RU2552448C2 - Способ сушки влажного газового потока, обогащенного со2, из способа кислородного горения - Google Patents

Способ сушки влажного газового потока, обогащенного со2, из способа кислородного горения Download PDF

Info

Publication number
RU2552448C2
RU2552448C2 RU2013137767/05A RU2013137767A RU2552448C2 RU 2552448 C2 RU2552448 C2 RU 2552448C2 RU 2013137767/05 A RU2013137767/05 A RU 2013137767/05A RU 2013137767 A RU2013137767 A RU 2013137767A RU 2552448 C2 RU2552448 C2 RU 2552448C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dryer
enriched
gas stream
drying
regeneration
Prior art date
Application number
RU2013137767/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013137767A (ru
Inventor
Олаф ШТАЛЛЬМАНН
Маркус Йорг ВАЙТЦЕЛЬ
Original Assignee
Альстом Текнолоджи Лтд
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 Альстом Текнолоджи Лтд filed Critical Альстом Текнолоджи Лтд
Publication of RU2013137767A publication Critical patent/RU2013137767A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2552448C2 publication Critical patent/RU2552448C2/ru

Links

Images

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
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • 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
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • 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
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • 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
    • 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
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • 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
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
    • B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B01D2259/40054—Recycled product or process gas treated before its reuse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077—Direction of flow
    • B01D2259/40081—Counter-current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • 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
    • B01D53/002—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 condensation
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/60—Sorption with dry devices, e.g. beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/70—Condensing contaminants with coolers
    • 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
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • 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
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

Способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения включает: сжатие влажного газового потока, обогащенного CO2, до рабочего давления способа сушки, охлаждение влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одном охладителе, альтернативно, сушку влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одной сушилке, которая содержит, по меньшей мере, один слой десиканта, и регенерацию слоя десиканта посредством прохождения нагретого регенерирующего газа через сушилку в направлении, противоположном направлению потока влажного газового потока, обогащенного CO2, разделение высушенного газового потока, обогащенного CO2, в способе очистки на газовый поток очищенного СО2 и отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, при этом отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, используют в качестве регенерирующего газа, и после регенерации сушилку продувают, по меньшей мере, один раз газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, и при этом сушилку загружают до рабочего давления способа сушки газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, перед каждым способом сушки. Изобретение позволяет уменьшить потери CO2 и уменьшить потребление энергии. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Уровень техники
Настоящее описание относится к способу сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения, в частности к способу сушки с помощью способа адсорбции с использованием десиканта (адсорбента) и регенерации этого адсорбента.
Влажный газовый поток, обогащенный CO2, из способа кислородного горения должен обрабатываться для удаления H2O в течение первой стадии сжатия или после нее. Влажность влажного газового потока, обогащенного CO2, должна ограничиваться из-за необходимости предотвращения образования твердых гидратов или фазы коррозивной свободной воды в течение следующих далее способов разделения или инжектирования. Для такой стадии или способа сушки, как правило, используют, по меньшей мере, одну емкость, содержащую, по меньшей мере, один десикант, для адсорбирования влажности из влажного газового потока, обогащенного CO2, проходящего через десикант в одном направлении. Для регенерации десиканта предлагается поток через слой десиканта в противоположном направлении. Типичные установки предусматривают две сушилки, где одна находится в рабочем состоянии, в то время как другая в нерабочем, соответственно, в режиме регенерации.
Документ WO 2009/071816 A2 описывает способ сушки газа, обогащенного диоксидом углерода, при высоком давлении, при котором газ, обогащенный диоксидом углерода, очищают в адсорбционном узле сушки, содержащем, по меньшей мере, две емкости с адсорбентом, работающим в цикле, в котором одну емкость снабжают газом, обогащенным диоксидом углерода, для сушки, в то время как другая емкость подвергается воздействию высокого давления и регенерируется посредством потока сухого газа, получаемого с помощью узла сушки, узел сушки производит, по меньшей мере, один сухой газ, обогащенный диоксидом углерода, при первом повышении давления, по меньшей мере, одной емкости, в течение которого газ высокого давления, иной, чем продукт от узла сушки, подается в емкость.
Можно увидеть в качестве недостатка этого известного способа, что получаемый сухой газ, обогащенный диоксидом углерода, используется в качестве регенерирующего газа, и после регенерации газ высвобождается в атмосферу. Это вызывает бесполезные потери CO2. С другой стороны, рециклирование CO2 приводит к ненужному повышению потребности в энергии для сжатия.
Сущность изобретения
Указанные выше недостатки и неполноценности преодолевают или ослабляют с помощью способа сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения, способ включает: сжатие влажного газового потока, обогащенного CO2, до рабочего давления способа сушки, охлаждение влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одном охладителе, альтернативно, сушку влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одной сушилке, которая содержит, по меньшей мере, один слой десиканта, и регенерирование слоя десиканта посредством прохождения нагретого регенерирующего газа через сушилку в направлении, противоположном направлению потока влажного газового потока, обогащенного CO2, разделение высушенного газового потока, обогащенного CO2, в способе очистки на газовый поток очищенного СО2 и отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, при этом отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, используют в качестве регенерирующего газа, и после регенерации сушилку продувают, по меньшей мере, один раз газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, и при этом сушилку загружают до рабочего давления способа сушки газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, перед каждым способом сушки. Другие преимущественные варианты осуществления настоящего изобретения можно увидеть из прилагаемой формулы изобретения.
Настоящий способ предлагает способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения, имеющий низкие потери CO2 и высокую энергетическую эффективность. Более конкретно, способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения предлагает следующие преимущества.
Уменьшение потерь CO2, поскольку для регенерации десиканта в сушилке отбирается газовый поток с низким содержанием CO2.
Уменьшение потребления энергии в течение способа сушки и регенерации.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего далее описания вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенных неограничивающих примеров и с использованием ссылок на прилагаемые чертежи, в которых:
Фиг.1 представляет собой блок-схему способа сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения в соответствии с первым вариантом осуществления,
Фиг.2 представляет собой блок-схему способа сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Подробное описание
Влажный газовый поток, обогащенный CO2, из способа кислородного горения должен обрабатываться для удаления H2O в течение первой стадии сжатия или после нее. Влажность влажного газового потока, обогащенного CO2, должна ограничиваться из-за необходимости предотвращения образования твердых гидратов или фазы коррозивной свободной воды в течение следующего далее способа разделения или инжектирования способа очистки от CO2.
