RU2790286C1

RU2790286C1 - Carbon dioxide extraction system and carbon dioxide extraction method

Info

Publication number: RU2790286C1
Application number: RU2022111057A
Authority: RU
Inventors: Томоки НОБОРИСАТО; Такаси КАМИДЗЁ
Original assignee: Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд.
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2023-02-16

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention is intended for the extraction of carbon dioxide. The carbon dioxide extraction system contains a number of absorption columns designed for a number of fuel-burning devices, to absorb carbon dioxide present in the exhaust gases coming out of each of the series of these fuel-burning devices by bringing the exhaust gas into contact with the absorbent liquid, and at least one regeneration column communicating with each of the series of absorption columns designed to extract carbon dioxide from an absorbent liquid enriched with CO₂, which is an absorbent liquid, coming out of each of the row of absorption columns. The number of regeneration columns is less than the number of absorption columns.

EFFECT: reduced installation costs of the carbon dioxide extraction system.

6 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к системе извлечения диоксида углерода и способу извлечения диоксида углерода.The present invention relates to a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method.

Уровень техникиState of the art

Предприятие, такое как нефтеперерабатывающий завод или нефтехимический комбинат, имеет на своей территории топливосжигающее устройство. В связи с тем, что из топливосжигающего устройства выходит отходящий газ, содержащий диоксид углерода, используется оборудование для извлечения диоксида углерода из отходящего газа. Как отмечено в патентном документе D1, такое оборудование включает абсорбционную колонну, предназначенную для абсорбции абсорбирующей жидкостью диоксида углерода, присутствующего в отходящем газе, посредством приведения отходящего газа в контакт с абсорбирующей жидкостью, и регенерационную колонну для извлечения диоксида углерода из абсорбирующей жидкости путем отделения диоксида углерода от жидкого абсорбента, который содержит абсорбированный диоксид углерода.An enterprise, such as an oil refinery or a petrochemical plant, has a combustion device on its premises. Because the exhaust gas containing carbon dioxide is emitted from the combustion device, equipment is used to recover carbon dioxide from the exhaust gas. As noted in Patent Document D1, such equipment includes an absorption column for absorbing carbon dioxide present in the off-gas by the absorption liquid by bringing the off-gas into contact with the absorption liquid, and a recovery column for recovering carbon dioxide from the absorption liquid by separating the carbon dioxide. from a liquid absorbent that contains absorbed carbon dioxide.

Патентная литератураPatent Literature

Патентный документ D1: JP2009-214089APatent Document D1: JP2009-214089A

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая проблема, решаемая изобретениемTechnical problem solved by the invention

При размещении на всей территории предприятия ряда топливосжигающих устройств, каждое топливосжигающее устройство необходимо обеспечить абсорбционной колонной и регенерационной колонной. Следовательно, затраты на установку оборудования для извлечения диоксида углерода из отходящего газа увеличиваются, что создает препятствие для применения такого оборудования. Для решения этой проблемы может быть принят во внимание способ, включающий обеспечение на предприятии одной абсорбционной колонны и одной регенерационной колонны, соединение каждого топливосжигающего устройства с абсорбционной колонной посредством одного трубопровода, и совместную очистку отходящего газа, выходящего из каждого топливосжигающего устройства. Однако в зависимости от технических характеристик и размеров используемого топливосжигающего оборудования внешний диаметр соединительного трубопровода может достигать нескольких метров, и поэтому трудно осуществить монтаж такого трубопровода, что во многих случаях может обуславливать неосуществимость данного способа.When placing a number of fuel-burning devices throughout the enterprise, each fuel-burning device must be provided with an absorption column and a regeneration column. Therefore, the cost of installing equipment for recovering carbon dioxide from an exhaust gas increases, which creates an obstacle to the use of such equipment. To solve this problem, a method can be taken into account, including providing one absorption column and one recovery column in the plant, connecting each combustion device to the absorption column through one pipeline, and jointly cleaning the exhaust gas leaving each combustion device. However, depending on the specifications and dimensions of the combustion equipment used, the outer diameter of the connecting pipeline may reach several meters, and therefore it is difficult to install such a pipeline, which in many cases may make this method unfeasible.

В соответствии с изложенным задача по меньшей мере одного воплощения настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить систему извлечения диоксида углерода, способную уменьшить стоимость монтажа, и обеспечить способ извлечения диоксида углерода, способный уменьшить затраты на извлечения диоксида углерода.Accordingly, it is an object of at least one embodiment of the present invention to provide a carbon dioxide recovery system capable of reducing installation cost and to provide a carbon dioxide recovery method capable of reducing carbon dioxide recovery costs.

Решение проблемыSolution

Для решения поставленной задачи система извлечения диоксида углерода в соответствии с настоящим изобретением содержит ряд абсорбционных колонн для абсорбции с помощью абсорбирующей жидкости диоксида углерода, присутствующего в отходящем газе, отводимом каждым из ряда используемых топливосжигающих устройств, путем приведения отходящего газа в контакт с жидким абсорбентом, и по меньшей мере одну регенерационную колонну, сообщающуюся с каждой из ряда абсорбционных колонн, предназначенную для извлечения диоксида углерода из жидкого абсорбента, обогащенного диоксидом углерода (СО₂), которым является абсорбирующая жидкость, вытекающая из каждой абсорбционной колонны.To achieve this object, the carbon dioxide recovery system of the present invention comprises a series of absorption towers for absorbing, with an absorbent liquid, the carbon dioxide present in the exhaust gas vented by each of the series of combustion devices used, by bringing the exhaust gas into contact with the absorbent liquid, and at least one regeneration column in communication with each of the series of absorption columns for recovering carbon dioxide from the liquid absorbent rich in carbon dioxide (CO ₂ ), which is the absorbent liquid flowing from each absorption column.

Кроме того, способ извлечения диоксида углерода в соответствии с настоящим изобретением включает стадию абсорбции абсорбирующей жидкостью диоксида углерода, содержащегося в отходящем газе, выходящем из каждого из ряда топливосжигающих устройств, путем приведения каждого отходящего газа в контакт с абсорбирующей жидкостью, и стадию извлечения диоксида углерода из жидких абсорбентов, обогащенных СО₂, каждый из которых представляет собой жидкий абсорбент, абсорбировавший диоксид углерода.In addition, the method for recovering carbon dioxide according to the present invention includes the step of absorbing the carbon dioxide contained in the exhaust gas exiting each of the series of combustion devices by absorbing liquid, by bringing each exhaust gas into contact with the absorption liquid, and the step of recovering carbon dioxide from liquid absorbents enriched with CO ₂ each of which is a liquid absorbent that has absorbed carbon dioxide.

Положительные эффектыPositive Effects

Поскольку в соответствии с системой извлечения диоксида углерода и способом извлечения диоксида углерода согласно настоящему изобретению обеспечиваются только одна регенерационная колонна или меньшее количество регенерационных колонн, чем количество абсорбционных колонн для извлечения диоксида углерода из жидкого абсорбента, обогащенного СО₂, который абсорбировал диоксид углерода, присутствующий в отходящем газе, выходящем из каждого из топливосжигающих устройств, создается возможно снижения стоимости монтажа системы для извлечения диоксида углерода и затрат на извлечение диоксида углерода, по сравнению со случаем, когда существует абсорбционная колонна и регенерационная колонна для каждого из ряда топливосжигающих устройств.Since, according to the carbon dioxide recovery system and the carbon dioxide recovery method of the present invention, only one regeneration tower or a smaller number of regeneration towers than the number of absorption towers for recovering carbon dioxide from a CO ₂ rich liquid absorbent that has absorbed carbon dioxide present in exhaust gas exiting each of the combustion devices, it is possible to reduce the installation cost of the carbon dioxide recovery system and the cost of carbon dioxide recovery, compared with the case where there is an absorption column and a regeneration column for each of the series of combustion devices.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг.1 - принципиальная схема системы извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.1 is a schematic diagram of a carbon dioxide recovery system according to Embodiment 1 of the present invention.

Фиг.2 - схема, иллюстрирующая расположение оборудования в системе для извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.2 is a diagram illustrating the arrangement of equipment in a carbon dioxide recovery system according to Embodiment 1 of the present invention.

