專利名稱：再生二氧化碳吸收劑的方法
再生二氧化碳吸收劑的方法相關(guān)申請的交叉引用本申請依據(jù)35U.S.CS 119(a)要求于2008年6月10日提交的韓國 專利申請第10-2008-0054098號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此引入以供參 考。技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及再生二氧化碳吸收劑的方法。
技術(shù)背景已知二氧化碳(co2)導(dǎo)致全球變暖，己經(jīng)產(chǎn)生有許多方法來減少從各種人為來源排放的二氧化碳的量，上述人為來源包括化石燃料燃 燒過程、工業(yè)生產(chǎn)過程和天然氣處理。減少C02排放的方法總體上分為減少能量消耗、采集(capture) 和儲存CCb、以及使用替代能量。其中，C02采集和儲存法已經(jīng)被廣泛 研究，因為其對工業(yè)活動的影響較小，并且通過該方法采集的二氧化 碳可被再利用。可通過各種途徑采集co2，上述途徑包括吸收法、吸附法或膜分 離法?；谖辗ǖ牟杉椒ū徽J(rèn)為優(yōu)于其他方法，因為其可以處理 大體積的廢氣，即使在低C02濃度下(從各種來源排放的燃燒廢氣中 其含量范圍為8-15%)也具有很高的清除效率。圖1是顯示通過吸收法再生二氧化碳吸收劑的常規(guī)裝置的示意圖。 如圖1所示，含有二氧化碳的廢氣在反應(yīng)塔(稱為吸收塔1)處在 大約50。C的溫度范圍內(nèi)與吸收劑接觸，使得廢氣中的二氧化碳被吸收 在吸收劑中。接下來，其中已經(jīng)吸收二氧化碳的吸收劑在反應(yīng)塔(稱 為反應(yīng)塔2)處在大約12(TC的溫度范圍內(nèi)被加熱，以從該吸收劑中分 離出二氧化碳。然后，分離出的二氧化碳被排放到再生塔2的頂部， 并且再生吸收劑。與分離出的二氧化碳一起排放的蒸發(fā)的吸收劑在冷 卻器3中冷卻，在分離鼓4中分離，并回流至再生塔2。氣態(tài)二氧化碳通過壓縮機(jī)壓縮，并以高壓儲存在儲罐5中。但該方法的問題在于，在從吸收劑中分離出C02以再生吸收劑的再生過程中，需要很高的能量消耗。因此，需要一種更有效、使用能量較少的再生吸收劑的新方法。 在此背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景技術(shù)的理解，并因此其可以包含不形成本國家的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。發(fā)明內(nèi)容在一方面，本發(fā)明提供一種再生二氧化碳吸收劑的方法，其包括 將二氧化碳與吸收塔中提供的二氧化碳吸收劑接觸，使得二氧化碳吸 收劑吸收二氧化碳；將吸收塔中已經(jīng)吸收二氧化碳的二氧化碳吸收劑 導(dǎo)入至多級再生塔中；將再生塔中導(dǎo)入的二氧化碳吸收劑加熱，以將 二氧化碳與二氧化碳吸收劑分離，并將分離出的二氧化碳吸收劑通過 再生塔的第一預(yù)定級排出，并將分離出的二氧化碳通過再生塔的第二 預(yù)定級排出，從而再生二氧化碳吸收劑；將分離出的二氧化碳導(dǎo)入至 冷卻器；和將冷卻過的二氧化碳導(dǎo)入至用于壓縮冷卻過的二氧化碳的 壓縮機(jī)，以便儲存在儲罐中，其中在將二氧化碳吸收劑導(dǎo)入至所述再 生塔之前，冷卻過的二氧化碳在壓縮機(jī)中被壓縮時產(chǎn)生的熱能用于對 二氧化碳吸收劑進(jìn)行預(yù)熱。下面討論本發(fā)明的上述和其它特征。