В соответствии с фиг.1, влажный газовый поток 1, обогащенный CO2, этот газовый поток также может обозначаться как поток топочного газа, поступающий в горячем состоянии из способа кислородного горения, поступает через линию 11 в компрессор 2, и газ сжимается в нем до рабочего давления способа сушки, которое предпочтительно находится в пределах между 10 и 60 бар. Компрессор 2 обычно имеет множество стадий сжатия, и по этой причине можно также устанавливать узел сушки 6.1, 6.2 на промежуточной ступени сжатия. Наиболее предпочтительно давление в качестве рабочего давления способа сушки выбирают в пределах от 25 до 55 бар. Таким образом, можно свести к минимуму нагрузку воды для способа сушки посредством стадии конденсации между выходом 2 ступени сжатия и сушилкой 6.1, 6.2. В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.1, горячий газовый поток 1 после компрессора 2 проходит (через линию 11) и охлаждается, по меньшей мере, в одном охладителе, предпочтительно в двух охладителях 3.1 и 3.2. Кроме того и предпочтительно, размещается устройство 4 для обработки топочного газа, расположенное после охладителя 3.1, для удаления Hg, SOx, пыли и тому подобное, а также, предпочтительно, сепаратор 5 паров и жидкости, расположенный после охладителя 3.2, для отделения конденсированной влажности от газового потока, и выход для жидкости через линию 13, ведущую к устройству для обработки сточных вод (не показано). Включение устройства 4 для обработки топочного газа увеличивает срок службы десиканта 7.1, 7.2, размещенного в сушилке 6.1, 6.2, в то время как включение сепаратора 5 паров и жидкости поможет в уменьшении размеров сушилки 6.1, 6.2.
После охладителя 3.1, 3.2 предпочтительно размещают две сушилки 6.1, 6.2 для сушки влажного газового потока 1, обогащенного CO2. Каждая сушилка содержит, по меньшей мере, один неподвижный слой десиканта 7.1, 7.2 для адсорбции влажности из влажного газового потока 1, обогащенного CO2. В соответствии с настоящим изобретением каждая сушилка 6.1, 6.2 работает попеременно в режиме сушки и в режиме регенерации. В режиме сушки влажный газовый поток 1, обогащенный CO2, сушится с помощью десиканта 7.1, 7.2, а в режиме регенерации десикант 7.1, 7.2 регенерируется с помощью потока 9 регенерирующего газа. В соответствии с фиг.1 сушилка 6.2 находится в режиме сушки, а сушилка 6.1 находится в режиме регенерации или в нерабочем режиме. По этой причине, если используют две или более сушилок 6.1, 6.2, тогда сушилки предпочтительно располагают параллельно, для использования их так, как описано выше. Клапаны 20.1, 20.2 и 17.1, 17.2 будут открыты и/или закрыты, соответственно.
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предлагает систему, имеющую две сушилки 6.1, 6.2, работающих последовательно (не показано) с условиями изменения последовательности, в которой через сушилки 6.1, 6.2 проходит газовый поток 1, обогащенный CO2, для предотвращения нежелательного прохождения воды в систему, расположенную далее. В таких системах через сушилку 6.1, 6.2 сначала проходит газовый поток 1, обогащенный CO2, затем она также достигает первой своей адсорбционной емкости. Эта сушилка 6.1, 6.2 будет исключаться из работы посредством ее обхода, затем она регенерируется и включается опять в работу с изменением последовательности, это означает, что через регенерированную сушилку 6.1, 6.2 газовый поток 1, обогащенный CO2, проходит как через вторую сушилку.
После сушилок 6.1, 6.2 высушенный газовый поток 8, обогащенный CO2 (высушенный поток топочного газа), подвергается воздействию способа очистки (не показано), где высушенный газовый поток 8, обогащенный CO2, разделяется на почти чистый газовый поток CO2 и отработанный газовый поток, содержащий большие количества азота и кислорода.
В соответствии с настоящим изобретением отработанный газ, содержащий азот и кислород, используют в качестве регенерующего газа 9 и пропускают через линию 12 в сушилку 6.1, 6.2 при противоположном направлении потока по сравнению с направлением потока влажного газового потока 1, обогащенного CO2, и в течение режима регенерации сушилок 6.1, 6.2 для десорбции влажности из десиканта 7.1, 7.2. Перед тем, как поток 9 регенерующего газа вводится в сушилки 6.1, 6.2, он предпочтительно нагревается до температуры, большей чем 160°C и меньшей чем 300°C, с помощью нагревателя 10. Поток 9 регенерующего газа использует более низкое давление, чем влажный газовый поток 1, обогащенный CO2, в течение режима сушки. Способ регенерации осуществляют периодически, но время цикла зависит от десиканта 7.1, 7.2 (адсорбента) и содержания влажности влажного газового потока 1, обогащенного CO2.
В соответствии с настоящим изобретением сушилку 6.1, 6.2 продувают или очищают, по меньшей мере, один раз с помощью газового потока, обогащенного CO2, после регенерации десиканта 7.1, 7.2, и этот продувочный газовый поток отбирают с выхода компрессора 2. Продувку сушилки 6.1, 6.2 осуществляют посредством частичного повышения давления с помощью газового потока, обогащенного CO2, с последующим понижением давления сушилки 6.1, 6.2 с выпуском в атмосферу или назад, в предыдущий способ или в способ сушки, соответственно. Продувку необходимо осуществлять для уменьшения содержания инертных газов, подобных азоту, захватываемых потоком 9 регенерующего газа в сушилке 6.1, 6.2. В соответствии с фиг.1 газовый поток, обогащенный CO2, предпочтительно отбирают непосредственно с выхода компрессора 2 (перед охладителями 3.1, 3.2) через линию 14. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления и как показано на фиг.2, газовый поток, обогащенный CO2, для продувки сушилки 6.1, 6.2 отбирают после охладителя 3.1, 3.2 через линию 15 и нагревают в нагревателе 10, по меньшей мере, до 80°C перед тем, как газовый поток, обогащенный CO2, вводят для продувки в сушилку 6.1, 6.2. Посредством нагрева газового потока, обогащенного CO2, до указанной выше температуры предотвращается образование твердых продуктов в CO2, вызываемое расширением газа в емкости сушилки, имеющей давление регенерирующего газа.