Фиг.3 - схема, иллюстрирующая расположение оборудования в соответствии с примером модификации системы извлечения диоксида углерода согласно воплощению 1 настоящего изобретения.3 is a diagram illustrating the arrangement of equipment according to an example of modification of the carbon dioxide recovery system according to Embodiment 1 of the present invention.

Фиг.4 - принципиальная схема системы извлечения диоксида углерода согласно воплощению 2 настоящего изобретения.4 is a schematic diagram of a carbon dioxide recovery system according to Embodiment 2 of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Далее будут описаны система для извлечения диоксида углерода и способ извлечения диоксида углерода, соответствующие воплощениям изобретения, со ссылками на сопровождающие чертежи. При этом каждое воплощение раскрывает один аспект настоящего изобретения, не является ограничением изобретения и может быть видоизменено, по усмотрению, в пределах технического замысла настоящего изобретения.Next, a system for recovering carbon dioxide and a method for recovering carbon dioxide according to embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, each embodiment discloses one aspect of the present invention, is not a limitation of the invention and may be modified, at the discretion, within the technical concept of the present invention.

Воплощение 1Incarnation 1

Описание системы для извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1Description of the carbon dioxide recovery system according to embodiment 1

Система 1 для извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения, схематически представленная на фиг.1, содержит ряд абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5, обеспечивающих поглощение абсорбирующей жидкостью диоксида углерода, присутствующего в отходящих газах, отводимых из ряда топливосжигающих устройств, например, из печи 100, в частности, из нагревательной печи, печи риформинга или реактора, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103, размещенных на территории предприятия, путем приведения отходящих газов в контакт с абсорбирующей жидкостью, и содержит одну регенерационную колонну 6, сообщающуюся с каждой из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5.The system 1 for recovering carbon dioxide in accordance with embodiment 1 of the present invention, schematically represented in figure 1, contains a number of absorption columns 2, 3, 4, 5, ensuring the absorption of the absorption liquid of carbon dioxide present in the exhaust gases discharged from a number of combustion devices , for example, from a furnace 100, in particular from a heating furnace, a reformer or reactor, a steam boiler 101, a steam reformer 102 and a gas turbine 103 located on site, by bringing exhaust gases into contact with an absorption liquid, and contains one regeneration column 6 communicating with each of the absorption columns 2, 3, 4, 5.

Печь 100, паровой котел 101, паровой риформер 102 и газовая турбина 103 соединены с абсорбционными колоннами 2, 3, 4, 5 посредством трубопроводов 11, 12, 13 14, соответственно. Трубопроводы 11, 12, 13, 14 снабжены газодувками 15, 16, 17, 18 и устройствами предварительного охлаждения 45, 46, 47, 48 соответственно. Указанные газодувки 15, 16, 17, 18 не обязательно могут быть размещены после устройств предварительного охлаждения 45, 46, 47, 48 (в соответствии со схемой на фиг.1) и могут быть расположены до упомянутых устройств.Furnace 100, steam boiler 101, steam reformer 102 and gas turbine 103 are connected to absorption columns 2, 3, 4, 5 via conduits 11, 12, 13-14, respectively. Pipelines 11, 12, 13, 14 are equipped with blowers 15, 16, 17, 18 and pre-coolers 45, 46, 47, 48, respectively. These blowers 15, 16, 17, 18 may not necessarily be placed after the pre-coolers 45, 46, 47, 48 (in accordance with the diagram in figure 1) and may be located before the said devices.

Абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5, соответственно, снабжены выпускными трубопроводами 21, 22, 23, 24, через которые протекают жидкие абсорбенты, обогащенные СО₂, которые являются абсорбирующими жидкостями, вытекающими из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5 соответственно. Выпускные трубопроводы 21, 22, 23, 24 сообщаются с регенерационной колонной 6 посредством впускного трубопровода 25, служащего для объединения жидких абсорбентов, обогащенных СО₂, протекающих через выпускные трубопроводы, и подачи объединенного потока абсорбирующих жидкостей в регенерационную колонну 6.The absorption columns 2, 3, 4, 5, respectively, are provided with outlet conduits 21, 22, 23, 24 through which liquid absorbents enriched in CO ₂ flow, which are absorbent liquids flowing from the absorption columns 2, 3, 4, 5, respectively. . The outlet lines 21, 22, 23, 24 communicate with the recovery column 6 via an inlet line 25 for combining liquid absorbents enriched with CO ₂ flowing through the outlet lines and supplying the combined stream of absorbent liquids to the recovery column 6.

Между узловой точкой соединения впускного трубопровода 25 и точкой входа потока в регенерационную колонну 6 размещен теплообменник 50 бедного - богатого растворов, предназначенный для осуществления теплообмена (будет описан ниже) между абсорбирующей жидкостью, обогащенной СО₂, протекающей по впускному трубопроводу 25, и абсорбирующей жидкостью, обедненной СО₂, протекающей через отводящий трубопровод 35. Вместо использования впускного трубопровода 25 возможна конфигурация, при которой каждый жидкий абсорбент, обогащенный СО₂, проходящий через соответствующий один из выпускных трубопроводов, поступает непосредственно в регенерационную колонну 6. В этом случае теплообменник бедного-богатого растворов используется для осуществления теплообмена (будет описан ниже) между соответствующими жидкими абсорбентами, обогащенными СО₂, протекающими в выпускных трубопроводах 21, 22, 23, 24, и соответствующими жидкими абсорбентами, обедненными СО₂, в трубопроводах 31, 32, 33, 34 подачи жидких абсорбентов, обедненных СО₂.Between the junction point of the inlet conduit 25 and the entry point of the flow into the regeneration column 6, a lean-rich heat exchanger 50 is placed, designed to carry out heat exchange (to be described below) between the absorbing liquid enriched with CO ₂ flowing through the inlet conduit 25, and the absorbing liquid, depleted CO ₂ flowing through the outlet pipeline 35. Instead of using the inlet pipeline 25, a configuration is possible in which each liquid absorbent enriched with CO ₂ passing through the corresponding one of the exhaust pipelines enters directly into the recovery column 6. In this case, the lean-rich heat exchanger The solutions are used to carry out heat exchange (to be described below) between the respective CO ₂ rich liquid absorbents flowing in the outlet conduits 21, 22, 23, 24 and the respective CO ₂ depleted liquid absorbents in the supply conduits 31, 32, 33, 34 liquid absorbents depleted of CO ₂ .

Абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 снабжены трубопроводами 31, 32, 33, 34 подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, в которые поступают абсорбирующие жидкости, приводимые в контакт с отходящими газами, выходящими из топливосжигающих устройств. Каждый из трубопроводов 31, 32, 33, 34 подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, сообщается с регенерационной колонной 6 посредством отводящего трубопровода 35, предназначенного для отвода из регенерационной колонны 6 абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, полученной в результате удаления в регенерационной колонне диоксида углерода из жидкости, обогащенной СО₂, с помощью действий, которые будут описаны ниже.The absorption towers 2, 3, 4, 5 are provided with CO ₂ -depleted absorbing liquid feed lines 31, 32, 33, 34, into which the absorbing liquids enter and are brought into contact with the off-gases from the combustion devices. Each of the pipes 31, 32, 33, 34 supplying the absorbing liquid depleted in CO ₂ communicates with the regeneration column 6 through the outlet pipeline 35, designed to drain from the regeneration column 6 the absorbing liquid depleted in CO ₂ obtained by removing dioxide in the regeneration column carbon from a liquid enriched with CO ₂ using the steps that will be described below.

Абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 снабжены выпускными трубопроводами 41, 42, 43, 44 для отходящих газов, обеспечивающими выпуск отходящих газов из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5, соответственно, после их контакта с абсорбирующими жидкостями. Регенерационная колонна 6 посредством линии 7 диоксида углерода сообщается с устройством 9, предназначенным для использования диоксида углерода, извлеченного из абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂. На линии 7 диоксида углерода установлен компрессор 8 для повышения давления диоксида углерода. Кроме того, регенерационная колонна 6 снабжена теплообменником (ребойлером), содержащим проточную часть (не показано), через которую проходит теплоноситель, например, водяной пар для нагревания абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂. Указанный теплообменник соединен с линией 28 подачи теплоносителя, служащей для подачи водяного пара, и с линией 29 отвода теплоносителя, предназначенной для отвода из теплообменника сконденсированной воды.The absorption columns 2, 3, 4, 5 are provided with off-gas outlet lines 41, 42, 43, 44 to allow the off-gases to be discharged from the absorption columns 2, 3, 4, 5, respectively, after contact with the absorption liquids. The regeneration column 6 communicates via a carbon dioxide line 7 with a device 9 for using carbon dioxide recovered from CO ₂ -rich absorption liquids. A compressor 8 is installed in the carbon dioxide line 7 to pressurize the carbon dioxide. In addition, the recovery column 6 is equipped with a heat exchanger (reboiler) containing a flow path (not shown) through which a heat carrier passes, for example, water vapor for heating absorbing liquids enriched in CO ₂ . Said heat exchanger is connected to a coolant supply line 28 for supplying water vapor and to a coolant outlet line 29 for draining condensed water from the heat exchanger.

Функционирование системы извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1Operation of the Carbon Dioxide Recovery System According to Embodiment 1

Ниже будет описано функционирование системы извлечения диоксида углерода в соответствии с Воплощением 1 согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.1, отходящие газы, выходящие из печи 100, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103, транспортируются по трубопроводам 11, 12, 13, 14 с помощью газодувок 15, 16, 17 и 18, соответственно, охлаждаются с помощью устройств 45, 46, 47, 48 предварительного охлаждения, соответственно, и поступают в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5, соответственно. Отходящие газы, поступающие в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5, входят в контакт с жидкими абсорбентами, поступающими в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 через трубопроводы 31, 32, 33, 34 подачи жидких абсорбентов, обедненных СО₂, соответственно, при этом происходит поглощение жидкими абсорбентами, по меньшей мере, части диоксида углерода, содержащегося в отходящих газах. Жидкие абсорбенты, абсорбировавшие диоксид углерода, выходят из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5 в качестве абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂, и проходят через выпускные трубопроводы 21, 22, 23, 24 соответственно.The operation of the carbon dioxide recovery system according to Embodiment 1 according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, the exhaust gases leaving the furnace 100, the steam boiler 101, the steam reformer 102 and the gas turbine 103 are transported through conduits 11, 12, 13, 14 by blowers 15, 16, 17 and 18, respectively, are cooled by means of pre-coolers 45, 46, 47, 48, respectively, and enter the absorption columns 2, 3, 4, 5, respectively. The exhaust gases entering the absorption columns 2, 3, 4, 5 come into contact with liquid absorbents entering the absorption columns 2, 3, 4, 5 through pipelines 31, 32, 33, 34 supplying liquid absorbents depleted in CO ₂ , accordingly, at the same time, at least part of the carbon dioxide contained in the exhaust gases is absorbed by the liquid absorbents. Absorbent liquids having absorbed carbon dioxide leave the absorption columns 2, 3, 4, 5 as CO ₂ enriched absorption liquids and pass through outlet conduits 21, 22, 23, 24, respectively.

Абсорбирующие жидкости, обогащенные СО₂, проходящие через выпускные трубопроводы 21, 22, 23, 24, объединяются при вхождении во впускной трубопровод 25 и затем поступают в регенерационную колонну 6. В регенерационной колонне 6 из абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂, выделяется диоксид углерода вследствие их нагревания водяным паром, который является теплоносителем, направляемым в теплообменник регенерационной колонны 6 через линию 28 подачи теплоносителя, после чего абсорбирующие жидкости становятся жидкими абсорбентами, обедненными СО₂. Водяной пар, нагревающий абсорбирующие жидкости, обогащенные СО₂, выходит из теплообменника регенерационной колонны 6 в виде сконденсированной воды через линию 29 отвода теплоносителя.The CO ₂ -rich absorbing liquids passing through the outlet lines 21, 22, 23, 24 are combined upon entering the inlet line 25 and then enter the regeneration column 6. In the regeneration column 6, carbon dioxide is released from the CO ₂ -rich absorption liquids due to heating them with water vapor, which is a heat carrier sent to the heat exchanger of the regeneration column 6 through the heat carrier supply line 28, after which the absorbent liquids become liquid absorbents depleted of CO ₂ . The water vapor heating the absorbing liquids enriched with CO ₂ exits the heat exchanger of the regeneration column 6 as condensed water through the heat transfer line 29.

Диоксид углерода, выделившийся в регенерационной колонне 6 из жидких абсорбентов, обогащенных СО₂, выходит из регенерационной колонны 6, побуждается с помощью компрессора 8 к прохождению через линию 7 диоксида углерода и направляется в устройство 9, предназначенное для использования полученного диоксида углерода. Регенерационная колонна 6 обеспечивает, таким образом, извлечение диоксида углерода из жидких абсорбентов, обогащенных СО₂. С другой стороны, жидкие абсорбенты, обедненные СО₂ выходят из регенерационной колонны 6 в качестве абсорбирующих жидкостей, направляемых в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5, и проходят через выпускной трубопровод 35. Упомянутые жидкие абсорбенты, обедненные СО₂, транспортируемые через отводящий трубопровод 35, распределяются по трубопроводам 31, 32, 33, 34 подачи обедненных жидких абсорбентов, соответственно, и направляются в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5.The carbon dioxide released in the regeneration column 6 from liquid absorbents enriched with CO ₂ leaves the regeneration column 6, is forced by the compressor 8 to pass through the carbon dioxide line 7 and is sent to the device 9 intended for using the obtained carbon dioxide. The recovery column 6 thus ensures the recovery of carbon dioxide from liquid absorbents rich in CO ₂ . On the other hand, the liquid absorbents depleted in CO ₂ leave the regeneration column 6 as absorbent liquids sent to the absorption columns 2, 3, 4, 5 and pass through the outlet pipeline 35. Said liquid absorbents depleted in CO ₂ are transported through the outlet pipeline 35, are distributed through pipelines 31, 32, 33, 34 for supplying depleted liquid absorbents, respectively, and are sent to absorption columns 2, 3, 4, 5.

Технический результат, достигаемый системой извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1Technical result achieved by the carbon dioxide recovery system according to embodiment 1

При использовании системы 1 для извлечения диоксида углерода согласно воплощению 1 в соответствии с настоящим изобретением создается возможность снижения затрат на монтаж системы 1 извлечения диоксида углерода, поскольку используется только одна регенерационная колонна 6 для извлечения диоксида углерода из абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂, которые абсорбировали диоксид углерода, содержащийся в отходящих газах, отводимых из ряда топливосжигающих устройств, а именно, из нагревательной печи 100, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103, и используется только один теплообменник богатого-бедного растворов, по сравнению со случаем, в котором каждое топливосжигающее устройство обеспечивается абсорбционной колонной и регенерационной колонной. В воплощении 1 используются только одна регенерационная колонна 6 и только один теплообменник 50 бедного-богатого растворов. Однако, даже если используется ряд регенерационных колонн 6 и ряд теплообменников 50 бедного - богатого растворов, пока количество регенерационных колонн 6 и теплообменников 50 бедного-богатого растворов меньше количества используемых абсорбционных колонн, возможно снижение затрат на монтаж системы 1 извлечения диоксида углерода по сравнению со случаем, в котором абсорбционная колонна и регенерационная колонна обеспечиваются для каждого топливосжигающего устройства.By using the carbon dioxide recovery system 1 according to embodiment 1 in accordance with the present invention, it is possible to reduce the cost of installing the carbon dioxide recovery system 1 because only one regeneration column 6 is used to recover carbon dioxide from CO ₂ -rich absorption liquids that have absorbed the dioxide carbon contained in the exhaust gases discharged from a number of combustion devices, namely, the heating furnace 100, the steam boiler 101, the steam reformer 102 and the gas turbine 103, and only one rich-lean heat exchanger is used, compared with the case in which each combustion device is provided with an absorption column and a regeneration column. In embodiment 1, only one recovery column 6 and only one lean-rich heat exchanger 50 are used. However, even if a number of recovery columns 6 and a number of lean-rich heat exchangers 50 are used, as long as the number of recovery columns 6 and lean-rich heat exchangers 50 is less than the number of absorption columns used, it is possible to reduce the installation cost of the carbon dioxide recovery system 1 compared to the case in which an absorption column and a regeneration column are provided for each combustion device.

