二氧化碳回收系統及其操作方法
2023-05-16 17:26:16
二氧化碳回收系統及其操作方法
【專利摘要】在一實施例中，二氧化碳回收系統包括吸收塔，所述吸收塔使得含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液和排出二氧化碳濃度降低了的氣體。所述系統包括再生塔，所述再生塔從吸收液釋放二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低了的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體。所述系統包括第一吸收液成分清洗裝置，所述第一吸收液成分清洗裝置冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體從而凝縮或升華氣體中的吸收液成分並且通過使用清洗液將由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物去除。
【專利說明】二氧化碳回收系統及其操作方法
【技術領域】
[0001]此處所描述的實施例涉及二氧化碳回收系統及其操作方法。
【背景技術】
[0002]近年來，二氧化碳(CO2)回收和儲存技術作為對抗地球變暖問題的有效對策而受到日益關注。例如，採用吸收液回收廢氣中二氧化碳的方法已被檢驗用於從火力發電站排放的燃燒廢氣、從煉鐵廠排放的過程廢氣等等。吸收液的示例包括氨水溶液。
[0003]具體地，已知的二氧化碳回收系統包括吸收塔，所述吸收塔構造成使廢氣同吸收液相接觸以引起吸收液吸收廢氣中的二氧化碳；以及再生塔，所述再生塔構造成加熱已吸收二氧化碳的吸收液以從吸收液中釋放二氧化碳。再生塔中產生的吸收液被供給至吸收塔並被再次使用。該系統通過反覆在吸收塔中吸收二氧化碳和在再生塔中釋放二氧化碳而分離和回收廢氣中的二氧化碳。
【發明內容】
[0004]根據本發明的一個方面，提供一種二氧化碳回收系統，其包括:吸收塔，所述吸收塔構造成使得含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液和排出二氧化碳濃度降低了的氣體；吸收塔凝縮器，所述吸收塔凝縮器構造成凝縮從吸收塔排出的氣體中的水蒸氣；再生塔，所述再生塔構造成從由吸收塔排出的吸收液釋放二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低了的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體；再生塔凝縮器，所述再生塔凝縮器構造成凝縮從再生塔排出的氣體中的水蒸氣；以及第一吸收液成分清洗裝置，其構造成冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體從而凝縮或升華氣體中的吸收液成分並且通過使用清洗液將由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物去除。
[0005]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置包括用於冷卻氣體的冷卻傳熱表面，所述冷卻傳熱表面設置在氣體的通路上。
[0006]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置使得生成物的粘附至冷卻傳熱表面的至少一部分溶解在清洗液中以去除所述生成物。
[0007]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置使得氣體與清洗液接觸並且使得伴隨有氣體的吸收液成分的至少一部分溶解在清洗液中以去除所述生成物。
[0008]優選的是，所述系統還包括減壓閥，所述減壓閥設在設置於吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器與第一吸收液成分清洗裝置之間的配管上。
[0009]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置清洗已經過作為部分凝縮器的吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體。
[0010]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置包括:氣液接觸塔，所述氣液接觸塔構造成使得氣體與清洗液接觸；冷卻管，所述冷卻管用於在氣液接觸塔中冷卻氣體；以及循環管線，所述循環管線用於將從氣液接觸塔排出的清洗液再次供給至氣液接觸塔中。
