減少再生能量的方法
2023-09-23 00:39:50 1
減少再生能量的方法
【專利摘要】本發明公開了以產生處於比現有技術高的溫度的產物氣流而消耗比現有技術少的能量的方式自氣流除去酸性氣體的方法和設備。所述方法需要維持正產物氣體溫差。所述設備使得所述正氣體溫差能夠通過控制吸收器塔操作條件和/或溶劑化學而維持，從而增加所述吸收器中吸收和反應的量。
【專利說明】減少再生能量的方法
發明領域
[0001]總體而言，本發明涉及操作氣體吸收塔的方法和系統。更詳細地講，本發明涉及操作具有減少的再生能量需求的酸性氣體吸收塔的方法和系統。
[0002]背景
長期以來，在工業上需要自多種氣流和液流中除去酸性氣體汙染物。常見的實例包括氣相和液相烴流、合成氣流和近年來的燃燒氣流。已經開發了包括吸收到液體中、吸附到固體上和滲透穿過膜的多種技術來適應這些需要。Kohl & Nielsen的「Gas Purification」，第五版(1997)提供了包括吸收到液體中且特別是吸收到水性胺中的技術的充分概述。
[0003]使用利用水性溶劑如烷醇胺和促進型碳酸鉀的吸收和汽提方法是自煙氣、天然氣氫氣、合成氣及其他氣體除去酸性氣體的已知的有效技術。近來，已經關注使用水性胺以自燃燒氣流除去酸性氣體汙染物的水性吸收方法。酸性氣體汙染物包括但不限於二氧化碳、硫化氫和羰基硫。在這方面，燃燒氣體被理解為各種燃料(煤炭、油、生物燃料、天然氣等)的氣/固相燃燒產物。
[0004]氣體吸收是其中將氣體混合物的可溶組分溶解於液體中的過程。氣/液接觸可為逆流或順流的，其中逆流接觸是最常用的作法。汽提與吸收基本上相反，因為其包括將揮發性組分從液體混合物轉移到氣體。在典型的二氧化碳去除方法中，使用吸收以自燃燒氣體除去二氧化碳，且隨後使用汽提以使溶劑再生並捕集包含在該溶劑中的二氧化碳。二氧化碳一旦自燃燒氣體及其他氣體除去，則可將其捕集並壓縮以供在包括匯集(sequestration)、甲醇生產和三次採油的多種應用中使用。
[0005]設計用於逆流氣液接觸的吸收器通常容許溶劑在吸收器頂部或吸收器頂部附近。該物流可稱為「貧」溶劑。含有酸性氣體汙染物的烴流或燃燒氣體在吸收器底部或吸收器底部附近進入。隨著該溶劑在吸收塔中向下行進，酸性氣體從氣相遷移到液相。塔內件(通常是填料或塔板)提供密切的氣/液接觸。淨化的蒸氣作為產物氣體從吸收器頂部出來。該物流可稱為產物氣體。現在包括顯著量的酸性氣體的「負載」或「富」溶劑在吸收器底部或吸收器底部附近出來。在標準操作條件期間，貧溶劑和產物氣體具有大致相同的溫度，或產物氣流可處於略微低於在吸收器頂部的貧溶劑流的溫度。
[0006]為了實現吸收劑溶液的再生，將自吸收塔底部引出的富溶劑引入汽提塔的上半部，且將該富溶劑維持在處於其在壓力下的沸點或該沸點附近的高溫下。維持該高溫所必需的熱量通過使包含在汽提塔中的吸收劑溶液再沸來供給。該再沸過程通過在位於汽提塔下半部的欲再生的溶液的一部分與處於適當溫度的熱流體、通常是飽和水蒸氣之間間接熱交換實現。在再生過程中，包含在維持在其沸點下的欲再生富溶劑中的二氧化碳釋放並被吸收劑溶液的蒸氣汽提。含有汽提的二氧化碳的蒸氣在汽提塔的頂部出來且穿過冷凝器系統，其中由吸收劑溶液的蒸氣的冷凝產生的液相返回汽提塔，氣態二氧化碳從汽提塔中出來。在汽提塔的底部，將熱的再生吸收劑溶液(也稱作貧溶劑)引出且在使該溶液的熱容量的用過部分通過間接熱交換加熱在引入汽提塔之前的欲再生富溶劑之後再循環到吸收塔。