Как показано на фиг.2, даже если в различных точках на всей территории предприятия размещен ряд топливосжигающих устройств, а именно, нагревательная печь 100, паровой котел 101, паровой риформер 102, и газовая турбина 103, вблизи каждого из указанных топливосжигающих устройств, имеется возможность размещения соответствующей абсорбционной колонны 2, 3, 4, 5. При размещении абсорбционной колонны 2, 3, 4, 5 для каждого из топливосжигающих устройств, вблизи соответствующего топливосжигающего устройства, расстояние L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄между каждым устройством из нагревательной печи 100, парового котла 101, парового риформера 102, и газовой турбины 103, и соответствующей одной из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5 меньше, чем расстояние L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄ между регенерационной колонной 6 и каждым устройством из нагревательной печи 100, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103.As shown in FIG. 2, even if a number of combustion devices, namely, a heating furnace 100, a steam boiler 101, a steam reformer 102, and a gas turbine 103, are located at various points throughout the plant, it is possible to placement of the corresponding absorption column 2, 3, 4, 5. When placing the absorption column 2, 3, 4, 5 for each of the combustion devices, near the corresponding combustion device, the distance L ₁₁ , L ₁₂ , L ₁₃ , L ₁₄ between each device from heating furnace 100, steam boiler 101, steam reformer 102, and gas turbine 103, and the corresponding one of the absorption columns 2, 3, 4, 5 is less than the distance L ₂₁ , L ₂₂ , L ₂₃ , L ₂₄ between the recovery column 6 and each device of the heating furnace 100, the steam boiler 101, the steam reformer 102 and the gas turbine 103.

Внешний диаметр трубопроводов 11, 12, 13, 14, соединяющих топливосжигающие устройства и абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5, как правило, значительно больше внешнего диаметра трубопроводов, соединяющих абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 и регенерационную колонну 6, т.е. диаметров выпускных трубопроводов 21, 22, 23, 24 и впускного трубопровода 25. Однако за счет размещения абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5 вблизи топливосжигающих устройств и использования только трубопроводов, соединяющих абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 и регенерационную колонну 6, создается возможность уменьшения длины трубопроводов 11, 12, 13, 14, каждый из которых имеет большой внешний диаметр, и упростить монтаж этих трубопроводов. В результате облегчается сооружение системы 1 извлечения диоксида углерода.The outer diameter of the pipelines 11, 12, 13, 14 connecting the fuel-burning devices and the absorption columns 2, 3, 4, 5, as a rule, is much larger than the outer diameter of the pipelines connecting the absorption columns 2, 3, 4, 5 and the regeneration column 6, t .e. diameters of the outlet pipelines 21, 22, 23, 24 and the inlet pipeline 25. However, due to the placement of the absorption columns 2, 3, 4, 5 near the combustion devices and the use of only pipelines connecting the absorption columns 2, 3, 4, 5 and the regeneration column 6 , it is possible to reduce the length of the pipelines 11, 12, 13, 14, each of which has a large outer diameter, and to simplify the installation of these pipelines. As a result, the construction of the carbon dioxide recovery system 1 is facilitated.

Пример модификации системы извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 1An Example of Modification of the Carbon Dioxide Recovery System According to Embodiment 1

Воплощение 1 иллюстрирует пример наличия на территории предприятия четырех топливосжигающих устройств, а именно, нагревательной печи 100, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103, образующих ряд топливосжигающих устройств. Однако топливосжигающие устройства не ограничиваются перечисленными устройствами, и в перечень подобных устройств может быть включено любое устройство, которое выпускает отходящий газ, образующийся в процессе сжигания топлива и содержащий диоксид углерода. Кроме того, количество топливосжигающих устройств не ограничивается четырьмя, и на предприятии может быть размещено два или три или не менее пяти устройств.Embodiment 1 illustrates an example of having four combustion devices on site, namely, a heating furnace 100, a steam boiler 101, a steam reformer 102, and a gas turbine 103, forming a series of fuel combustion devices. However, combustion devices are not limited to the listed devices, and the list of such devices can include any device that emits exhaust gas generated during the combustion process and contains carbon dioxide. In addition, the number of fuel burning devices is not limited to four, and two or three or at least five devices can be placed in the enterprise.

Кроме того, в воплощении 1 каждое топливосжигающее устройство размещено на одной и той же территории предприятия. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким размещением. Например, как показано на фиг.3, в комплексе, в состав которого входит некоторое количество расположенных близко друг от друга предприятий A, B, C, D, E, также можно установить систему 200 извлечения диоксида углерода. В такой системе 200 абсорбционные колонны A1, B1, C1, D1, E1 для абсорбции диоксида углерода, присутствующего в отходящих газах, выпускаемых устройствами соответствующих предприятий и поглощаемых абсорбирующими жидкостями при приведении отходящих газов в контакт с абсорбирующими жидкостями, размещены вблизи указанных предприятий, и используется одна регенерационная колонна 201, соединенная с каждой из абсорбционных колонн от А1 до Е1.In addition, in Embodiment 1, each combustion device is located in the same plant area. However, the present invention is not limited to such placement. For example, as shown in FIG. 3, in a complex that includes a number of plants A, B, C, D, E located close to each other, a carbon dioxide recovery system 200 can also be installed. In such a system 200, the absorption towers A1, B1, C1, D1, E1 for absorbing carbon dioxide present in the off-gases emitted by the devices of the respective enterprises and absorbed by the absorption liquids when the off-gases are brought into contact with the absorption liquids, are placed near these enterprises, and are used one recovery column 201 connected to each of the absorption columns A1 to E1.

В отличие от системы 1 извлечения диоксида углерода согласно воплощению 1, система 200 извлекает диоксид углерода не из отходящих газов, выходящих из ряда топливосжигающих устройств, расположенных на территории одного предприятия, а из отходящих газов, образующихся при функционировании комплекса, включающего некоторое количество предприятий, расположенных вблизи друг от друга. Таким образом, за счет очистки отходящих газов, отводимых некоторым количеством предприятий различных компаний, можно дополнительно ограничить затраты на монтаж системы извлечения диоксида углерода. В частности, при использовании такого технического решения даже компания, не имеющая средств для создания системы извлечения диоксида углерода, может осуществлять очистку отходящих газов, выходящих из топливосжигающих устройств, при низких затратах.Unlike the carbon dioxide recovery system 1 according to embodiment 1, the system 200 recovers carbon dioxide not from exhaust gases from a number of combustion devices located on the territory of one enterprise, but from exhaust gases generated during the operation of a complex, including a number of enterprises located close to each other. Thus, by cleaning the off-gases discharged by a number of enterprises of different companies, it is possible to further limit the installation costs of the carbon dioxide recovery system. In particular, with such a technical solution, even a company that does not have the means to create a carbon dioxide recovery system can carry out purification of exhaust gases from combustion devices at low cost.

Воплощение 2Incarnation 2

Ниже будет описана система извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 2, созданная путем дополнения воплощения 1 средствами оптимизации работы системы извлечения диоксида углерода. В воплощении 2 элементы системы, такие же, как и в воплощении 1, обозначены одинаковыми номерами позиций и подробно не описаны.The following will describe the carbon dioxide recovery system according to embodiment 2, created by supplementing embodiment 1 with means for optimizing the operation of the carbon dioxide recovery system. In Embodiment 2, the elements of the system, the same as in Embodiment 1, are identified by the same reference numbers and are not described in detail.