[0011]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置包括溫度控制器，所述溫度控制器構造成控制清洗液的溫度。
[0012]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置包括測量儀器，所述測量儀器構造成測量溶解在清洗液中的生成物的濃度或根據所述濃度波動的量。
[0013]優選的是，設置在吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器與第一吸收液成分清洗裝置之間的配管包括至少在第一吸收液成分清洗裝置、吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器附近的下降配管部分或上升配管部分。
[0014]優選的是，所述第一吸收液成分清洗裝置位於構造成清洗和去除吸收液成分的第二吸收液成分清洗裝置的下遊，並且與所述第二吸收液成分清洗裝置串聯地設置。
[0015]根據本發明的另一個方面，提供一種二氧化碳回收系統的操作方法，所述二氧化碳回收系統包括:吸收塔，所述吸收塔構造成使得含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液和排出二氧化碳濃度降低了的氣體；吸收塔凝縮器，所述吸收塔凝縮器構造成凝縮從吸收塔排出的氣體中的水蒸氣；再生塔，所述再生塔構造成從由吸收塔排出的吸收液釋放二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低了的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體；以及再生塔凝縮器，所述再生塔凝縮器構造成凝縮從再生塔排出的氣體中的水蒸氣，所述方法包括:冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體以凝縮或升華氣體中的吸收液成分；以及通過使用清洗液去除由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為示出了第一實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖；
[0017]圖2為示出了第一實施例的附加的氨清洗裝置/配管阻塞防止裝置的結構的示意圖；
[0018]圖3為示出了第一實施例的第一改型的附加的氨清洗裝置的結構的示意圖；
[0019]圖4為示出了第一實施例的第二改型的附加的氨清洗裝置的結構的示意圖；
[0020]圖5為示出了第二實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖；
[0021]圖6為示出了第三實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖；
[0022]圖7為示出了第一實施例的第三改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖
[0023]圖8為示出了第一實施例的第四改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖
[0024]圖9為示出了第一實施例的第五改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖
[0025]圖10為示出了第一實施例的第六改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖；
[0026]圖11為示出了第三實施例的第一改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖；
[0027]圖12為示出了第三實施例的第二改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖；
[0028]圖13為示出了第三實施例的第三改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖；
[0029]圖14為示出了第三實施例的第四改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意[0030]圖15為示出了第一實施例的第七改型的附加的氨清洗裝置的結構的示意圖；
[0031]圖16為示出了第一實施例的第八改型的附加的氨清洗裝置的結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]現在將結合【專利附圖】