Чтобы опять ввести сушилку 6.1, 6.2 в работу и в соответствии с настоящим изобретением, давление в сушилке 6.1, 6.2 увеличивают до рабочего давления способа сушки с помощью газового потока, обогащенного CO2, после способа регенерации и/или способа продувки. В соответствии с фиг.1 газовый поток, обогащенный CO2, для повышения давления в сушилке 6.1, 6.2 предпочтительно отбирают непосредственно с выхода компрессора 2 (перед охладителями 3.1, 3.2) через линию 14. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления, и как показано на фиг.2, газовый поток, обогащенный CO2, для повышения давление в сушилке 6.1, 6.2 отбирают после охладителя 3.1, 3.2 через линию 15 и нагревают в нагревателе 10 до того, как газовый поток, обогащенный CO2, поступает в сушилку 6.1, 6.2. По этой причине, горячий газовый поток, обогащенный CO2 (нагреваемый либо с помощью компрессора 2, либо с помощью нагревателя 10), используют для загрузки сушилки 6.1, 6.2.
Посредством загрузки сушилки 6.1, 6.2 до способа сушки в соответствии с настоящим изобретением, будут предотвращаться скачки давления во время переключения между способом регенерации и способом сушки, поскольку скачки давления могут приводить к повреждениям, подобным компактированию/измельчению слоя сушилки (слоя десиканта) или подъему этого слоя, в случае потока для повышения давления, направленного вверх, а также к возможному отключению компрессора 2 или к нарушениям в способе. По этой причине предусматривается, по меньшей мере, один клапан 16.1, 16.2 на входной и, по меньшей мере, один клапан 17.1, 17.2 на выходной трубе (или непосредственно присоединенный на сушилке 6.1, 6.2) для уменьшения и/или увеличения давления в сушилке 6.1, 6.2. Обычный способ уменьшения давления или его ослабления в сушилке 6.1, 6.2, соответственно, заключается в том, что содержащийся газ будет направляться через клапан 18.1, 18.2 в атмосферу. Это происходит также с загружаемым регенерующим газом. Эта операция будет осуществляться, если обычная линия подачи исходных материалов и выпуска продукта блокируется.
Посредством использования горячего газового потока, обогащенного CO2, в соответствии с настоящим изобретением для загрузки сушилки 6.1, 6.2 вместо использования высушенного, но холодного потока CO2 из сушилки 6.1, 6.2 предотвращаются возникновение термических напряжений в используемом материале сушилки 6.1, 6.2 и в десиканте 7.1, 7.2. При использовании горячего газового потока в соответствии с настоящим изобретением может предотвращаться понижение температуры с образованием сухого льда (в самом плохом случае) после адиабатического расширения в сушилке 6.1, 6.2, поскольку расширяющийся горячий газовый поток имеет также более низкую, но не слишком низкую температуру. Температура горячего газового потока, обогащенного CO2, зависит от отношения сжатия компрессора 2 и предпочтительно находится в пределах между 80 и 140°C. В противном случае, когда газовый поток, обогащенный CO2, нагревают в нагревателе 10, затем его предпочтительно нагревают, по меньшей мере, до 80°C перед тем, как газовый поток, обогащенный CO2, вводят для загрузки в сушилку 6.1, 6.2.
Для первого повышения давления или загрузки сушилки 6.1, 6.2 после запуска системы не должны предусматриваться никакие специальные установки. Это предпочтительно достигается посредством обеспечения того, что все слои 7.1, 7.2 десикантов всех сушилок 6.1, 6.2, необходимые для операции адсорбции, открыты для компрессора 2 при запуске компрессора, это означает, что соответствующие клапаны открыты.
В соответствии с режимом работы (сушка, регенерация, продувка, загрузка или выключение) сушилки 6.1, 6.2 клапаны 16.1, 16.2, 17.1, 17.2, 18.1, 18.2, 19.1, 19.2, 20.1, 20.2, 21 и 22 являются либо открытыми, либо закрытыми. Например, в течение способа сушки клапаны 20.2 и 17.2 сушилки 6.2 (или клапаны 20.1 и 17.1 сушилки 6.1) открыты, все другие клапаны сушилки 6.2 закрыты. В течение способа регенерации клапаны 21 (существует только в соответствии с примером на фиг.2), 19.2 и 18.2 сушилки 6.2 (или клапаны 19.1 и 18.1 сушилки 6.1) открыты, все другие клапаны сушилки 6.2 закрыты (включая клапан 22, который существует только в соответствии с примером на фиг.2). В течение способа продувки клапаны 22 (существует только в соответствии с примером на фиг.2) и 16.2 сушилки 6.2 (или клапан 16.1 сушилки 6.1) являются открытыми и закрываются после достижения определенного уровня давления, предпочтительно 10-15 бар. Затем клапан 18.2 (или клапан 18.1 сушилки 6.1) открывается еще раз для понижения давления в системе. Эта последовательность может повторяться в случае, когда уровни примесей по-прежнему являются слишком высокими. В противном случае, загрузка сушилки 6.1, 6.2 может начинаться посредством открывания клапанов 22 (существует только в соответствии с примером на фиг.2) и 16.2 сушилки 6.2 (или клапана 16.1 сушилки 6.1), все другие клапаны сушилки 6.2 закрыты (включая клапан 21, который существует только в соответствии с примером на фиг.2). Когда уровень давления в сушилке 6.1, 6.2 достигает уровня рабочего давления способа сушки, линия 11.2 с ее технологическими клапанами 20.2 и 17.2 сушилки 6.2 (или линии 11.1 с ее клапанами 20.1 и 17.1 сушилки 6.1) может открываться, чтобы ввести соответствующую сушилку опять в операцию адсорбции, что означает операцию сушки.
Способы сушки и регенерации в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает наилучшее решение по отношению к потреблению энергии, а также низкие потери CO2.
Хотя настоящее изобретение описывается со ссылками на различные иллюстративные варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что могут быть проделаны разнообразные изменения, и эквиваленты могут заменять его элементы без отклонения от рамок настоящего изобретения. В дополнение к этому, может быть проделано множество модификаций для адаптации конкретной ситуации или материала к концепции настоящего изобретения без отклонения от его основных рамок. По этой причине предполагается, что настоящее изобретение не будет ограниченным конкретным вариантом осуществления, описанным как наилучший режим, предполагаемый для осуществления настоящего изобретения, но что настоящее изобретение будет включать все варианты осуществления, попадающие в рамки прилагаемой формулы изобретения.

