной области очевидно, что с учетом конкретных требований можно соответствующим образом усовершенствовать предлагаемый в изобретении способ, не выходя при этом за объем настоящего изобретения, определяемый формулой изобретения.
Claims (5)
1. Способ разделения отходящих газов, образующихся при окислении топлива, и выделения из них диоксида углерода, при осуществлении которого поток отходящего газа пропускают через полупроницаемый для газа материал, который представляет собой молекулярное сито или активированный уголь, затем отделяют поток газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, в котором адсорбцию и десорбцию в полупроницаемом для газа материале потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, проводят по технологии адсорбции при периодическом изменении или качании температуры (АКТ), и используют по меньшей мере часть потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, в качестве исходного материала на промышленной установке и/или собирают и хранят для последующего использования по меньшей мере части потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
2. Способ по п.1, в котором для разделения отходящих газов и выделения из них диоксида углерода в качестве полупроницаемого для газа материала используют материал, способный адсорбировать преимущественно диоксид углерода и выделять из потока отходящего газа поток газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, и в котором поток отходящего газа пропускают через полупроницаемый для газа материал, который адсорбирует по меньшей мере существенную часть содержащегося в потоке отходящего газа диоксида углерода с получением на выходе потока газа с низким содержанием диоксида углерода, прошедший через полупроницаемый для газа материал газ с низким содержанием диоксида углерода выбрасывают в атмосферу и из полупроницаемого для газа материала десорбируют по меньшей мере существенную часть диоксида углерода с получением потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода.
3. Способ по п.2, в котором десорбцию проводят пропусканием через полупроницаемый для газа материал потока пара или пропусканием части потока газа, содержащего высококонцентрированный диоксид углерода, нагретого до температуры регенерации полупроницаемого для газа материала.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором окисляемое топливо представляет собой природное топливо.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором полученный высококонцентрированный диоксид углерода используют на установке для получения аммиака и мочевины или метанола.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20010109028 EP1249264A1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Process for the separation and recovery of carbon dioxide from waste gas or fumes produced by combustible oxidation |
| EP01109028.9 | 2001-04-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003132538A RU2003132538A (ru) | 2005-04-20 |
| RU2349371C2 true RU2349371C2 (ru) | 2009-03-20 |
Family
ID=8177116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003132538/15A RU2349371C2 (ru) | 2001-04-11 | 2002-03-22 | Способ разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7153344B2 (ru) |
| EP (2) | EP1249264A1 (ru) |
| CN (2) | CN1520333A (ru) |
| AT (1) | ATE450307T1 (ru) |
| BR (1) | BR0208815B1 (ru) |
| CA (1) | CA2442119C (ru) |
| DE (1) | DE60234582D1 (ru) |
| ES (1) | ES2337344T3 (ru) |
| RU (1) | RU2349371C2 (ru) |
| UA (1) | UA75646C2 (ru) |
| WO (1) | WO2002083272A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626850C2 (ru) * | 2012-08-23 | 2017-08-02 | Зе Боинг Компани | Система сдвоенного потока и способ производства диоксида углерода |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080011160A1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-17 | General Electric Company | Carbon dioxide capture systems and methods |
| US7575624B2 (en) * | 2006-12-19 | 2009-08-18 | Uop Pllc | Molecular sieve and membrane system to purify natural gas |
| US8088196B2 (en) | 2007-01-23 | 2012-01-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of carbon dioxide |
| EP2134450A2 (en) * | 2007-03-08 | 2009-12-23 | Seambiotic Ltd. | Method for growing photosynthetic organisms |
| US20090007779A1 (en) * | 2007-05-17 | 2009-01-08 | Coignet Philippe A | Method and system of providing carbon dioxide-enriched gas for greenhouses |