【附圖說明】實施例。
[0033]從吸收塔和再生塔排出的氣體通常包含氣態的或液態的(霧狀)吸收液成分。取決於吸收液的種類，吸收液成分可在吸收塔凝縮器(冷凝器)或再生塔凝縮器下遊的配管中析出。在這種情況下，配管內的壓差上升使得系統的操作不能連續並且引起通過測量儀器的誤測。
[0034]在一實施例中，二氧化碳回收系統包括吸收塔，所述吸收塔構造成使含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液並且排出二氧化碳濃度降低的氣體；和吸收塔凝縮器，所述吸收塔凝縮器構造成凝縮(冷凝)從吸收塔排出的氣體中的水蒸氣。所述系統還包括再生塔，所述再生塔構造成釋放來自於從吸收塔排出的吸收液的二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體；和再生塔凝縮器，所述再生塔凝縮器構造成凝縮從再生塔排出的氣體中的水蒸氣。所述系統還包括第一吸收液成分清洗裝置，其構造成冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體從而凝縮或升華(sublime )氣體中的吸收液成分並且通過使用清洗液去除由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物。
[0035](第一實施例)
[0036]圖1為示出了第一實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖。
[0037]圖1的二氧化塔回收系統包括吸收塔1、氣體供給口2、再生塔3、重沸器4、氨清洗器5、吸收塔凝縮器6、再生塔凝縮器7、減壓閥8和附加的氨清洗裝置(配管閉塞防止裝置)9。
[0038]吸收塔I包括用於引入含有二氧化碳的處理對象氣體的氣體供給口 2。處理對象氣體的示例包括從火力發電站排放的燃燒廢氣和從煉鐵廠排放的過程廢氣。
[0039]吸收塔I使得從氣體供給口 2引入的處理對象氣體與吸收液相接觸。結果，已吸收二氧化碳的吸收液以及二氧化碳濃度變得低於從氣體供給口 2引入的處理對象氣體的二氧化碳濃度的處理對象氣體從吸收塔I排出。該氣體在下文中被稱作「經處理氣體」。除氨水溶液(amine water solution)之外，吸收液的示例還包括胺基酸水溶液、鹼性水溶液、離子性液體和離子性液體的水溶液。吸收塔I例如為交叉流型氣液接觸方式的填充塔或棚段塔/板式塔。
[0040]從吸收塔I排出的經處理氣體順序地經過在吸收塔I上方設置的氨清洗器5和在氨清洗器5的下遊設置的吸收塔凝縮器6。氨清洗器5將伴隨有經處理氣體的吸收液成分除去。吸收塔凝縮器6主要凝縮經處理氣體中的水蒸氣。由吸收塔凝縮器6產生的凝縮水經由吸收塔凝縮水管線13返回至吸收塔I等。另一方面，沒有被吸收塔凝縮器6凝縮的氣體經過吸收塔冷凝器排出氣體管線14排出到系統外部。
[0041]從吸收塔I排出的吸收液(富液)通過富液管線11從再生塔3的上部引入再生塔3中。吸收液在再生塔3中向下流動。通過在重沸器4中加熱吸收液而產生的水蒸氣和二氧化碳被供給至再生塔3。這些氣體與吸收液形成氣液接觸同時在再生塔3中上升。結果，二氧化碳從吸收液中釋放。吸收液以及含有釋放的二氧化碳的氣體從再生塔3排出，所述吸收液的二氧化碳濃度變得低於被引入到再生塔3中吸收液的二氧化碳濃度。
[0042]從再生塔3排出的氣體經過設置在再生塔3上方的再生塔凝縮器7。再生塔凝縮器7凝縮該氣體中的水蒸氣。由再生塔凝縮器7產生的凝縮水經由再生塔凝縮水管線15返回至再生塔3等。另一方面，沒有被再生塔凝縮器7凝縮的氣體在經過再生塔凝縮器排出氣體管線16上的減壓閥8和附加的氨清洗裝置9之後被排到系統外部。減壓閥8和附加的氨清洗裝置9的細節在以下說明。
[0043]氨清洗器5和附加的氨清洗裝置9均為清洗和去除清洗對象氣體中氨成分的模塊。然而，附加的氨清洗裝置9能通過以比氨清洗器5冷卻溫度更低的溫度冷卻氣體而進一步降低氨的蒸氣壓和氨的濃度。氨清洗器5和附加的氨清洗裝置9分別為第二吸收液成分清洗裝置和第一吸收液成分清洗裝置的示例。
[0044]從再生塔3排出的吸收液(貧液)經過貧液管線12被引入吸收塔I中並且被再次使用。以這種方式，圖1的二氧化碳回收系統通過重複吸收塔I中二氧化碳的吸收和再生塔3中二氧化碳的釋放而分離和回收處理對象氣體中的二氧化碳。
[0045]I)附加的氨清洗裝置9(1)的細節
[0046]附加的氨清洗裝置9的細節結合圖2說明。
[0047]圖2為示出了第一實施例的附加的氨清洗裝置9的結構的示意圖。