現(xiàn)在將參考本發(fā)明的某些示例性實(shí)施方案來詳細(xì)地說明本發(fā)明的 上述和其它特征，其在所附附圖中加以圖示，下文給出的這些實(shí)施方 案僅僅用于說明，因此不是對本發(fā)明的限制，其中圖1是顯示用于再生二氧化碳吸收劑的常規(guī)裝置的示意圖；和圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的用于再生二氧化碳吸收劑 的裝置的示意圖。附圖所示的附圖標(biāo)記包括對下文進(jìn)一步討論的下列元件的參考10:儲器 ll:(二氧化碳)壓縮機(jī)12:高壓吸收劑流量控制罐 13:第一熱交換器 14:第二熱交換器15:再生塔 16:冷卻器17:吸收劑加熱器 18:分離鼓20:儲罐應(yīng)當(dāng)理解到，所附的附圖并非必然是按比例的，其說明了本發(fā)明 基本原理的各種優(yōu)選特征的一定程度上簡化的代表。本文公開的本發(fā) 明的具體設(shè)計特征，包括，例如，具體大小、方向、位置和形狀將部 分取決于具體的既定用途和使用環(huán)境。在圖中，在附圖的幾張圖中附圖標(biāo)記指本發(fā)明的相同或等價部件。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)地參照本發(fā)明的各個實(shí)施方式，其實(shí)施例圖示在附圖 中，并在下文加以說明。盡管本發(fā)明將結(jié)合示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述， 但應(yīng)當(dāng)理解，本說明書無意于將本發(fā)明局限于這些示例性實(shí)施方式。 相反，本發(fā)明不僅要涵蓋這些示例性實(shí)施方案，還要涵蓋各種替換方 式、變化方式、等同方式和其它實(shí)施方式，其均可以包括在所附權(quán)利 要求限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的再生二氧化碳吸收劑的方法可以通過 如下方式降低再生二氧化碳的成本使用在壓縮二氧化碳以儲存回收 二氧化碳的過程中產(chǎn)生的熱對用于吸收二氧化碳的吸收劑進(jìn)行預(yù)熱。 優(yōu)選地，當(dāng)在再生塔的分離鼓中冷凝的吸收劑回流至再生塔時，可以 使用廢熱進(jìn)一步對吸收劑進(jìn)行預(yù)熱，從而提高再生塔頂部的熱效率。詳細(xì)地，二氧化碳與吸收塔中提供的二氧化碳吸收劑接觸。在吸 收塔中，二氧化碳吸收劑吸收二氧化碳。然后在吸收塔中已經(jīng)吸收二 氧化碳的二氧化碳吸收劑被導(dǎo)入至多級再生塔中。在再生塔中，對導(dǎo) 入的二氧化碳吸收劑進(jìn)行加熱，以從二氧化碳吸收劑中分離出二氧化 碳。分離出的二氧化碳吸收劑通過再生塔的第一預(yù)定級排出，分離出 的二氧化碳通過再生塔的第二預(yù)定級排出，從而再生二氧化碳吸收劑。分離出的二氧化碳被導(dǎo)入至冷卻器中，其在冷卻器中被冷卻。冷卻過 的二氧化碳被導(dǎo)入至壓縮機(jī)中，在壓縮機(jī)中其被壓縮，以便儲存在儲罐中。在二氧化碳吸收劑被導(dǎo)入至再生塔之前，冷卻過的二氧化碳在 壓縮機(jī)中被壓縮時生成的熱能被用來對二氧化碳吸收劑進(jìn)行預(yù)熱。