[0007]在簡單的吸收/汽提中，如在本領域中的通常作法，水性富溶劑在約100°C -約120°C下在於單一壓力下操作的簡單逆流再沸器汽提器中再生，該單一壓力通常在約Iatm-約2atm下。該富溶劑進料通過與熱貧溶劑產物交叉交換預熱到汽提器底部的約5°C_約30°C。將塔頂蒸氣冷卻成冷凝水，其作為回流物返回到逆流汽提器。當用於二氧化碳匯集及其他應用時，將產物二氧化碳壓縮到約IOOatm-約150atm。
[0008]現有吸收/汽提方法的主要問題在於它們能量非常密集，且這主要是因為再沸器所需要的熱量相當多。再沸器操作的能量可來自現有發電站鍋爐，這降低了能量產生，或來自專用鍋爐，這增加了資金和操作成本。因此，重要的是使這些系統的設計和操作中的能量效率最大化。
[0009]因此，需要減少使負載的水性胺流再生所必需的能量並改善操作效率和成本。
[0010]發明概述
本發明的一個目的在於改善用於酸性氣體捕集的常規基於胺的技術。
[0011]本發明的另一目的在於提供如下技術:其中二氧化碳可通過吸收/汽提方法自燃燒氣體及其他氣體中除去，所述吸收/汽提方法比目前實踐的方法在能量方面明顯更有效。
[0012]本發明的另一目的可在於在用於酸性氣體吸收的這種技術中使用的化學品排放減少所帶來的環境、健康和/或經濟改善。
[0013]因此，且根據用於捕集酸性氣體的已知技術的操作和設計參數，本發明的一個目的可在於減少在酸性氣體捕集過程中的能量和/或化學品消耗。
[0014]一方面，公開了自氣流除去酸性氣體的方法。自氣流除去酸性氣體的所述方法包括以下步驟:將氣流提供到吸收器中；使在所述吸收器中的氣流與具有一定的溶劑:水比率的洗滌流體接觸；和自所述吸收器排出產物氣流。所述吸收器對於預定的第一組操作參數具有確定的去除率，所述第一組操作參數包括第一產物氣體溫度、第一貧洗滌流體溫度、洗滌流體再循環速率和貧洗滌流體溫度。所述產物氣流在具有大於零的產物氣體溫度升高的第二產物氣體溫度下排出。
[0015]另一方面，公開了操作用於自氣流除去酸性氣體的吸收塔的方法。操作用於自氣流除去酸性氣體的吸收塔的所述方法包括以下步驟:將氣流提供到吸收器；使在所述吸收器中的氣流與具有一定溶劑:水比率的洗滌流體接觸；和自所述吸收器排出產物氣流。所述吸收器對於預定的第一組操作參數具有確定的去除率，所述第一組操作參數包括第一產物氣體溫度、第一貧洗滌流體溫度、洗滌流體再循環速率和貧洗滌流體溫度。所述產物氣流在具有大於零的產物氣體溫度升高的第二產物氣體溫度下排出。
[0016]另一方面，公開了用於自氣流除去酸性氣體的設備。所述設備包括具有吸收塔的吸收器、用於將貧溶劑溶液引入所述吸收器中的第一進料管線。提供第二進料管線以將所述氣流弓I入所述吸收器中。提供第一溫度測量裝置以測量所述貧溶劑溶液在引入所述吸收器中時的溫度，且提供第二溫度測量裝置以測量鄰近所述貧溶劑溶液起初接觸所述氣流的位置的所述氣流的溫度。所述第一溫度測量裝置和所述第二溫度測量裝置與控制系統通信，所述控制系統監測所述貧溶劑溶液引入所述吸收器中時的溫度以及在所述貧溶劑溶液起初接觸所述氣流的位置處或所述位置附近所述氣流的溫度。本文使用的術語「在貧溶劑溶液接觸氣流的位置處」和/或「鄰近溶劑溶液最初接觸氣流處」是指在吸收器內貧溶劑溶液接觸或遇到氣流的位置或所述位置附近。例如，在鄰近貧溶劑溶液接觸氣流的位置處可包括氣流接觸貧溶劑溶液的準確點、在吸收器的中心在吸收器上、或在吸收器的一側上鄰近氣流接觸貧溶劑溶液的點的點，或在略低於氣流接觸貧溶劑溶液處的點或在該處附近的點。因為引入所述吸收器的氣流的氣體壓力可改變，所以所述氣流接觸所述貧溶劑溶液的準確點也可改變，且一系列溫度測量裝置可布置在所述吸收器中，所述控制系統通過分析所監測的溫度確定哪個溫度測量裝置處於所述貧溶劑溶液接觸所述氣流的位置。因此，根據包括但不限於吸收器尺寸和流體流速的系統的可變特徵，「鄰近」可指小至一英寸或和大到兩英尺。當使用多個溫度測量裝置時，在所述貧溶劑溶液接觸所述氣流的位置處的特定溫度測量裝置可通過監測所述溫度測量裝置的控制系統確定且在更詳細地解釋本發明時將顯而易見。