[0048]附加的氨清洗裝置9包括氣液接觸塔21，所述氣液接觸塔包括氣液接觸部22、氣體供給口 23、氣體排出口 24、清洗液供給口 25和清洗液排出口 26 ;冷卻管27，所述冷卻管包括冷卻管入口 28和冷卻管出口 29 ;和循環管線31，所述循環管線包括清洗液排出口 32、溫度控制器33和清洗液測量儀器34。
[0049]已經過再生塔凝縮器7的氣體從氣體供給口 23被引入氣液接觸塔21中並且從氣體排出口 24排出。另一方面，清洗液從清洗液供給口 25引入氣液接觸塔21中並且從氣液接觸塔21的上部落到其底部。在被滯留在氣液接觸塔21的底部之後，一部分清洗液從清洗液排出口 26排出。從氣液接觸塔21排出的清洗液經由循環管線31返回至氣液接觸塔21的上部，被引入氣液接觸塔21中並被再次使用。可替代地，清洗液從循環管線31的清洗液排出口 32排出。冷卻水從冷卻管入口 28供給至氣液接觸塔21中的冷卻管27。在冷卻了氣液接觸塔21中的氣體之後，冷卻水從冷卻管出口 29排出。
[0050]氣液接觸塔21使得來自於再生塔凝縮器7的氣體與清洗液在氣液接觸部22中接觸。此時，氣體中的吸收液成分在冷卻管27的冷卻傳熱表面附近被冷卻從而被凝縮或升華。結果，從吸收液成分產生液體或固體的生成物。所述生成物的示例包括含有氨和二氧化碳的生成物、含有胺基酸和二氧化碳的生成物、和含有鹼性碳酸鹽的生成物。
[0051]此後，液體生成物連同清洗液落至氣液接觸塔21的底部。固體生成物粘附至冷卻管27的冷卻傳熱表面，並且隨後在下落的清洗液中溶解以連同清洗液落至氣液接觸塔21的底部。以這種方式，在該實施例中，氣體中的吸收液成分轉變為液體或固體生成物並被去除。氣液接觸塔21是包括了冷卻傳熱表面的氣體流路的示例。
[0052]粘附至冷卻傳熱表面的生成物有時通過清洗液的力量從冷卻傳熱表面剝落。此後，剝落的生成物在清洗液中溶解或沉積在氣液接觸塔21的底部。這種沉積可通過過濾去除。[0053]為了洗掉粘附至冷卻傳熱表面的生成物或高效地使得氣體和清洗液在氣液接觸部22中達到彼此氣液接觸，由循環管線31返回的清洗液從氣液接觸塔21的上部以類似淋浴的方式被期望地噴灑。可替代地，高效的氣液接觸可例如通過在氣液接觸部22中加載填充料而實現。
[0054]清洗液的示例包括重沸器凝縮水、供送氣體凝縮水、吸收塔凝縮水、再生塔凝縮液、補充水、清洗用專用水、擴散氨回收後的排水、以及未使用、使用中、使用後的吸收液。當吸收液用作為清洗液時，伴隨有氣體的吸收液成分的至少一部分溶解在清洗液中以從氣液接觸部22中氣體和清洗液的氣液接觸中去除。這同樣適用於當使用除了吸收液的、能將吸收液成分吸收的液體的情況。
[0055]2)附加的氨清洗裝置9(2)的細節
[0056]附加的氨清洗裝置9的進一步細節結合圖2說明。
[0057]溫度控制器33構造成控制循環管線31中清洗液的溫度。例如，溫度控制器33將清洗液的溫度控制為在氣液接觸中設定清洗液的溫度低於室外空氣溫度。這是因為，在氣液接觸中如果清洗液的溫度高於室外空氣溫度，那麼殘留在從氣體排出口 24排出的氣體中的吸收液成分隨後由於溫度降低而可能被凝縮或升華，並且可阻塞氣體排出口 24下遊的配管。相反地，為了允許粘附至冷卻傳熱表面的生成物輕易地溶解，溫度控制器33可以以高的溫度設定清洗液的溫度。
[0058]代替控制循環管線31中清洗液的溫度，溫度控制器33可控制滯留在氣液接觸塔21底部中的清洗液的溫度。
[0059]清洗液測量儀器34構造成測量溶解在循環管線31中的清洗液中的生成物的濃度。在該實施例中，清洗液中生成物的濃度由清洗液測量儀器34監視並且被用於清洗液管理。例如，當生成物的濃度達到設定值，清洗液從循環管線31的清洗液排出口 32排出。
[0060]代替測量生成物的濃度，清洗液測量儀器34可測量根據生成物的濃度波動的量。類似於濃度，這個量也可用於清洗液管理。這種量的示例包括清洗液的PH值、密度和導電率。
[0061]代替測量循環管線31中的清洗液，清洗液測量儀器34可測量滯留在氣液接觸塔21底部中的清洗液的濃度和量。
[0062]從清洗液排出口 32排出的清洗液含有大量的諸如氨的吸收液成分。因此，清洗液可作為吸收液再次使用。然而，清洗液中吸收液成分的濃度通常低於初始吸收液中吸收液成分的濃度。因此，清洗液期望地同初始吸收液混合併再次使用。
[0063]以下說明圖1的再生塔凝縮器7、減壓閥8以及附加的氨清洗裝置9的細節。
[0064]當附加的氨清洗裝置9如圖1所示設置在再生塔凝縮器7的下遊時，再生塔凝縮器7可以是構造成僅凝縮氣體中的一部分水蒸氣的部分凝縮器而不是構造成凝縮氣體中全部水蒸氣的完全凝縮器。這是因為從再生塔凝縮器7排出的氣體在附加的氨清洗裝置9中再次暴露於清洗液並且氣體中的水蒸氣轉變為水。