| DE102007027388A1 (de) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Reduzierung von CO2-Emissionen aus den Abgasen von Feuerungsanlagen |
| KR20100036317A (ko) * | 2007-07-13 | 2010-04-07 | 유니버시티 오브 써던 캘리포니아 | 메탄올을 제조하기 위해 수성 매질의 이산화탄소를 일산화탄소와 수소로 전기분해하는 방법 |
| US8138380B2 (en) | 2007-07-13 | 2012-03-20 | University Of Southern California | Electrolysis of carbon dioxide in aqueous media to carbon monoxide and hydrogen for production of methanol |
| US20090151241A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Dressler Lawrence V | Method for producing algae in photobioreactor |
| US8197857B2 (en) * | 2008-06-06 | 2012-06-12 | Dressler Lawrence V | Method for eliminating carbon dioxide from waste gases |
| US20090320356A1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-12-31 | Olah George A | Stockpiling methanol and/or dimethyl ether for fuel and energy reserves |
| EP2210656A1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-07-28 | General Electric Company | Hybrid carbon dioxide separation process and system |
| US20120055385A1 (en) * | 2009-03-26 | 2012-03-08 | Eco Bio Technologies Pty Ltd | Method for the separation of gases |
| US8137435B2 (en) * | 2009-03-31 | 2012-03-20 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Carbon dioxide recovery from low concentration sources |
| US20100275777A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Hasse David J | Membrane-Based Process for CO2 Capture from Flue Gases Generated by Oxy-Combustion of Coal |
| US8940520B2 (en) | 2010-05-20 | 2015-01-27 | Pond Biofuels Inc. | Process for growing biomass by modulating inputs to reaction zone based on changes to exhaust supply |
| US20120156669A1 (en) | 2010-05-20 | 2012-06-21 | Pond Biofuels Inc. | Biomass Production |
| US8969067B2 (en) | 2010-05-20 | 2015-03-03 | Pond Biofuels Inc. | Process for growing biomass by modulating supply of gas to reaction zone |
| US11512278B2 (en) | 2010-05-20 | 2022-11-29 | Pond Technologies Inc. | Biomass production |
| US8889400B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-11-18 | Pond Biofuels Inc. | Diluting exhaust gas being supplied to bioreactor |
| US9919259B2 (en) | 2010-07-09 | 2018-03-20 | Carbon Capture Scientific, Llc | Gas pressurized separation column and process to generate a high pressure product gas |
| US8425655B2 (en) | 2010-07-09 | 2013-04-23 | Carbon Capture Scientific, Llc | Gas pressurized separation column and process to generate a high pressure product gas |
| CA2804389C (en) | 2010-07-09 | 2017-01-17 | Eco Technol Pty Ltd | Syngas production through the use of membrane technologies |
| US20120247330A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method and apparatus for rapid adsorption-desorption co2 capture |
| US8702844B2 (en) * | 2011-04-18 | 2014-04-22 | Phillips 66 Company | Particle doped hollow-fiber contactor |
| US20120276633A1 (en) | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Pond Biofuels Inc. | Supplying treated exhaust gases for effecting growth of phototrophic biomass |
| US8168685B2 (en) * | 2011-07-01 | 2012-05-01 | Membrane Technology And Research, Inc | Process for the production of methanol including one or more membrane separation steps |
| EP2638949A1 (en) | 2012-03-13 | 2013-09-18 | Ammonia Casale S.A. | Process for removing carbon dioxide from a gas stream |
| US9808757B2 (en) | 2012-06-04 | 2017-11-07 | The Southern Company | Systems and methods for sequestering CO2 |
| US9534261B2 (en) | 2012-10-24 | 2017-01-03 | Pond Biofuels Inc. | Recovering off-gas from photobioreactor |
| CN105883711A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-08-24 | 长江(扬中)电脱盐设备有限公司 | 一种油库和加油站油气回收装置 |
| CN109174017B (zh) * | 2018-10-18 | 2021-08-13 | 天津工业大学 | 固态胺吸附剂及其制备方法和包含其的co2吸附组件 |
| CA3174365A1 (en) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | Petroliam Nasional Berhad (Petronas) | Method and system for designing and assessing the performance of a hollow fibre membrane contactor (mbc) in a natural gas sweetening process |
| US11850566B2 (en) | 2020-11-24 | 2023-12-26 | Aircela Inc. | Synthetic fuel production system and related techniques |
Family Cites Families (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE104915C (ru) | ||||
| NL259186A (ru) * | 1959-12-18 | 1900-01-01 | ||