[0017]本發明的其他特點和優點將自結合舉例圖示本發明的原理的附圖給出的優選實施方案的以下更詳細的描述顯而易見。
[0018]附圖簡述
圖1為根據本發明的酸性氣體捕集系統的示意圖。
[0019]圖2為表示產物氣體溫度升高對再生能量的影響的圖。
[0020]圖3為表示產物氣體溫度升高對再生能量的影響的另一圖。
[0021]發明詳述
下文參照附圖描述根據本發明的用於酸性氣體去除的系統和方法的具體實施方案。
[0022]本發明涉及以產生處於比現有技術高的溫度下的產物氣流同時消耗比現有技術少的能量的方式自氣流(gaseous steam)除去酸性氣體的系統和方法。
[0023]圖1為根據本發明的酸性氣體捕集系統100的一個例示性實施方案的示意圖。在一個實施方案中，酸性氣體捕集系統100可為基於胺的酸性氣體捕集系統。在一個實施方案中，酸性氣體捕集系統100可為基於胺的CO2和/或硫化氫捕集系統。酸性氣體捕集系統100包括吸收塔或吸收器101。吸收器101構造成使欲淨化的氣流與溶劑溶液接觸。吸收器101可為逆流吸收器。在一個實施方案中，吸收器101為CO2吸收器。在一個實施方案中，該氣流為含有CO2的煙氣流。在一個實施方案中，該溶劑溶液為基於胺的溶液。吸收器101包括兩個吸收區域:上部區域102和底部區域103。在另一實施方案中，吸收器101可包括一個或多個吸收區域。所述吸收區域可包括氣/液接觸裝置，所述氣/液接觸裝置包括但不限於用於改善氣/液接觸的填充介質和/或塔板(未示出)。欲自其除去酸性氣體的氣流經進料氣體進料管線104進入吸收器101的底部區域103。在該單元的吸收區域中，使煙氣與溶劑溶液接觸。
[0024]貧溶劑溶液經貧溶劑溶液進料管線105進料到吸收器101的上部區域102。該貧溶劑在貧溶劑溫度IYs下進入吸收器101。該貧溶劑溫度可在貧溶劑進入吸收器101的點處或鄰近該點測量。該貧溶劑溫度可通過諸如探針的溫度測量裝置(未示出)測量，該溫度測量裝置提供貧溶劑溫度給控制系統201。在一個實施方案中，該貧溶劑溫度在處於或鄰近吸收器101的入口的管道或導管的中心處或鄰近該管道或導管的中心測量。該溫度測量裝置可通過有線和/或無線裝置將溫度數據傳輸到控制系統201。
[0025]控制系統201還測量產物氣體溫度。控制系統201監測貧溶劑溫度和產物氣體溫度。該產物氣體溫度為在貧溶劑溶液在吸收器101中最初分配之處產物氣體的溫度。在一個實施方案中，該產物氣體溫度可在頂部塔板或填充介質的頂部料位處通過鄰近貧溶劑溶液在吸收器101中最初分配的位置定位的合適溫度測量裝置(未示出)測量。在一個實施方案中，該產物氣體溫度為離開吸收器101或在處於或鄰近吸收器頂部102a的位置或地點處產物氣體的溫度。在一個實施方案中，該產物氣體溫度在吸收器塔頭部鄰近液體入口但不與液體噴霧或煙霧接觸地測量。如果在吸收區域之後使用水洗來進一步處理產物氣體，該產物溫度則為水洗之前產物氣體的溫度。換句話說，該產物氣體溫度反映在氣相中而不是在液相中離開吸收器的能量的量。
[0026]在吸收器101中，來自該氣流的酸性氣體化學吸收在該溶劑溶液中。貧酸性氣體的煙氣，即產物氣體，經產物氣體排出管線106自吸收單元101的上部區域102離開吸收器101。包含吸收的酸性氣體的溶劑溶液，稱為富洗滌溶液，經溶劑溶液排出管線107自底部區域103離開吸收器101。