[0065]減壓閥8設在設置於再生塔凝縮器7與附加的氨清洗裝置9之間的配管(再生塔凝縮器排出氣體管線16)上。大體上，從再生塔3排出的氣體壓力高於大氣壓。因此，減壓閥8用於降低該氣體的壓力。
[0066]當氣體的壓力通過減壓閥8降低時，氣體的溫度由於絕熱膨脹而降低。在該實施例中，為了凝縮或升華氣體中的吸收液成分，不僅可採用通過冷卻管27的冷卻效應也可採用通過減壓閥8中絕熱膨脹的冷卻效應。然而，在這種情況下，為了抑制在氣體到達附加的氨清洗裝置9之前發生凝縮或升華，期望的是將設置在減壓閥8與附加的氨清洗裝置9之間的配管的長度設定為儘可能小。
[0067]3)第一實施例的改型
[0068]第一實施例的改型結合圖3和4進行說明。圖3和4為分別示出了第一實施例的第一和第二改型的附加的氨清洗裝置9的結構的示意圖。
[0069]在圖2中，冷卻管27具有螺旋形狀。這樣的形狀優點在於冷卻管27與氣體的接觸面積增加。冷卻管27的形狀可以是除螺旋形以外的形狀但期望地是增加同氣體接觸面積的形狀。這樣的冷卻管27的示例如圖3中所示。圖3的冷卻管27具有包括多個彎曲部分的形狀。
[0070]在圖2中，氣體供給口 23設在氣液接觸塔21的下部且氣體排出口 24設在氣液接觸塔21的上部。因此，氣液接觸塔21中的氣流是上升流。另一方面，如圖4中所示，氣體供給口 23可設在氣液接觸塔21的上部且氣體排出口 24可設在氣液接觸塔21的下部。在這種情況下，氣液接觸塔21中的氣流是下降流。期望的是根據例如氣體、清洗液和吸收液成分的種類以及氣液接觸塔21的結構確定採用何種圖2和4中所示的結構。
[0071]4)第一實施例的效果
[0072]說明第一實施例的效果
[0073]如上所述，已經過再生塔凝縮器7的氣體被冷卻以凝縮或升華吸收液成分，並且由此產生的液體或固體生成物在該實施例中通過清洗液去除。因此，根據本實施例，可以防止配管由於從再生塔3排出的氣體中吸收液成分的析出而阻塞。
[0074](第二實施例)
[0075]圖5為示出了第二實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖。
[0076]圖1和5的二氧化碳回收系統的區別在於存在和缺少減壓閥8。在圖1的系統中，當氣體的壓力通過減壓閥8降低時，氣體的溫度由於絕熱膨脹而降低。因此，如果不設置附加的氨清洗裝置9，那麼氣體中的吸收液成分可能在減壓閥8下遊的配管的某些位置析出並且配管被阻塞。因此，在圖1的系統中，附加的氨清洗裝置9設置在減壓閥8的下遊以防止配管阻塞。
[0077]另一方面，圖5的系統不包括減壓閥8。因此，不存在由於減壓閥8中的氣體壓差而阻塞配管的問題。然而，在圖5的系統中，當再生塔凝縮器7下遊的配管存在由於某種原因被部分冷卻的部位時，吸收液的析出例如發生在該部位附近。在這種情況下，在圖5的系統中，如同圖1的系統，可以通過在再生塔凝縮器7的下遊設置附加的氨清洗裝置9而防止
配管阻塞。
[0078]在該實施例中，如同第一實施例，已經過再生塔凝縮器7的氣體被冷卻以凝縮或升華吸收液成分，並且由此產生的液體或固體生成物通過清洗液去除。因此，根據該實施例，如同第一實施例，可以防止由於從再生塔3排放的氣體中的吸收液成分的析出而阻塞配管。
[0079](第三實施例)
[0080]圖6為示出了第三實施例的二氧化碳回收系統的結構的示意圖。[0081]在圖6的系統中，附加的氨清洗裝置9設置在吸收塔凝縮器6的下遊而不是再生塔凝縮器7的下遊。儘管從吸收塔凝縮器6排出的氣體中的吸收液成分的濃度大體上比從再生塔凝縮器7排出的氣體中的吸收液成分的濃度低，但是吸收液成分的析出也能發生。因此，在圖6的系統中，附加的氨清洗裝置9設置在吸收塔凝縮器6的下遊以防止吸收塔凝縮器6下遊的配管阻塞。
[0082]在圖6的系統中，減壓閥可設在設置於吸收塔凝縮器6與附加的氨清洗裝置9之間的配管上。在圖6的系統中，吸收塔凝縮器6可以是部分凝縮器。
[0083]在該實施例中，已經過吸收塔凝縮器6的氣體被冷卻以凝縮或升華吸收液成分，並且由此產生的液體或固體生成物通過清洗液去除。因此，根據該實施例，可以防止由於從吸收塔I排出的氣體中的吸收液成分的析出而阻塞配管。
[0084](第一和第三實施例的改型)
[0085]第一和第三實施例的改型結合圖7至16說明。
[0086]圖7至10分別為示出了第一實施例的第三至第六改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖。