| US3078639A (en) * | 1960-01-06 | 1963-02-26 | Union Carbide Corp | Carbon dioxide removal from vapor mixtures |
| US3619130A (en) * | 1968-08-27 | 1971-11-09 | Frank J Ventriglio | Method of removing carbon dioxide from gaseous mixtures |
| US3751878A (en) * | 1972-10-20 | 1973-08-14 | Union Carbide Corp | Bulk separation of carbon dioxide from natural gas |
| DD104915A1 (ru) * | 1973-06-06 | 1974-04-05 | ||
| US4249915A (en) * | 1979-05-30 | 1981-02-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of water and carbon dioxide from air |
| CA1202576A (en) * | 1982-01-12 | 1986-04-01 | Satoshi Ihara | Process for separating carbonic acid gas from methane- rich gas |
| SU1068140A2 (ru) | 1982-11-03 | 1984-01-23 | Repin Nikolaj N | Сепарационна установка |
| GB8426393D0 (en) * | 1984-10-18 | 1984-11-21 | Ici Plc | Gas recovery |
| JPS62136222A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Nippon Steel Corp | 混合ガスから特定のガスを吸着分離する方法 |
| SU1411031A1 (ru) | 1986-05-22 | 1988-07-23 | Белорусский Политехнический Институт | Способ выделени двуокиси углерода из газовой смеси продуктов сгорани топлива |
| US4761167A (en) * | 1986-12-12 | 1988-08-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hydrocarbon recovery from fuel gas |
| US4813980A (en) * | 1987-10-16 | 1989-03-21 | Air Products And Chemicals, Inc. | Recovery of nitrogen, hydrogen and carbon dioxide from hydrocarbon reformate |
| SU1600784A1 (ru) | 1988-04-07 | 1990-10-23 | Н.П. Перфильев | Аппарат дл дыхани воздухом с повышенным содержанием углекислого газа |
| US4963339A (en) * | 1988-05-04 | 1990-10-16 | The Boc Group, Inc. | Hydrogen and carbon dioxide coproduction |
| JPH02129014A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-17 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 一酸化炭素ガス製造法 |
| US5100635A (en) * | 1990-07-31 | 1992-03-31 | The Boc Group, Inc. | Carbon dioxide production from combustion exhaust gases with nitrogen and argon by-product recovery |
| JPH07108368B2 (ja) * | 1990-11-02 | 1995-11-22 | 住友精化株式会社 | 混合ガス中の水分除去方法 |
| US5424051A (en) * | 1992-01-14 | 1995-06-13 | Uop | Process for the removal of carbon dioxide and mercaptans from a gas stream |
| US5531808A (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-02 | The Boc Group, Inc. | Removal of carbon dioxide from gas streams |
| US5587003A (en) * | 1995-03-21 | 1996-12-24 | The Boc Group, Inc. | Removal of carbon dioxide from gas streams |
| US5656064A (en) * | 1995-10-04 | 1997-08-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Base treated alumina in pressure swing adsorption |
| US5614000A (en) * | 1995-10-04 | 1997-03-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of gases using solid adsorbents |
| US5728198A (en) * | 1996-09-30 | 1998-03-17 | The Boc Group. Inc. | Process and apparatus for gas purification |
| US5846295A (en) * | 1997-03-07 | 1998-12-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Temperature swing adsorption |
| US5938819A (en) * | 1997-06-25 | 1999-08-17 | Gas Separation Technology Llc | Bulk separation of carbon dioxide from methane using natural clinoptilolite |
| US5855650A (en) * | 1997-09-09 | 1999-01-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of gases using solid adsorbents |
| US5980611A (en) * | 1997-09-25 | 1999-11-09 | The Boc Group, Inc. | Air purification process |
| FR2773499B1 (fr) * | 1998-01-14 | 2000-02-11 | Air Liquide | Procede de purification par adsorption de l'air avant distillation cryogenique |
| CA2264418C (en) * | 1998-03-12 | 2002-05-14 | Adeola Florence Ojo | Removal of carbon dioxide from gas streams |
| US6024781A (en) * | 1998-04-17 | 2000-02-15 | The Boc Group, Inc. | Separation of carbon dioxide and hydrocarbons |
| US6027549A (en) * | 1998-04-28 | 2000-02-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Adjusted density carbon for hydrogen PSA |
| US6015450A (en) * | 1998-08-13 | 2000-01-18 | The M. W. Kellogg Company | Reducing methanol emissions from a syngas unit |
| US6106593A (en) | 1998-10-08 | 2000-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of air |
| FR2784599B1 (fr) * | 1998-10-20 | 2000-12-08 | Air Liquide | Procede de purification d'un flux gazeux en ses impuretes n2o |
| US6245127B1 (en) * | 1999-05-27 | 2001-06-12 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption process and apparatus |