[0027]離開吸收器101的富溶劑溶液經溶劑溶液排出管線107提供到再生器108。再生器108可為逆流再生器或其他再生器，其管理與在吸收器中的放熱吸收反應相關的熱。本發明引起吸收器中的吸收率改善，引起再生條件改善(富負載變高，再生溫度降低)，而與再生器類型或方案無關。在再生器108中，酸性氣體自溶劑溶液分離以產生在吸收單元101中再次使用的「貧」溶劑溶液。在被提供到再生器108之前可將該富溶劑溶液在閃蒸單元109和/或換熱單元110中冷卻。閃蒸氣體可經閃蒸氣體排出管線111自閃蒸單元109排出。
[0028]在再生器108中，該富溶劑溶液在低壓和高溫下汽提出酸性氣體。該溶劑溶液通過使該溶劑溶液循環穿過加熱環路112而加熱。加熱環路112包括換熱單元113。在換熱單元113中，該溶劑溶液通過與由加熱流體進料管線114提供的加熱流體熱交換而加熱。該加熱流體經加熱流體排出管線115自換熱器113排出。該加熱流體可由加熱單元116加熱。在一個實施方案中，該加熱流體為蒸汽且加熱單元116為鍋爐單元。
[0029]自該溶劑溶液脫附的酸性氣體經酸性氣體排出管線117自再生器108排出。貧溶劑溶液經貧溶劑溶液排出管線118自再生器108排出且返回到吸收單元101。該貧溶劑溶液可在換熱器110中與冷的富溶劑溶液熱交換。如本領域的技術人員可理解，酸性氣體捕集系統100消耗能量，且因此具有與由加熱單元116提供的加熱流體的加熱相關的成本。在一個實施方案中，加熱單元116採用來自現有發電站鍋爐容量的能量，這增加了操作成本。在另一實施方案中，加熱單元116採用來自專用鍋爐單元的能量，這增加了資金和操作成本。在又一實施方案中，該溶劑溶液可自天然氣的燃燒加熱，這增加了資金和操作成本。在一個實施方案中，與再生相關的能量成本可通過再沸器負荷測量。
[0030]在現有技術操作條件下，吸收器101在標準或推薦的操作參數下操作。預先確定所述標準或推薦的操作條件以建立處於平衡條件的連續操作，從而除去一定量的酸性氣體，這可稱為去除需求。該標準操作參數包括但不限於產物氣體溫度、溶劑溶液溫度、溶劑溶液:氣體質量流速比率、再沸器負荷、再生器壓力和產物氣體溫度升高。
[0031]如本發明中使用的產物氣體溫度升高或正氣體溫差定義為在鄰近溶劑溶液最初接觸氣流的位置處的產物氣體溫度與貧溶劑溶液溫度之差，其中該差值為正。該貧溶劑溶液溫度為在接觸產物氣流之前貧溶劑溶液的大致溫度。該貧溶劑溶液溫度可鄰近於最初與產物氣流接觸的點測量，或者可在遠離最初與產物氣流接觸的點的點處測量，條件是這兩個溫度大致相等。因此，在遠離最初與氣流接觸的位置的位置處測量貧溶劑溶液溫度應該解釋為是指在貧溶劑溶液最初與氣流接觸之前的任一點處測量貧溶劑的溫度，其中該貧溶劑沒有吸收該氣流的任何成分且其中該貧溶劑溶液的溫度等於最初與該氣流接觸時的溫度或在最初與該氣流接觸時的溫度的約rc內。在一個實施方案中，大致相等是指小於或等於約rc。通常，該產物氣體溫度可與該貧溶劑溶液溫度大約相同或大致相等。該產物氣體溫度和該貧溶劑溶液溫度可大致相等或彼此非常接近，彼此相差I攝氏度或更低。應當理解的是該溫差在現有技術中基本沒有調節，且任何正或負的溫差都是在引入氣流的氣體溫度與貧溶劑溶液的溫度之間無規溫度波動的結果。
[0032]在現有技術中，常規操作將引起在氣相與溶劑溶液之間的準熱平衡。該氣相因此在大致溶劑溶液溫度下離開吸收器。相比之下，已經意外地發現再生能量可通過在正產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少，即該溫度大於零。在另一實施方案中，本發明人發現再生能量可通過在大於約5°C的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。