[0087]圖7的附加的氨清洗裝置9以低於再生塔凝縮器7冷卻溫度的溫度冷卻氣體從而降低氨的蒸氣壓和氨的濃度。在圖7中，設置在再生塔凝縮器7與附加的氨清洗裝置9之間的再生塔凝縮器排出氣體管線16構造成不包括水平部分。具體地，再生塔凝縮器排出氣體管線16為下降配管。因為由於絕熱膨脹而降低溫度，所以在減壓閥8與附加的氨清洗裝置9之間趨於產生固體物質。然而，由於圖7的再生塔凝縮器排出氣體管線16是下降配管，所以可以抑制固體物質在配管中滯留。在圖7中，排出的氣體從附加的氨清洗裝置9流動穿過的清洗裝置排出氣體管線17是上升配管。因此，由於重力的作用，固體物質不大容易從附加的氨清洗裝置9排出。
[0088]在圖8中，設置在再生塔凝縮器7與減壓閥8之間的再生塔凝縮器排出氣體管線16是顛倒的U形配管。再生塔凝縮器排出氣體管線16的、在減壓閥8與附加的氨清洗裝置9之間的部分是下降配管。這樣的結構具有的優點在於:由於重力的作用，在再生塔凝縮器7中產生的固體物質不大容易從再生塔凝縮器7排出。
[0089]在圖7和8中，減壓閥8可設置在清洗裝置排出氣體管線17上而不是設置在再生塔凝縮器排出氣體管線16上(見圖9和10)。
[0090]圖11至14分別為示出了第三實施例的第一至第四改型的二氧化碳回收系統的部分結構的示意圖。
[0091]圖11的附加的氨清洗裝置9以低於吸收塔凝縮器6冷卻溫度的溫度冷卻氣體從而降低氨的蒸氣壓和氨的濃度。在圖11中，設置在吸收塔凝縮器6與附加的氨清洗裝置9之間的吸收塔凝縮器排出氣體管線14構造成不包括水平部分。具體地，吸收塔凝縮器排出氣體管線14是下降配管。因為配管由至室外空氣等的熱輻射冷卻，所以在吸收塔凝縮器6與附加的氨清洗裝置9之間有時產生固體物質。然而，由於圖11的吸收塔凝縮器排出氣體管線14是下降配管，所以可以抑制固體物質滯留在配管中。在圖11中，從附加的氨清洗裝置9排出的氣體所流經的清洗裝置排出氣體管線18是上升配管。因此，由於重力的作用，固體物質不大容易從附加的氨清洗裝置9排出。
[0092]在圖12中，吸收塔凝縮器6與附加的氨清洗裝置9之間的吸收塔凝縮器排出氣體管線14的一部分是顛倒的U形配管。這樣結構所具有的優點在於:由於重力的作用，在吸收塔凝縮器6中產生的固體物質不大容易從吸收塔凝縮器6排出。
[0093]在圖13中，吸收塔凝縮器排出氣體管線14是上升配管。氨清洗器5設置在吸收塔凝縮器6與附加的氨清洗裝置9之間的吸收塔凝縮器排出氣體管線14上。換句話說，圖13的氨清洗器5和附加的氨清洗裝置9串聯地設置。圖13的附加的氨清洗裝置9以低於氨清洗器5冷卻溫度的溫度冷卻氣體從而降低氨的蒸氣壓和氨的濃度。
[0094]在圖14中，氨清洗器5和附加的氨清洗裝置9串聯地設置在用於將從吸收塔I排出的經處理氣體供給至吸收塔凝縮器6的經處理氣體管線19上。圖13的附加的氨清洗裝置9設置在氨清洗器5的下遊。附加的氨清洗裝置9以低於氨清洗器5冷卻溫度的溫度冷卻氣體從而降低氨的蒸氣壓和氨的濃度。
[0095]圖15和16分別為示出了第一實施例的第七和第八改型的附加的氨清洗裝置9的結構的示意圖。
[0096]在圖15中，用於氣體供給口 23的配管是下降配管。該配管的遠端位於氣液接觸塔21的底部附近。通過這樣的結構，可以抑制固體物質在用於氣體供給口 23的配管中沉積。由於配管的遠端位於底部附近，所以可以在氣液接觸塔21中高效地實現氣液接觸。
[0097]在圖16中，用於氣體供給口 23的配管是上升配管。該配管的遠端位於氣液接觸塔21的底部附近。通過這樣的結構，可以抑制固體物質在用於氣體供給口 23的配管中沉積。由於配管的遠端位於底部附近，所以可以在氣液接觸塔21中高效地實現氣液接觸。在圖16中，用於允許氣體容易地擴散至氣液接觸塔21內側的凹形件設置在用於氣體供給口23的配管的遠端附近。
[0098]如上所述，根據圖7至16中所示的改型，由於用於清洗前氣體的配管和用於清洗後氣體的配管構造成不包括水平部分，所以可以抑制固體物質例如滯留或沉積。
[0099]根據上述的至少其中一個實施例，可以防止配管由於吸收液成分的析出而阻塞。
[0100]雖然已描述了特定的實施例，但是這些實施例僅以示例的方式展示，並且不意在限制本發明的範圍。事實上，此處描述的新系統和方法可以多種其他形式實施；而且，可不背離本發明精神地作出此處描述系統和方法形式的省略、替換和改變。附隨的權利要求書及其等價物意在覆蓋這些會落在本發明範圍和精神內的形式或改進。
【權利要求】