Конфигурация системы извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 2Configuration of the carbon dioxide recovery system according to Embodiment 2

Как показано на фиг.4, в системе 1 извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 2, согласно настоящему изобретению, трубопроводы 11, 12, 13, 14 снабжены средствами 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода, содержащегося в отходящих газах, размещенными между устройствами 45, 46, 47, 48 предварительного охлаждения и абсорбционными колоннами 2, 3, 4, 5. Каждое из упомянутых средств 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода может быть образовано датчиком расхода, предназначенным для измерения расхода отходящего газа, и датчиком концентрации для измерения содержания диоксида углерода в отходящем газе. Путем умножения численных величин, измеренных датчиками обоих типов, можно определить расход диоксида углерода, поступающего в каждую абсорбционную колонну 2, 3, 4, 5. Если газодувки 15, 16, 17, 18 установлены после соответствующих устройств 45, 46, 47, 48 предварительного охлаждения, средства 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода могут быть размещены между газодувками 15, 16, 17, 18 и соответствующими абсорбционными колоннами 2, 3, 4, 5.As shown in FIG. 4, in the carbon dioxide recovery system 1 according to embodiment 2 according to the present invention, the conduits 11, 12, 13, 14 are provided with data collection means 51, 52, 53, 54 for determining the flow rate of carbon dioxide contained in exhaust gases placed between the pre-coolers 45, 46, 47, 48 and the absorption columns 2, 3, 4, 5. Each of said data collection means 51, 52, 53, 54 for determining the carbon dioxide flow may be formed by a flow sensor, designed to measure the flow of exhaust gas, and a concentration sensor to measure the content of carbon dioxide in the exhaust gas. By multiplying the numerical values measured by the sensors of both types, it is possible to determine the flow rate of carbon dioxide entering each absorption column 2, 3, 4, 5. If blowers 15, 16, 17, 18 are installed after the respective pre- cooling means 51, 52, 53, 54 for collecting data for determining the consumption of carbon dioxide can be placed between blowers 15, 16, 17, 18 and the corresponding absorption columns 2, 3, 4, 5.

Трубопроводы 31, 32, 33, 34 подачи абсорбирующих жидкостей, обедненных СО_2,снабжены клапанами 61, 62, 63, 64 регулирования расхода, которые являются средствами регулирования расхода абсорбирующих жидкостей, обедненных СО₂, протекающих через трубопроводы 31, 32, 33, 34 подачи абсорбирующих жидкостей, обедненных СО₂, соответственно. Клапаны 61, 62, 63, 64 регулирования расхода и средства 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода, соответственно, электрически соединены друг с другом.The lines 31, 32, 33, 34 for supplying CO ₂ -depleted absorbing liquids are provided with flow control valves 61, 62, 63, 64, which are means for controlling the flow of the CO ₂ -depleted absorbing liquids flowing through the lines 31, 32, 33, 34 supply of absorbent liquids depleted of CO ₂ , respectively. The flow control valves 61, 62, 63, 64 and the data collection means 51, 52, 53, 54 for determining the carbon dioxide flow, respectively, are electrically connected to each other.

Впускной трубопровод 25 снабжен средствами 71 сбора данных в отношении расхода диоксида углерода, поглощенного абсорбирующей жидкостью, обогащенной СО₂. Средства 71 сбора данных для определения расхода диоксида углерода могут быть образованы датчиком расхода, предназначенным для измерения расхода абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, протекающей через впускной трубопровод 25, то есть поступающей в регенерационную колонну 6, и датчиком концентрации для измерения содержания диоксида углерода, абсорбированного абсорбирующей жидкостью, обогащенной СО₂. Путем умножения величин, детектируемых обоими датчиками, можно определить расход диоксида углерода, поступающего в регенерационную колонну 6. Линия подачи теплоносителя 28 снабжена клапаном 72 регулирования расхода, который является средством регулирования расхода теплоносителя и обеспечивает регулирование расхода водяного пара, подводимого в теплообменник регенерационной колонны 6. Клапан 72 регулирования расхода и средства 71 сбора данных для определения расхода диоксида углерода электрически соединены друг с другом. Другие компоненты системы и их взаимное расположение являются такими же, как и в воплощении 1.The inlet line 25 is provided with means 71 for collecting data on the flow rate of carbon dioxide absorbed by the absorption liquid rich in CO ₂ . Means 71 for collecting data for determining the flow rate of carbon dioxide can be formed by a flow sensor for measuring the flow rate of the absorbing liquid enriched in CO ₂ flowing through the inlet pipeline 25, that is, entering the recovery column 6, and a concentration sensor for measuring the content of carbon dioxide absorbed absorbent liquid enriched with CO ₂ . By multiplying the values detected by both sensors, it is possible to determine the flow rate of carbon dioxide entering the regeneration column 6. The heating medium supply line 28 is provided with a flow control valve 72, which is a means of controlling the flow of the heating medium and controls the flow rate of water vapor supplied to the heat exchanger of the recovery column 6. The flow control valve 72 and the data collection means 71 for determining the flow rate of carbon dioxide are electrically connected to each other. Other system components and their relative position are the same as in embodiment 1.

Функционирование системы извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 2Operation of the Carbon Dioxide Recovery System According to Embodiment 2

Далее будет описано функционирование системы 1 извлечения диоксида углерода в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, отходящие газы, выходящие из нагревательной печи 100, парового котла 101, парового риформера 102 и газовой турбины 103, как и в воплощении 1, поступают в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 через трубопроводы 11, 12, 13, 14, соответственно. В воплощении 2 перед поступлением отходящих газов в соответствующие абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5 средства 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода определяют расход диоксида углерода, содержащегося в отходящих газах. Последующее функционирование системы извлечения диоксида углерода является таким же, как и в воплощении 1, т.е. диоксид углерода, присутствующий в отходящем газе, поглощается абсорбирующей жидкостью в каждой абсорбционной колонне 2, 3, 4, 5, затем извлекается из абсорбирующей жидкости, которая уже абсорбировала диоксид углерода (абсорбирующая жидкость, обогащенная СО₂) в регенерационной колонне 6, и абсорбирующая жидкость, из которой извлечен диоксид углерода (абсорбирующая жидкость, обедненная СО₂), вновь направляется в каждую абсорбционную колонну 2, 3, 4, 5.Next, the operation of the carbon dioxide recovery system 1 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. As shown in Fig.4, the exhaust gases leaving the heating furnace 100, the steam boiler 101, the steam reformer 102 and the gas turbine 103, as in embodiment 1, enter the absorption columns 2, 3, 4, 5 through pipelines 11, 12 , 13, 14, respectively. In embodiment 2, before the off-gases enter the respective absorption columns 2, 3, 4, 5, the carbon dioxide consumption data acquisition means 51, 52, 53, 54 determine the consumption of carbon dioxide contained in the off-gases. The subsequent operation of the carbon dioxide recovery system is the same as in embodiment 1, i.e. the carbon dioxide present in the exhaust gas is absorbed by the absorption liquid in each absorption column 2, 3, 4, 5, then recovered from the absorption liquid which has already absorbed carbon dioxide (CO ₂ rich absorption liquid) in the recovery column 6, and the absorption liquid , from which carbon dioxide is extracted (absorbing liquid depleted of CO ₂ ), is again sent to each absorption column 2, 3, 4, 5.