在另一實施方案中，本發明人意外地發現再生能量可通過在大於約10°c的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。在另一實施方案中，本發明人意外地發現再生能量可通過在大於約15°c的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。在又一實施方案中，本發明人意外地發現再生能量可通過在大於約20°c的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。在又一實施方案中，本發明人意外地發現再生能量可通過在大於約25°C的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。在又一實施方案中，本發明人意外地發現再生能量可通過在大於約30°C的產物氣體溫度升高下操作吸收器101而減少。大於零的產物氣體溫度增加量將取決於特定溶劑的性質。升溫範圍的最高數值將由超出耗盡特定溶劑吸收酸性氣體的特徵容量的點確定。
[0033]為了實現升高的產物氣體溫度，在該吸收器內提供熱源。可提供熱量以由於隨著酸性氣體吸收到液相中而釋放的熱量而升高產物氣體溫度。熱量隨著酸性氣體凝結到液相中而釋放。另外的熱量隨著酸性氣體在液相中混合併反應而釋放。因為熱量釋放到液相中，該液相的溫度將增加。如果上升的蒸氣比下降的液體冷，則該熱量的一部分將遷移到氣相，導致氣相溫度增加，由此增加上部區域102中且特別是鄰近吸收器頂部102a的氣相溫度。
[0034]該產物氣體溫度升高可通過控制吸收器塔操作條件和/或溶劑化學品以增加吸收和反應的量來實現，其靠近吸收器頂部102a出現。繼而，頂部區域液相溫度增加，由此產物氣體溫度也增加。控制系統201接收鄰近在吸收器101內貧溶劑溶液與產物氣流的最初接觸點的貧溶劑溶液和產物氣流溫度數據，且響應這些數據調節包括貧溶劑溶液溫度、溶劑溶液再循環速率和溶劑:水比率的一個或多個操作參數。該一個或多個操作參數可通過控制系統201自動調節或可響應提供到控制系統201的溫度測量結果手動調節。例如，溶劑再循環速率可通過循環泵控制，該循環泵繼而受控制系統調整。
[0035]在一個實施方案中，溶劑溶液的載熱能力增加。如果溶劑溶液具有相對較低的熱容量，則其對於相同的釋放熱量將經歷較大的溫升。在第一實施方案中，這可通過控制溶劑溶液成分比例來實現。在一個實施方案中，這可通過控制溶劑:水(溶劑/水)比例或比率來實現。在另一實施方案中，這可通過控制胺/水比率來實現。例如，大多數胺具有比水低的熱容量，因此對於一定的釋放熱量，增加胺/水比率將提高該溫度增加。因此，貧溶劑溶液的溫度可通過控制系統201而改變，控制系統201調整改進溶劑:水比率的計量系統，由此控制該比率以實現所要的熱容量且因此實現所要的溫度。[0036]在一個實施方案中，該產物氣體溫度升高可通過提供具有約15-70重量％(wt%)胺/餘量水的胺/水比例的溶劑溶液來實現。對於該實施例且對於本發明的全文中的wt%是基於無氣體基質。在另一實施方案中，提供具有約10-40wt%的單乙醇胺/水比例的溶劑溶液。在又一實施方案中，提供具有約30-60wt%的甲基二乙醇胺/水比例的溶劑溶液。在一個實施例中，在設計成在約20wt%的單乙醇胺/水比例下操作的吸收系統中，產物氣體溫度升高可通過增加至高於20wt%，增加至約30wt%來實現。
[0037]在第二實施方案中，對於給定的氣體速率，該產物氣體溫度升高可通過降低溶劑溶液的循環速率來實現。當對於給定的氣體速率降低該循環速率時，且如果釋放的熱量保持大致恆定，則液相溫度將增加。在一個實施例中，在設計成在約1000加侖/分鐘(gpm)的再循環速率下操作的吸收系統中，減小該再循環速率，同時維持大約相同的酸性氣體去除量，因此在酸性氣體中釋放大約相同的熱量，而提供較少液體來捕集相同的熱量，較少的液相可用以捕集相同的酸性氣體量，引起溶劑溶液溫度增加。例如，該再循環速率可自約IOOOgpm 減小到約 900gpm。