Claims (13)

1. Способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения, способ включает:
сжатие влажного газового потока (1), обогащенного CO2, до рабочего давления способа сушки,
охлаждение влажного газового потока (1), обогащенного CO2, по меньшей мере, в одном охладителе (3.1, 3.2),
альтернативную сушку влажного газового потока (1), обогащенного CO2, по меньшей мере, в одной сушилке (6.1, 6.2), которая содержит, по меньшей мере, один слой десиканта (7.1, 7.2), и регенерирование слоя десиканта (7.1, 7.2) посредством прохождения нагретого регенерирующего газа (9) через сушилку (6.1, 6.2) в направлении, противоположном направлению потока влажного газового потока (1), обогащенного CO2,
разделение высушенного газового потока (1), обогащенного CO2, в способе очистки на газовый поток очищенного СО2 и отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом,
при этом отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, используют в качестве регенерирующего газа (9),
и после регенерации сушилку (6.1, 6.2) продувают, по меньшей мере, один раз газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора (2),
и при этом сушилку (6.1, 6.2) загружают до рабочего давления способа сушки газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора (2), перед каждым способом сушки.
2. Способ по п.1, в котором рабочее давление способа сушки находится в пределах между 10 и 60 бар.
3. Способ по п.1, в котором давление регенерирующего газа (9) в течение способа регенерации находится ниже рабочего давления способа сушки.
4. Способ по п.1, в котором газовый поток высокого давления, обогащенный CO2, для продувки сушилки (6.1, 6.2) отбирают непосредственно после компрессора (2) и вводят непосредственно в сушилку (6.1, 6.2).
5. Способ по п.1, в котором газовый поток высокого давления, обогащенный CO2, для продувки сушилки (6.1, 6.2) отбирают из охладителя (3.1, 3.2) и нагревают с помощью нагревателя (10), по меньшей мере, до 80°C перед тем, как его вводят в сушилку (6.1, 6.2).
6. Способ по п.1, в котором газовый поток высокого давления, обогащенный CO2, для загрузки сушилки (6.1, 6.2) перед каждым способом сушки отбирают непосредственно после компрессора (2) и вводят непосредственно в сушилку (6.1, 6.2).
7. Способ по п.1, в котором газовый поток высокого давления, обогащенный CO2, для загрузки сушилки (6.1, 6.2) перед каждым способом сушки отбирают после охладителя (3.1, 3.2) и нагревают с помощью нагревателя (10), по меньшей мере, до 80°C перед тем, как его вводят в сушилку (6.1, 6.2).
8. Способ по п.1, в котором Hg, и/или SOx, и/или пыль, содержащиеся во влажном газовом потоке (1), обогащенном CO2, удаляют с помощью устройства (4) для обработки топочного газа, расположенного перед сушилкой (6.1, 6.2).
9. Способ по п.1, в котором часть паров, содержащихся во влажном газовом потоке (1), обогащенном CO2, конденсируют и высвобождают с помощью сепаратора (5) паров и жидкости, расположенного перед сушилкой (6.1, 6.2).
10. Способ по п.1, в котором поток (9) регенерирующего газа нагревают с помощью нагревателя (10) до температуры 160-300°C.
11. Способ по п.1, в котором для сушки влажного газового потока (1), обогащенного CO2, используют две или более сушилок (6.1, 6.2) и располагают их параллельно друг другу, и при этом одна сушилка находится в режиме сушки, а другая (другие) находится/находятся в режиме регенерации или в режиме отключения.
12. Способ по п.1, в котором для сушки влажного газового потока (1), обогащенного CO2, используют две сушилки (6.1, 6.2) и располагают их последовательно, и при этом две сушилки (6.1, 6.2) находятся в режиме сушки или одна из сушилок (6.1, 6.2) находится в режиме регенерации посредством обхода влажным газовым потоком (1), обогащенным CO2, регенерированной сушилки (6.1, 6.2), в то время как другая сушилка (6.1, 6.2) находится в режиме сушки.
13. Способ по п.12, в котором регенерированная сушилка (6.1, 6.2) после регенерации вводится как вторая сушилка (6.1, 6.2) в последовательность сушилок (6.1, 6.2).
RU2013137767/05A 2011-01-13 2012-01-10 Способ сушки влажного газового потока, обогащенного со2, из способа кислородного горения RU2552448C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11150905.5A EP2476477B1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 A method for drying a wet co2 rich gas stream from an oxy-combustion process
EP11150905.5 2011-01-13
PCT/IB2012/000021 WO2012095722A1 (en) 2011-01-13 2012-01-10 A method for drying a wet co2 rich gas stream from an oxy-combustion process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013137767A RU2013137767A (ru) 2015-02-20
RU2552448C2 true RU2552448C2 (ru) 2015-06-10