| FR2798304B1 (fr) * | 1999-09-13 | 2001-11-09 | Air Liquide | Utilisation d'une alumine activee pour eliminer le co2 d'un gaz |
| DE10016079A1 (de) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Alstom Power Nv | Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid aus dem Abgas einer Gasturbinenanlage sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US6755892B2 (en) * | 2000-08-17 | 2004-06-29 | Hamilton Sundstrand | Carbon dioxide scrubber for fuel and gas emissions |
| US6506236B2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-01-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for reducing the level of carbon dioxide in a gaseous mixture |
-
2001
- 2001-04-11 EP EP20010109028 patent/EP1249264A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-03-22 RU RU2003132538/15A patent/RU2349371C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-03-22 CA CA2442119A patent/CA2442119C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-22 DE DE60234582T patent/DE60234582D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-22 CN CNA028080033A patent/CN1520333A/zh active Pending
- 2002-03-22 WO PCT/EP2002/003243 patent/WO2002083272A1/en active IP Right Grant
- 2002-03-22 EP EP02727459A patent/EP1377359B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-22 UA UA20031110123A patent/UA75646C2/uk unknown
- 2002-03-22 CN CN2011100792859A patent/CN102173417A/zh active Pending
- 2002-03-22 BR BRPI0208815-0A patent/BR0208815B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-03-22 AT AT02727459T patent/ATE450307T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-03-22 US US10/474,573 patent/US7153344B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-22 ES ES02727459T patent/ES2337344T3/es not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626850C2 (ru) * | 2012-08-23 | 2017-08-02 | Зе Боинг Компани | Система сдвоенного потока и способ производства диоксида углерода |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2442119C (en) | 2011-09-20 |
| WO2002083272A1 (en) | 2002-10-24 |
| BR0208815A (pt) | 2004-03-09 |
| EP1377359B1 (en) | 2009-12-02 |
| US20040123737A1 (en) | 2004-07-01 |
| ATE450307T1 (de) | 2009-12-15 |
| ES2337344T3 (es) | 2010-04-23 |
| UA75646C2 (en) | 2006-05-15 |
| US7153344B2 (en) | 2006-12-26 |
| EP1249264A1 (en) | 2002-10-16 |
| DE60234582D1 (de) | 2010-01-14 |
| EP1377359A1 (en) | 2004-01-07 |
| BR0208815B1 (pt) | 2011-11-29 |
| CN102173417A (zh) | 2011-09-07 |
| CN1520333A (zh) | 2004-08-11 |
| RU2003132538A (ru) | 2005-04-20 |
| CA2442119A1 (en) | 2002-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2349371C2 (ru) | Способ разделения отходящего газа или дыма, образующегося при окислении топлива, и выделения из него диоксида углерода | |
| KR930012039B1 (ko) | 질소 및 아르곤 부산물을 회수하면서 연소 배기 가스로부터 이산화탄소를 생성시키는 방법 | |
| EP2404656B1 (en) | Treatment of flue gas from an oxyfuel combustion process | |
| KR101312914B1 (ko) | 이산화 탄소 회수방법 | |
| US8268044B2 (en) | Separation of a sour syngas stream | |
| CA2664527C (en) | Integrated separation and purification process | |
| KR101388266B1 (ko) | 고로가스의 분리방법 및 장치 | |
| US20080272340A1 (en) | Method for Producing Syngas with Low Carbon Dioxide Emission | |
| AU2012347153B2 (en) | Method and device for separating hydrogen sulfide and hydrogen production system using the same | |
| RU2571142C2 (ru) | Способ осаждения двуокиси углерода, а также газотурбинная установка с осаждением двуокиси углерода | |
| EA027424B1 (ru) | Комплексный способ извлечения природного coиз кислого газа, содержащего hs и co | |
| JP6659717B2 (ja) | 水素回収法 | |
| CA1326342C (en) | Production of carbon dioxide by combustion of landfill gas | |
| Charisiou et al. | Biogas Sweetening Technologies | |
| AU2002257697B2 (en) | Process for the preparation and recovery of carbon dioxide from waste gas or fumes produced by combustible oxidation | |
| AU2002257697A1 (en) | Process for the preparation and recovery of carbon dioxide from waste gas or fumes produced by combustible oxidation | |
| JPH03291406A (ja) | 燃焼装置 | |
| RO119144B1 (ro) | Procedeu de obţinere a dioxidului de carbon de calitate tehnică sau alimentară |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160916 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180522 Effective date: 20180522 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210323 |