Количество диоксида углерода, которое может быть поглощено абсорбирующей жидкостью в каждой абсорбционной колонне 2, 3, 4, 5, можно оценить по расходу поступающего диоксида углерода и расходу компонента, способного абсорбировать диоксид углерода, например, моноэтаноламина, содержащегося в абсорбирующей жидкости. Таким образом, можно оценить концентрацию диоксида углерода в жидких абсорбентах, обогащенных СО₂, вытекающих из абсорбционных колонн 2, 3, 4, 5. В результате предварительно может быть получено соотношение между расходом диоксида углерода, поступающего в каждую абсорбционную колонну 2, 3, 4, 5, и расходом абсорбирующего компонента, содержащегося в абсорбирующей жидкости, поступающей в каждую абсорбционную колонну 2, 3, 4, 5, в виде таблицы, математического соотношения и тому подобной взаимосвязи, так чтобы концентрация диоксида углерода, содержащегося в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, вытекающей из каждой абсорбционной колонны 2, 3, 4, 5, составляла не менее предварительно заданной нижней предельная концентрации, например, 0,3 (мол/мол абсорбирующего компонента). Расход абсорбирующего компонента может быть вычислен путем умножения расхода абсорбирующей жидкости на концентрацию абсорбирующего компонента, содержащегося в абсорбирующей жидкости, в том случае, если определяется только упомянутая концентрация абсорбирующего компонента.The amount of carbon dioxide that can be absorbed by the absorption liquid in each absorption column 2, 3, 4, 5 can be estimated from the flow rate of the incoming carbon dioxide and the consumption of a component capable of absorbing carbon dioxide, for example, monoethanolamine contained in the absorption liquid. Thus, it is possible to estimate the concentration of carbon dioxide in the liquid absorbents enriched with CO ₂ flowing from the absorption columns 2, 3, 4, 5. As a result, the ratio between the flow rate of carbon dioxide entering each absorption column 2, 3, 4 , 5, and the flow rate of the absorbing component contained in the absorbing liquid supplied to each absorption column 2, 3, 4, 5, in the form of a table, mathematical ratio and the like relationship, so that the concentration of carbon dioxide contained in the absorbing liquid rich in CO ₂ flowing from each absorption column 2, 3, 4, 5 was not less than a predetermined lower limit concentration, for example, 0.3 (mol/mol of the absorbent component). The flow rate of the absorbent component can be calculated by multiplying the flow rate of the absorbent liquid by the concentration of the absorbent component contained in the absorbent liquid, if only said concentration of the absorbent component is determined.

На основе корреляции (такой как таблица или математической соотношение) между расходом диоксида углерода и расходом абсорбирующего компонента, клапаны 61, 62, 63, 64 регулирования расхода обеспечивают регулирование, в зависимости от величин, определенных средствами 51, 52, 53, 54 сбора данных для определения расхода диоксида углерода, расходов абсорбирующих жидкостей, поступающих в абсорбционные колонны 2, 3, 4, 5. Таким образом, можно установить концентрацию диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, вытекающей из каждой абсорбционной колонны 2, 3, 4, 5, на уровне, не превышающем предварительно заданную нижнюю предельную концентрацию.Based on a correlation (such as a table or a mathematical relationship) between the carbon dioxide flow rate and the absorbent component flow rate, the flow control valves 61, 62, 63, 64 provide regulation, depending on the values determined by the data collection means 51, 52, 53, 54 for determining the consumption of carbon dioxide, the consumption of absorbing liquids entering the absorption columns 2, 3, 4, 5. Thus, it is possible to establish the concentration of carbon dioxide in the absorbing liquid enriched with CO ₂ flowing from each absorption column 2, 3, 4, 5, at a level not exceeding a predetermined lower limit concentration.

Если концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, становится слишком низкой, степень извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне 6 уменьшается. Однако в воплощении 2 концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, выходящей из каждой абсорбционной колонны 2, 3, 4, 5, составляет не менее предварительно заданного нижнего предела концентрации, и в результате концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, может сохраняться до некоторой степени высокой. Таким образом, можно сдерживать снижение степени извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне 6.If the concentration of carbon dioxide in the absorption liquid rich in CO ₂ becomes too low, the recovery rate of carbon dioxide in the regeneration column 6 decreases. However, in Embodiment 2, the concentration of carbon dioxide in the CO ₂ -rich absorption liquid leaving each absorption column 2, 3, 4, 5 is not less than a predetermined lower concentration limit, and as a result, the carbon dioxide concentration in the CO ₂ -rich absorption liquid , can be maintained to some extent high. Thus, it is possible to suppress the decrease in the recovery rate of carbon dioxide in the regeneration column 6.

В воплощении 2 процесс извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне 6 происходит таким же образом, как и в воплощении 1. Однако в воплощении 2 при прохождении абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, через впускной трубопровод 25 перед её поступлением в регенерационную колонну 6, с помощью средства 71 сбора данных для определения расхода диоксида углерода определяют расход диоксида углерода, поглощенного абсорбирующей жидкостью, обогащенной СО₂. В том случае, если расход диоксида углерода, поступающего в регенерационную колонну 6, является высоким, необходимо дополнительно увеличить количество теплоты, подводимой к жидкому абсорбенту, обогащенному СО₂, в регенерационной колонне 6. Другими словами, необходимо увеличить количество водяного пара, поступающего в теплообменник регенерационной колонны 6. Другими словами, поскольку между расходом диоксида углерода, поступающего в регенерационную колонну 6, и расходом водяного пара, вводимого в теплообменник регенерационной колонны 6, существует корреляция, установленная предварительно в виде таблицы, математического соотношения или тому подобного, то на основе такой корреляции (таблица, математическое соотношение или тому подобное) клапан 72 регулирования расхода может регулировать количество водяного пара, подводимого в паровую рубашку регенерационной колонны 6, в зависимости от величины, определенной с помощью средств 71 сбора данных для определения расхода диоксида углерода. В результате водяной пар может поступать в теплообменник регенерационной колонны 6 с низким расходом, необходимым для извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне 6, что позволяет оптимизировать использование водяного пара.In Embodiment 2, the carbon dioxide recovery process in the regeneration column 6 proceeds in the same manner as in Embodiment 1. However, in Embodiment 2, when the absorption liquid enriched in CO ₂ passes through the inlet conduit 25 before entering the regeneration column 6, by means 71 data collection for determining the consumption of carbon dioxide determine the consumption of carbon dioxide absorbed by the absorbing liquid rich in CO ₂ . If the flow rate of carbon dioxide entering the regeneration column 6 is high, it is necessary to further increase the amount of heat supplied to the liquid absorbent rich in CO ₂ in the regeneration column 6. In other words, it is necessary to increase the amount of water vapor entering the heat exchanger regeneration column 6. In other words, since there is a correlation between the flow rate of carbon dioxide entering the regeneration column 6 and the flow rate of water vapor introduced into the heat exchanger of the regeneration column 6, which is predetermined in the form of a table, a mathematical ratio, or the like, based on such correlation (table, mathematical ratio, or the like), the flow control valve 72 can adjust the amount of water vapor supplied to the steam jacket of the regeneration column 6 depending on the value determined by the carbon dioxide flow rate data collection means 71 . As a result, water vapor can enter the heat exchanger of the regeneration column 6 at a low flow rate necessary for the recovery of carbon dioxide in the regeneration column 6, thus optimizing the use of steam.

Сущность рассмотренных выше воплощений можно понять, например, в соответствии с изложенным ниже.The essence of the above embodiments can be understood, for example, in accordance with the following.

(1) Система извлечения диоксида углерода в соответствии с одним аспектом содержит ряд абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5) для поглощения абсорбирующей жидкостью диоксида углерода, присутствующего в отходящем газе, выбрасываемом каждым из ряда топливосжигающих устройств (нагревательная печь 100, паровой котел 101, паровой риформер 102, газовая турбина 103), за счет приведения отходящего газа в контакт с абсорбирующей жидкостью, и по меньшей мере одну регенерационную колонну (6), сообщающуюся с каждой из указанного ряда абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5), для извлечения диоксида углерода из абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, которая является жидким абсорбентом, выходящим из каждой абсорбционной колонны (2, 3, 4, 5). Количество регенерационных колонн (6) меньше количества абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5).(1) The carbon dioxide recovery system according to one aspect comprises a series of absorption columns (2, 3, 4, 5) for absorbing the carbon dioxide present in the exhaust gas emitted by each of the series of combustion devices (heating furnace 100, steam boiler 101, steam reformer 102, gas turbine 103) by bringing the exhaust gas into contact with the absorption liquid, and at least one regeneration column (6) communicating with each of said series of absorption columns (2, 3, 4, 5) , for extracting carbon dioxide from the absorbing liquid enriched with CO ₂ that is the liquid absorbent leaving each absorption column (2, 3, 4, 5). The number of regeneration columns (6) is less than the number of absorption columns (2, 3, 4, 5).

