[发明专利]用于除去气态污染物的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月6日提交的美国临时专利申请序列No. 61/430,280的优先权，在不与本申请不一致的程度上，其公开内容通过参考全部并入本文中。

技术领域

公开的主题涉及用于从气体流除去气态污染物的方法和系统。

背景技术

在用于气体净化的常规工业技术中，杂质(诸如，H₂S、CO₂和/或COS)通过以液体洗涤溶液(例如，以包括胺化合物的液体溶液)吸收而从气体流(诸如烟道气、天然气、合成气或其它气体流)除去。

用过的洗涤溶液随后典型地通过与蒸汽逆流接触而在再生器塔(也被称为再生器)中再生以释放存在于溶液中的杂质。再生所需的蒸汽典型地通过使位于再生器塔的底部部分附近的再沸器中的再生的洗涤溶液沸腾而产生。另外，再生的洗涤溶液的再沸可提供存在于洗涤溶液中的杂质的进一步释放。

在如以上描述的常规吸收-再生过程中，再生且再沸的洗涤溶液典型地在另一个吸收循环中再使用。然而，再沸的溶液可具有高达100℃至150℃的温度。为了使得能够有效地吸收，基于胺化合物的洗涤溶液典型地在转到另一轮吸收之前被冷却。通常，冷却通过与来自吸收过程的用过的洗涤溶液的热交换来完成。

由再沸器产生的能量不仅用于再生，而且在吸收-再生过程中的其它位置处使用。一般而言，常规气体净化过程的能量要求具有三种类型：结合能、剥离能和显热。结合能需要断开形成在杂质与洗涤溶液之间的化学键，而剥离能需要从洗涤溶液释放杂质所需的蒸汽的产生。显热进而需要在再生之前加热洗涤溶液。在常规的系统和过程中，可例如在例如冷却器的系统冷却器中损失产生的能量的部分，该系统冷却器降低系统中的特定位置处的温度，该冷却器位于吸收器入口附近用于在将返回的洗涤溶液供给至吸收器之前冷却返回的洗涤溶液。此外，能量可在位于吸收器、再生器等的顶部处的冷凝器中损失，并且以水蒸气的形式退出该过程(主要在再生器的顶部处)，其中，水蒸气存在于净化的CO₂气体中。

因此，从气体流除去污染物和特别是洗涤溶液的再生是能量消耗量大的过程。在气体净化过程的不同部分处的能量要求的减少可潜在地减少系统所需的总能量。

发明内容

根据本文中示出的方面，提供了一种用于再生洗涤溶液的系统，该洗涤溶液用以从气体流除去气态污染物，系统包括：第一热交换器，其用于在热的再生洗涤溶液与用过的洗涤溶液之间传递热，以形成第一加热的用过的洗涤溶液；第二热交换器，其用于在热的再生洗涤溶液与来自第一热交换器的用过的洗涤溶液的至少一部分之间传递热，以形成第二加热的用过的洗涤溶液；以及再生器，其布置成接收用过的洗涤溶液、第一加热的用过的洗涤溶液和第二加热的用过的洗涤溶液，其中，第二加热的用过的洗涤溶液具有大于第一加热的用过的洗涤溶液的温度，而第一加热的用过的洗涤溶液具有大于用过的洗涤溶液的温度。

根据本文中示出的另一方面，提供了一种用于再生洗涤溶液的过程，该洗涤溶液用于从气体流除去气态污染物，该过程包括：将用过的洗涤溶液的第一部分提供至再生器；将用过的洗涤溶液的第二部分提供至第一热交换器，以在热的再生洗涤溶液与用过的洗涤溶液的第二部分之间传递热，以形成第一加热的用过的洗涤溶液；将第一加热的用过的洗涤溶液的第一部分提供至再生器；将第一加热的用过的洗涤溶液的第二部分提供至第二热交换器，用于热的再生洗涤溶液与第一加热的用过的洗涤溶液之间的热传递，以形成第二加热的用过的洗涤溶液；以及将第二加热的用过的洗涤溶液提供至再生器，其中，提供至再生器的第二加热的用过的洗涤溶液具有比提供至再生器的第一加热的用过的洗涤溶液的温度大的温度，而提供至再生器的第一加热的用过的洗涤溶液具有比提供至再生器的用过的洗涤溶液的温度大的温度。

根据本文中示出的其它方面，提供了一种减少由再生器消耗的能量的量的方法，该方法包括：将用过的洗涤溶液分成多个部分；将用过的洗涤溶液的第一部分提供至再生器，用过的洗涤溶液具有第一温度(T1)；加热用过的洗涤溶液的第二部分，以形成具有第二温度(T2)的第一加热的用过的洗涤溶液；加热用过的洗涤溶液的第三部分，以形成具有第三温度(T3)的第二加热的用过的洗涤溶液；以及将第一加热的用过的洗涤溶液和第二加热的用过的洗涤溶液提供至再生器，其中，保持T1<T2<T3的温度分布，由此减少由再生器消耗的能量的量。

通过下列附图和详细描述举例说明以上描述的特征和其它特征。

附图说明