Family

ID=44065411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013137767/05A RU2552448C2 (ru) 2011-01-13 2012-01-10 Способ сушки влажного газового потока, обогащенного со2, из способа кислородного горения

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9429359B2 (ru)
EP (1) EP2476477B1 (ru)
KR (1) KR101722295B1 (ru)
CN (1) CN103429316B (ru)
AU (1) AU2012206403B2 (ru)
CA (1) CA2824257C (ru)
RU (1) RU2552448C2 (ru)
TW (1) TWI543808B (ru)
WO (1) WO2012095722A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2692414A1 (en) * 2012-07-30 2014-02-05 Alstom Technology Ltd A method of drying a wet carbon dioxide rich gas stream
US20150362187A1 (en) 2014-06-16 2015-12-17 Alstom Technology Ltd Gas processing unit and method of operating the same
US9791852B2 (en) 2014-08-21 2017-10-17 General Electric Technology Gmbh Apparatus and method for controlling at least one operational parameter of a plant
CN105783020B (zh) * 2016-04-21 2018-07-27 成都华西堂环保科技有限公司 一种燃煤锅炉富氧低氮燃烧脱硝工艺
FR3118717A1 (fr) * 2021-01-14 2022-07-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de séchage d’un débit riche en dioxyde de carbone
US20230256812A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-17 Echeneidae Inc. System and method for exhaust gas conditioning
US20240001282A1 (en) 2022-07-01 2024-01-04 Air Products And Chemicals, Inc. Dehydration of carbon dioxide