Использование системы извлечения диоксида углерода в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить затраты на монтаж системы извлечения диоксида углерода по сравнению со случаем, в котором каждое из топливосжигающих устройств обеспечено абсорбционной колонной и регенерационной колонной, поскольку указанная система согласно изобретению содержит только одну регенерационную колонну или содержит регенерационные колонны в меньшем количестве, чем количество абсорбционных колонн, обеспечивающих извлечение диоксида углерода из жидких абсорбентов, обогащенных СО₂, т.е. которые абсорбировали диоксид углерода, содержащийся в отходящих газах, выходящих из ряда топливосжигающих устройств.The use of the carbon dioxide recovery system according to the present invention makes it possible to reduce the installation costs of the carbon dioxide recovery system compared to the case in which each of the combustion devices is provided with an absorption column and a regeneration column, since said system according to the invention contains only one regeneration column or contains regeneration columns in a smaller amount than the number of absorption columns that provide the extraction of carbon dioxide from liquid absorbents enriched in CO ₂ , i.e. which have absorbed the carbon dioxide contained in the off-gases from a number of combustion devices.

(2) Система извлечения диоксида углерода в соответствии с другим аспектом представляет собой систему извлечения диоксида углерода согласно описанной выше конфигурации (1), в которой ряд топливосжигающих устройств (100, 101, 102, 103) и ряд абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5) соединены трубопроводами (11, 12, 13, 14), соответственно.(2) The carbon dioxide recovery system according to another aspect is the carbon dioxide recovery system according to the configuration (1) described above, in which a series of combustion devices (100, 101, 102, 103) and a series of absorption columns (2, 3, 4 , 5) are connected by pipelines (11, 12, 13, 14), respectively.

При использовании описанной выше конфигурации системы извлечения диоксида углерода вблизи каждого топливосжигающего устройство можно установить соответствующую абсорбционную колонну, даже если на всей площади в различных местах размещен ряд топливосжигающих устройств. Внешние диаметры трубопроводов, соединяющих топливосжигающие устройства и абсорбционные колонны, как правило, превышают внешний диаметр трубопроводов, соединяющих абсорбционные колонны и регенерационную колонну. Однако монтаж, который касается в основном трубопроводов, соединяющих абсорбционные колонны и регенерационную колонну, и размещение абсорбционных колонн вблизи топливосжигающих устройств позволяет уменьшить длину трубопроводов, установленных между топливосжигающими устройствами и соответствующими абсорбционными колоннами, каждый из которых имеет большой внешний диаметр, и упростить монтаж этих трубопроводов. В результате облегчается сооружение системы извлечения диоксида углерода.By using the configuration of the carbon dioxide recovery system described above, a corresponding absorption column can be installed near each combustion device, even if a number of combustion devices are located throughout the area at various locations. The outer diameters of the pipelines connecting the combustors and absorption columns, as a rule, exceed the outer diameter of the pipelines connecting the absorption columns and the recovery column. However, the installation, which mainly concerns the pipelines connecting the absorption columns and the recovery column, and the placement of the absorption columns near the combustion devices, makes it possible to reduce the length of the pipelines installed between the fuel combustion devices and the respective absorption columns, each of which has a large outer diameter, and to simplify the installation of these pipelines. . As a result, the construction of the carbon dioxide recovery system is facilitated.

(3) Система извлечения диоксида углерода в соответствии с другим аспектом представляет собой систему извлечения диоксида углерода согласно рассмотренной выше конфигурации системы (1) или (2), в которой расстояние (L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄) между каждым из ряда топливосжигающих устройств (100, 101, 102, 103) и соответствующей одной из ряда абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5), обеспеченных для каждого из ряда топливосжигающих устройств (100, 101, 102, 103), меньше, чем расстояние (L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄) между каждым из ряда топливосжигающих устройств (100, 101, 102, 103) и регенерационной колонной (6).(3) The carbon dioxide recovery system according to another aspect is the carbon dioxide recovery system according to the configuration of system (1) or (2) above, in which the distance (L ₁₁ , L ₁₂ , L ₁₃ , L ₁₄ ) between each of row of combustion devices (100, 101, 102, 103) and the corresponding one of the row of absorption columns (2, 3, 4, 5) provided for each of the row of combustion devices (100, 101, 102, 103) is less than the distance (L ₂₁ , L ₂₂ , L ₂₃ , L ₂₄ ) between each of the series of combustion devices (100, 101, 102, 103) and the recovery column (6).

В описанной выше конфигурации системы извлечения диоксида углерода монтаж, который касается только трубопроводов, соединяющих абсорбционные колонны с одной регенерационной колонной, при размещении абсорбционных колонн вблизи топливосжигаюших установок, позволяет сократить длину каждого трубопровода, имеющего большой внешний диаметр, и упростить монтаж этих трубопроводов. В результате облегчается сооружение системы извлечения диоксида углерода.In the configuration of the carbon dioxide recovery system described above, installation that only concerns pipelines connecting absorption columns to one recovery column, while locating the absorption columns near the combustion plants, can shorten the length of each pipeline having a large external diameter and simplify the installation of these pipelines. As a result, the construction of the carbon dioxide recovery system is facilitated.

(4) Система извлечения диоксида углерода в соответствии с ещё одним аспектом представляет собой систему извлечения диоксида углерода согласно рассмотренным выше конфигурациям системы (1) - (3), которая включает ряд трубопроводов (31, 32, 33, 34) подачи в каждую из ряда абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5) абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, которую получают путем извлечения диоксида углерода из абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, в регенерационной колонне (6), и затем используют для контакта с отходящим газом в каждой из ряда абсорбционных колонн, и средства регулирования расхода (клапаны регулирования расхода 61, 62, 63, 64), обеспечивающие регулирование расхода абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, проходящей через каждый из ряда трубопроводов (31, 32, 33, 34) подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂. Средства регулирования расхода (61, 62, 63, 64) обеспечивают регулирование расхода абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, протекающей через каждый из ряда трубопроводов (31, 32, 33, 34) подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂, в результате чего концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, выходящей из каждой из ряда абсорбционных колонн (2, 3, 4, 5), составляет не менее предварительно заданной нижней предельной величины концентрации.(4) The carbon dioxide recovery system according to another aspect is the carbon dioxide recovery system according to the configurations of system (1) to (3) discussed above, which includes a series of supply lines (31, 32, 33, 34) to each of the series absorption columns (2, 3, 4, 5) of the CO ₂ -depleted absorption liquid, which is obtained by extracting carbon dioxide from the CO ₂ -rich absorption liquid in the regeneration column (6), and then used for contact with the exhaust gas in each of a row of absorption columns, and flow control means (flow control valves 61, 62, 63, 64) to regulate the flow rate of the absorbing liquid depleted of CO ₂ passing through each of the series of pipelines (31, 32, 33, 34) supplying the absorbing liquid, depleted CO ₂ . The flow control means (61, 62, 63, 64) control the flow rate of the CO ₂ -depleted absorption liquid flowing through each of the series of CO ₂ -depleted absorption liquid supply conduits (31, 32, 33, 34), resulting in a concentration of dioxide carbon in the absorbing liquid enriched with CO ₂ leaving each of the series of absorption columns (2, 3, 4, 5) is not less than a predetermined lower concentration limit value.

Если концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, слишком высокая, степень извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне уменьшается. Однако при использовании описанной выше конфигурации системы (4) концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости обогащенной СО₂, выходящей из каждого топливосжигающего устройства, составляет не менее предварительно заданной нижней предельной величины концентрации, и в результате концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, может поддерживаться достаточно высокой. Таким образом, можно сдерживать уменьшение степени извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне.If the concentration of carbon dioxide in the CO ₂ -rich absorbing liquid is too high, the recovery rate of carbon dioxide in the regeneration column is reduced. However, when using the configuration of the system (4) described above, the concentration of carbon dioxide in the CO ₂ -rich absorption liquid leaving each combustion device is not less than a predetermined lower concentration limit value, and as a result, the carbon dioxide concentration in the CO ₂ -rich absorption liquid, can be kept high enough. Thus, it is possible to suppress the decrease in the recovery rate of carbon dioxide in the regeneration column.