[0038]在第三實施方案中，該產物氣體溫度升高可通過使貧溶劑溶液溫度增加到超過推薦的標準操作溫度來實現。在一個實施方案中，該產物氣體溫度升高可通過增加基於胺的貧洗滌流體溫度來實現。通過增加該貧洗滌流體溫度，在吸收器上部的液相溫度增加，其使離開吸收器101的產物氣體的溫度增加。在一個實施方案中，使貧洗滌流體溫度自約49°C增加到約52°C，使得在整個吸收器101中的液相溫度增加約9°C。
[0039]在根據本發明的一個實施例中，操作實驗成套設備(pilot plant)且使用約30被％單乙醇胺(MEA)、餘量為水的洗滌流體自常壓合成煙氣除去二氧化碳。在現有設備和儀器的局限之下，所有操作使用相同的進料氣體流速、壓力、胺濃度、貧胺溫度和二氧化碳濃度。對於特定的溶劑流速，調節再生能量以實現三種程度的二氧化碳回收率(90%、74%和64%)之一。實驗的結果匯總於圖2中。
[0040]如在圖2中可見，如通過以千兆焦(GJ)/公噸(噸)回收的二氧化碳計的再沸器負荷所測量，在大於零的產物氣體溫度升高下操作吸收器減少了能量需求。例如，可以看出，對於74%的去除率，產物氣體溫度自約_2°C增加到約7°C引起減少約0.1千兆焦/噸。在另一實施例中，可以看出，對於64%的去除率，產物氣體溫度自約-11:增加到約16°C引起減少約0.5千兆焦/噸。
[0041]在根據本發明的公開內容的另一實施例中，進行設計成使用水性甲基二乙醇胺哌嗪共混物自煤炭產生的煙氣回收90% 二氧化碳的工業規模常規胺單元的模擬。如在先前的實施例中，進料氣體條件、胺濃度和貧胺溫度保持恆定。另外，冷端交換器(cold sideexchanger)方案保持恆定。調節再沸器負荷以對於特定的胺循環速率實現90%的二氧化碳回收率。計算限於90%的二氧化碳回收率。該模擬的結果呈現在圖3中。
[0042]如在圖3中可見，如通過以千兆焦/噸回收的二氧化碳計的再沸器負荷所測量，在大於零的產物氣體溫度升高下操作吸收器減少了能量需求。例如，可以看出產物氣體溫度自約4°C增加到約24°C，引起減少約0.6千兆焦/噸。因此，如通過先前的兩個實施例可以看出，在高產物氣體溫度升高下操作吸收器減少了回收每噸二氧化碳的能量需求。
[0043]如在圖3中可見，在非常高的產物氣體溫度升高下的操作最後引起再生能量需求急劇增加。在該實施例中，該再生能量的急劇增加由水性胺溶劑對於二氧化碳的有限容量引起，如在圖3的右側由位於26°C下的橫坐標和約6.4千兆焦/噸下的縱坐標上的數據點指出。
[0044]雖然已經參考許多例示性實施方案描述了本發明，但本領域的技術人員應當理解的是在不偏離本發明的範圍的情況下可進行多種改變且可用等效物替代其要素。另外，可在不脫離本發明的必要範圍的情況下進行許多修改以使特定情形或材料適應本發明的教導。因此，並非想要將本發明限制於公開為預期用於實施本發明的最佳模式的特定實施方案，而本發明將包括屬於附加權利要求書範圍內的所有實施方案。
【權利要求】
1.自氣流除去酸性氣體的方法，其包括以下步驟: 提供吸收器； 將氣流提供到所述吸收器； 將溶劑溶液提供到所述吸收器； 在所述吸收器中使所述氣流與所述溶劑溶液接觸； 在鄰近所述溶劑溶液最初接觸所述氣流的位置處測量產物氣體溫度； 在鄰近所述貧溶劑溶液最初接觸所述氣流的位置處測量貧溶劑溶液溫度； 任選測量由溶劑溶液再循環速率和溶劑:水比率組成的第一組操作參數中的至少一個； 調節所述貧溶劑溶液溫度和所述第一組操作參數之一中的至少一個以使得產物氣體溫度升高大於零，其中所述產物氣體溫度升高是所述產物氣體溫度與所述貧溶劑溶液溫度之差；和 自所述吸收器排出產物氣流。