1.一種二氧化碳回收系統，其包括:吸收塔，所述吸收塔構造成使得含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液和排出二氧化碳濃度降低了的氣體；吸收塔凝縮器，所述吸收塔凝縮器構造成凝縮從吸收塔排出的氣體中的水蒸氣；再生塔，所述再生塔構造成從由吸收塔排出的吸收液釋放二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低了的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體；再生塔凝縮器，所述再生塔凝縮器構造成凝縮從再生塔排出的氣體中的水蒸氣；以及第一吸收液成分清洗裝置，其構造成冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體從而凝縮或升華氣體中的吸收液成分並且通過使用清洗液將由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物去除。
2.根據權利要求1所 述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置包括用於冷卻氣體的冷卻傳熱表面，所述冷卻傳熱表面設置在氣體的通路上。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置使得生成物的粘附至冷卻傳熱表面的至少一部分溶解在清洗液中以去除所述生成物。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置使得氣體與清洗液接觸並且使得伴隨有氣體的吸收液成分的至少一部分溶解在清洗液中以去除所述生成物。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括減壓閥，所述減壓閥設在設置於吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器與第一吸收液成分清洗裝置之間的配管上。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置清洗已經過作為部分凝縮器的吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體。
7.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置包括:氣液接觸塔，所述氣液接觸塔構造成使得氣體與清洗液接觸；冷卻管，所述冷卻管用於在氣液接觸塔中冷卻氣體；以及循環管線，所述循環管線用於將從氣液接觸塔排出的清洗液再次供給至氣液接觸塔中。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置包括溫度控制器，所述溫度控制器構造成控制清洗液的溫度。
9.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置包括測量儀器，所述測量儀器構造成測量溶解在清洗液中的生成物的濃度或根據所述濃度波動的量。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，設置在吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器與第一吸收液成分清洗裝置之間的配管包括至少在第一吸收液成分清洗裝置、吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器附近的下降配管部分或上升配管部分。
11.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一吸收液成分清洗裝置位於構造成清洗和去除吸收液成分的第二吸收液成分清洗裝置的下遊，並且與所述第二吸收液成分清洗裝置串聯地設置。
12.—種二氧化碳回收系統的操作方法，所述二氧化碳回收系統包括:吸收塔，所述吸收塔構造成使得含有二氧化碳的氣體與吸收液相接觸以排出已吸收二氧化碳的吸收液和排出二氧化碳濃度降低了的氣體；吸收塔凝縮器，所述吸收塔凝縮器構造成凝縮從吸收塔排出的氣體中的水蒸氣；再生塔，所述再生塔構造成從由吸收塔排出的吸收液釋放二氧化碳以排出二氧化碳濃度降低了的吸收液和排出含有二氧化碳的氣體；以及再生塔凝縮器，所述再生塔凝縮器構造成凝縮從再生塔排出的氣體中的水蒸氣，所述方法包括:冷卻已經過吸收塔凝縮器或再生塔凝縮器的氣體以凝縮或升華氣體中的吸收液成分；以及通過使用清洗液去 除由吸收液成分的凝縮或升華產生的液體或固體生成物。
【文檔編號】B01D53/14GK103446848SQ201310208270
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】程塚正敏, 宇田津滿, 齊藤聰, 樫本悟 申請人:株式會社東芝, 東芝設備系統和服務公司