(5) Система извлечения диоксида углерода в соответствии с ещё одним аспектом представляет собой систему извлечения диоксида углерода согласно любой из рассмотренных выше конфигураций системы (1) - (4), которая включает средства (71) сбора данных для определения расхода диоксида углерода, поступающего в регенерационную колонну (6), и средство регулирования расхода теплоносителя (клапан 72 регулирования расхода), обеспечивающее регулирование расхода теплоносителя, подводимого в регенерационную колонну (6) для нагревания абсорбирующей жидкости, обогащенной СО₂, в этой регенерационной колонне (6). Средство (72) регулирования расхода теплоносителя осуществляет регулирование расхода теплоносителя, исходя из величины, определенной с помощью средств сбора данных для определения расхода диоксида углерода.(5) A carbon dioxide recovery system according to another aspect is a carbon dioxide recovery system according to any of the above configurations of system (1) to (4), which includes means (71) for collecting data to determine the flow rate of carbon dioxide entering the a regeneration column (6), and a heat carrier flow control means (flow control valve 72) for regulating the flow of the heat carrier supplied to the regeneration column (6) for heating the absorbing liquid enriched with CO ₂ in this regeneration column (6). The coolant flow control means (72) controls the coolant flow based on the value determined by the data acquisition means for determining the carbon dioxide flow.

При использовании рассмотренной выше конфигурации системы становится возможным использовать теплоноситель наиболее эффективно, поскольку теплоноситель может поступать в регенерационную колонну с расходом, необходимым для извлечения диоксида углерода в регенерационной колонне.By using the system configuration discussed above, it becomes possible to use the heat transfer fluid in the most efficient way, since the heat transfer fluid can enter the recovery column at a rate necessary to recover carbon dioxide in the recovery tower.

(6) Способ извлечения диоксида углерода в соответствии с одним аспектом включает стадию поглощения абсорбирующей жидкостью диоксида углерода, содержащегося в отходящем газе, выходящем из каждого топливосжигающего устройства, путем приведения отходящего газа в контакт с этой абсорбирующей жидкостью, и стадию извлечения диоксида углерода после объединения абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂, каждая из которых представляет собой абсорбирующую жидкость, которая абсорбировала диоксид углерода.(6) The carbon dioxide recovery method according to one aspect includes the step of absorbing carbon dioxide contained in the exhaust gas exiting each combustion device by absorbing liquid by contacting the exhaust gas with the absorption liquid, and the step of recovering carbon dioxide after combining the absorbent CO ₂ rich liquids, each of which is an absorbent liquid that has absorbed carbon dioxide.

При использовании способа извлечения диоксида углерода согласно настоящему изобретению, обеспечивается возможность снижения затрат на извлечение диоксида углерода, по сравнению со случаем, в котором диоксид углерода абсорбируется и затем извлекается для каждого из ряда топливосжигающих устройств в отдельности, поскольку согласно изобретению диоксид углерода извлекается после объединения абсорбирующих жидкостей, обогащенных СО₂, которые абсорбировали диоксид углерода, содержащийся в отходящих газах, выходящих из ряда топливосжигающих устройств.By using the method of recovering carbon dioxide according to the present invention, it is possible to reduce the cost of recovering carbon dioxide, compared with the case in which carbon dioxide is absorbed and then recovered for each of a number of combustion devices separately, because according to the invention, carbon dioxide is recovered after combining the absorbent liquids enriched with CO ₂ that have absorbed the carbon dioxide contained in the off-gases from a number of combustion devices.

Список ссылочных номеров позицийItem Reference List

1 Система извлечения диоксида углерода1 Carbon dioxide recovery system

2 Абсорбционная колонна2 Absorption column

3 Абсорбционная колонна3 Absorption column

4 Абсорбционная колонна4 Absorption column

5 Абсорбционная колонна5 Absorption column

6 Регенерационная колонна6 Recovery column

11 Трубопровод11 Pipeline

12 Трубопровод12 Pipeline

13 Трубопровод13 Pipeline

14 Трубопровод14 Pipeline

31 Трубопровод подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂ 31 _CO2 -depleted absorption liquid supply line

32 Трубопровод подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂ 32 _CO2 -depleted absorption liquid supply line

33 Трубопровод подачи абсорбирующей жидкости, обедненной СО₂ 33 _CO2 -depleted absorption liquid supply line

34 Трубопровод подачи абсорбирующей жидкости34 Absorbent liquid supply line

61 Клапан регулирования расхода (средство регулирования расхода)61 Flow control valve (flow control)

62 Клапан регулирования расхода (средство регулирования расхода)62 Flow control valve (flow control)

63 Клапан регулирования расхода (средство регулирования расхода)63 Flow control valve (flow control)

64 Клапан регулирования расхода (средство регулирования расхода)64 Flow control valve (flow control)

71 Средства сбора данных для определения расхода диоксида углерода71 Means of data collection for determining the consumption of carbon dioxide

72 Клапан регулирования расхода теплоносителя (средство регулирования расхода теплоносителя)72 Heating medium flow control valve (heat medium flow control means)

100 Нагревательная печь100 Heating furnace

101 Паровой котел101 Steam boiler

102 Паровой риформер102 Steam reformer

103 Газовая турбина103 Gas turbine

200 Система извлечения диоксида углерода200 Carbon dioxide recovery system

201 Регенерационная колонна201 Recovery column

A Предприятие A Enterprise

A1 Абсорбционная колоннаA1 Absorption column

B ПредприятиеB Enterprise

B1 Абсорбционная колоннаB1 Absorption column

C Предприятие C Enterprise

C1 Абсорбционная колоннаC1 Absorption column

D ПредприятиеD Enterprise

D1 Абсорбционная колоннаD1 Absorption column

E ПредприятиеE Enterprise

E1 Абсорбционная колоннаE1 Absorption column

Claims

1. A carbon dioxide recovery system comprising

a series of absorption towers for a plurality of combustion devices to absorb carbon dioxide present in the off-gases exiting from each of said plurality of combustion devices by the absorption liquid by contacting the off-gas with the absorption liquid; And

at least one regeneration column in communication with each of the series of absorption columns for recovering carbon dioxide from the absorption liquid rich in CO ₂ which is the absorption liquid exiting each of the series of absorption columns;

while the number of regeneration columns is less than the number of absorption columns.

2. The carbon dioxide recovery system of claim 1, wherein the row of combustion devices and the row of absorption towers are connected by pipelines, respectively.

3. The carbon dioxide recovery system according to claim 1 or 2, wherein the distance between each of the series of combustion devices and a respective one of the series of absorption towers provided for each of the series of combustion devices is less than the distance between each of the series of combustion devices and the regeneration column.

4. A carbon dioxide recovery system according to any one of claims 1 to 3, comprising

a series of conduits for supplying each of the series of absorption columns with the CO ₂ -depleted absorption liquid obtained by recovering carbon dioxide from the CO ₂ -rich absorption liquid in the regeneration column and used as the absorption liquid in contact with the exhaust gas in each of the series of absorption columns ; And

flow control means for controlling the flow rate of the CO ₂ -depleted absorbing liquid passing through each of the series of CO ₂ -depleted absorbing liquid supply pipelines,

wherein said flow control means regulates the flow rate of the CO ₂ -depleted absorbing liquid passing through each of the series of CO ₂ -depleted absorbing liquid supply pipelines, whereby the concentration of carbon dioxide in the CO ₂ -rich absorbing liquid leaving each of the series of absorption liquids columns, is not less than a predetermined lower limit of the concentration value.

5. A carbon dioxide recovery system according to any one of claims 1 to 4, comprising

data collection means for determining the flow rate of carbon dioxide entering the regeneration column; And

means for regulating the flow rate of the heat carrier entering the regeneration column for heating the absorbing liquid enriched in CO ₂ in the regeneration column,

wherein the heat medium flow control means controls the heat medium flow based on the value determined by the data collection means for determining the carbon dioxide flow.

6. Method for recovering carbon dioxide, including

the step of absorbing by the absorbent liquid carbon dioxide contained in the exhaust gas exiting each of the plurality of combustion devices by bringing each of the exhaust gases individually into contact with the absorption liquid, and

a carbon dioxide recovery step after combining the CO ₂ -rich absorbent liquids, each of which is an absorbent liquid that has absorbed carbon dioxide.