2.權利要求1的方法，其中所述產物氣體溫度升高大於約5°C。
3.權利要求1的方法，其中調節所述溶劑:水比率以提供大於零的所述產物氣體溫度升高。`
4.權利要求1的方法，其中調節所述溶劑溶液循環速率以提供大於零的所述產物氣體溫度升高。
5.權利要求4的方法，其中所述產物氣體溫度升高通過減小所述溶劑溶液循環速率而增加。
6.權利要求1的方法，其中所述產物氣體溫度升高通過增加所述貧溶劑溶液溫度而增加。
7.權利要求1的方法，其中所述產物氣體包括CO2貧化煙氣。
8.權利要求1的方法，其中所述溶劑溶液為水性基於胺的溶液。
9.操作吸收塔的方法，其包括以下步驟: 提供吸收塔； 將包含CO2的氣流提供到所述吸收塔； 將水性基於胺的溶劑溶液提供到所述吸收塔； 在所述吸收塔中使所述氣流與所述基於胺的溶劑溶液接觸，其中來自所述氣流的CO2吸收到所述水性基於胺的溶劑溶液中； 在鄰近所述基於胺的溶劑溶液最初接觸所述氣流的位置處測量產物氣體溫度； 測量第一組操作參數中的一個或多個，所述第一組操作參數由在遠離所述貧溶劑溶液最初接觸所述氣流的位置的位置處測量的貧溶劑溶液溫度、溶劑溶液再循環速率和溶劑:水比率組成； 調節所述第一組操作參數中的至少一個以使得產物氣體溫度升高大於零，其中所述產物氣體溫度升高是所述產物氣體溫度與所述貧溶劑溶液溫度之差；和 自所述吸收器排出產物氣流，其中，與所提供的氣流相比較，自所述吸收器排出的產物氣流貧CO2氣體。
10.權利要求9的方法，其中產物氣體溫度升高大於約5°C。
11.權利要求9的方法，其中所述產物氣體溫度升高通過所述溶劑:水比率維持大於零。
12.權利要求9的方法，其中減小所述溶劑溶液再循環速率使所述產物氣體溫度升高增加。
13.權利要求9的方法，其中增加所述貧溶劑溶液溫度使所述產物氣體溫度升高增加。
14.使用貧溶劑溶液自氣流除去酸性氣體的設備，其包括: 吸收器； 用於將所述貧溶劑溶液引入所述吸收器的第一進料管線； 用於測量引入所述吸收器中的所述貧溶劑溶液的溫度的第一溫度測量裝置； 用於將所述氣流引入所述吸收器的第二進料管線； 用於測量鄰近所述貧溶劑溶液起初接觸所述氣流的位置的所述氣流的溫度的第二溫度測量裝置； 監測鄰近所述貧溶劑溶液起初接觸所述氣流的位置的所述貧溶劑溶液和所述氣流的溫度以確定產物氣體溫度的控制系統，所述控制系統維持所述產物氣體溫度升高大於零，其中所述產物氣體溫度升高是所述產物氣體溫度與所述貧溶劑溶液溫度之差。
15.權利要求14的設 備，其還包括: 響應所測量的貧溶劑溶液和氣流溫度調節所述貧溶劑溶液溫度、溶劑溶液再循環速率和溶劑:水比率中的一個或多個以使得產物氣體溫度升高大於零的裝置。
16.權利要求15的設備,其中所述產物氣體溫度升高大於5°C。
17.權利要求15的設備，其中所述調節裝置包括貧溶劑溶液溫度控制裝置。
18.權利要求15的設備，其中所述調節裝置包括溶劑溶液再循環速率控制裝置。
19.權利要求15的設備，其中所述調節裝置包括溶劑:水比率控制。
20.權利要求14的設備，其還包括用於自所述吸收器接收富溶劑溶液的再生器。
【文檔編號】B01D53/34GK103608087SQ201180069804
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2011年9月16日 優先權日:2011年2月2日
【發明者】F.維特斯, C.N.舒伯特 申請人:阿爾斯通技術有限公司, 陶氏環球技術有限責任公司