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135273C1 (ru) * 1994-02-24 1999-08-27 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани Система производства целевого газа, устройство для извлечения тепла и удаления кислого газа на ее основе и способ получения целевого газа
WO2009126607A2 (en) * 2008-04-06 2009-10-15 Innosepra Llc Carbon dioxide recovery
WO2010103680A1 (ja) * 2009-03-11 2010-09-16 三菱重工業株式会社 石炭ガス化ガスの精製方法およびシステム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4711645A (en) * 1986-02-10 1987-12-08 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of water and carbon dioxide from atmospheric air
US4952223A (en) * 1989-08-21 1990-08-28 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
US5582029A (en) * 1995-10-04 1996-12-10 Air Products And Chemicals, Inc. Use of nitrogen from an air separation plant in carbon dioxide removal from a feed gas to a further process
US5914455A (en) * 1997-09-30 1999-06-22 The Boc Group, Inc. Air purification process
ATE340629T1 (de) * 2001-01-25 2006-10-15 Air Prod & Chem Verfahren zum betrieb eines temperaturwechsel- adsorptionssystems und entsprechende vorrichtung
US20070017368A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Ion America Corporation Gas separation method and apparatus using partial pressure swing adsorption
US20070031302A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Carsten Wittrup Method and apparatus for purifying a gas
BE1017002A3 (nl) * 2006-03-17 2007-11-06 Atlas Copco Airpower Nv Inrichting voor het drogen van samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast.
US7871457B2 (en) * 2006-04-03 2011-01-18 Praxair Technology, Inc. Carbon dioxide production method
US7666251B2 (en) * 2006-04-03 2010-02-23 Praxair Technology, Inc. Carbon dioxide purification method
MX346694B (es) 2007-04-12 2017-03-29 Cefco Llc * Aparato para captura de carbono y eliminación de contaminantes múltiples en gas de chimeneas procedente de fuentes de combustible de hidrocarburo y recuperación de múltiples sub-productos.
FR2924357A1 (fr) 2007-11-30 2009-06-05 Air Liquide Procede et appareil de sechage d'un debit de gaz riche en dioxyde de carbone
AU2008336265B2 (en) * 2007-12-12 2013-06-27 Process Group Technologies Pty Ltd A plant and process for recovering carbon dioxide
US7789939B2 (en) * 2008-07-29 2010-09-07 Praxair Technology, Inc. Adsorbent bed repressurization control method
US8535417B2 (en) * 2008-07-29 2013-09-17 Praxair Technology, Inc. Recovery of carbon dioxide from flue gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135273C1 (ru) * 1994-02-24 1999-08-27 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани Система производства целевого газа, устройство для извлечения тепла и удаления кислого газа на ее основе и способ получения целевого газа
WO2009126607A2 (en) * 2008-04-06 2009-10-15 Innosepra Llc Carbon dioxide recovery
WO2010103680A1 (ja) * 2009-03-11 2010-09-16 三菱重工業株式会社 石炭ガス化ガスの精製方法およびシステム

Also Published As

Publication number Publication date
TWI543808B (zh) 2016-08-01
CN103429316B (zh) 2017-04-26
AU2012206403B2 (en) 2015-07-16
US9429359B2 (en) 2016-08-30
TW201235086A (en) 2012-09-01
CA2824257C (en) 2016-03-15
CA2824257A1 (en) 2012-07-19
KR101722295B1 (ko) 2017-03-31
CN103429316A (zh) 2013-12-04
RU2013137767A (ru) 2015-02-20
AU2012206403A1 (en) 2013-08-01
KR20140017550A (ko) 2014-02-11
US20130298599A1 (en) 2013-11-14
WO2012095722A1 (en) 2012-07-19
EP2476477B1 (en) 2021-03-17
EP2476477A1 (en) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2552448C2 (ru) Способ сушки влажного газового потока, обогащенного со2, из способа кислородного горения
JP4252668B2 (ja) ガス精製方法
CA2824242C (en) A method of cleaning a carbon dioxide containing gas, and a carbon dioxide purification system
CN102112200A (zh) 从烟道气中回收二氧化碳
TW201248099A (en) Cryogenic CO2 separation using a refrigeration system
US8702845B2 (en) System and method for low NOx emitting regeneration of desiccants
JP7123749B2 (ja) 二酸化炭素分離回収システム及び方法
RU2669269C2 (ru) Способ регенерации адсорбента осушки природных газов
JP3544860B2 (ja) 空気分離装置における前処理装置
CN109966860A (zh) 一种多床变温吸附气体净化系统及工艺
JP5106448B2 (ja) 排ガスからの二酸化炭素回収システム
WO2023241997A1 (en) Gas treatment method and apparatus
JP2011183256A (ja) 気体分離装置及びその方法
JP2010207729A (ja) 排ガスからの二酸化炭素回収システム
TW201245639A (en) System and method for low nox emitting regeneration of desiccants

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180111