在吸收塔中已經(jīng)吸收二氧化碳的二氧化碳吸收劑在被導(dǎo)入至再生 塔之前，適當(dāng)?shù)貎Υ嬖趦ζ髦?。儲存在儲器中的二氧化碳吸收劑被適 當(dāng)?shù)剌斔椭疗渲性O(shè)置有熱交換器的壓縮機(jī)，二氧化碳吸附劑在被導(dǎo)入 再生塔之前通過該熱交換器被預(yù)熱。預(yù)熱過的二氧化碳吸收劑在被導(dǎo) 入至再生塔之前被適當(dāng)?shù)貎Υ嬖谖談┝髁靠刂乒拗?。儲存在儲器?的二氧化碳吸收劑被適當(dāng)?shù)剌斔椭恋谝粺峤粨Q器，在此其與在再生塔中被加熱、并從再生塔中排出的二氧化碳吸收劑進(jìn)行熱交換，然后被 導(dǎo)入至再生塔中。一部分二氧化碳吸收劑可以被蒸發(fā)，并通過再生塔的第二預(yù)定級與分離出的二氧化碳一起排出。通過再生塔的第二預(yù)定級排出的蒸發(fā) 的二氧化碳吸收劑和分離出的二氧化碳在冷卻器中被冷卻之后，被適當(dāng)?shù)剌斔椭练蛛x鼓，蒸發(fā)的二氧化碳吸收劑在該分離鼓中被冷凝。冷 凝的二氧化碳吸收劑被適當(dāng)?shù)剌斔椭恋诙峤粨Q器，在此其與從第一 熱交換器排出的二氧化碳吸收劑進(jìn)行熱交換，然后被導(dǎo)入到再生塔的 第三預(yù)定級中。從第一熱交換器排出的二氧化碳吸收劑在與第二熱交 換器中冷凝的二氧化碳吸收劑熱交換之后，適當(dāng)?shù)剌斔椭廖账?。在上述?shí)施方案中，再生塔的第一、第二和第三級可以設(shè)計成相 同或不同。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的用于再生二氧化碳吸收劑的裝置和方法將參照圖2進(jìn)行說明。在吸收塔中提供的吸收劑在大氣壓下與含有二氧化碳的廢氣接 觸，以吸收二氧化碳。已經(jīng)吸收二氧化碳的吸收劑儲存在儲器10 (例 如，在大約5(TC的溫度下)中，并輸送至二氧化碳壓縮機(jī)ll。由此，使用安裝在二氧化碳壓縮機(jī)ll中的熱交換器，輸送的吸收 劑吸收(交換)在二氧化碳壓縮機(jī)ll中壓縮二氧化碳時產(chǎn)生的熱能。 對其進(jìn)行加熱(例如，至大約9(TC)，然后輸送至高壓吸收劑流量控制*輸送至吸收劑流量控制罐12的吸收劑儲存以預(yù)定的時間段，以控 制吸收劑流量，并流入第一熱交換器13，以與從再生塔15的底級排出的吸收劑進(jìn)行熱交換。吸收劑加熱器17設(shè)置在再生塔的底級中或其附 近。從再生塔15的底級排出的吸收劑在導(dǎo)入至第一熱交換器13之前， 被吸收劑加熱器17加熱(例如，至大約IO(TC的溫度)。因此，輸送至 吸收劑流量控制罐12的吸收劑在導(dǎo)入至再生塔15的頂級中之前，通 過該熱交換被加熱(例如，至大約97。C的溫度)。導(dǎo)入至再生塔15的頂部中的吸收劑在通過再生塔15中的填料時 被進(jìn)一步加熱，二氧化碳得到分離，并從再生塔15的頂級排出。此時， 一部分吸收劑被蒸發(fā)。蒸發(fā)的吸收劑和二氧化碳從再生塔15的頂級排 出，并被轉(zhuǎn)移至冷卻器16，在此它們被冷卻(例如，至大約60°C)。 然后，冷卻過的蒸發(fā)吸收劑和二氧化碳被轉(zhuǎn)移至分離鼓18。吸收劑在分離鼓18中冷凝。然后，冷凝的吸收劑被轉(zhuǎn)移至第二熱 交換器14，在此其與從第一熱交換器13輸送的吸收劑(例如，在大約 92'C下)進(jìn)行熱交換。冷凝的吸收劑通過該熱交換被加熱(例如，至 大約82'C)，并回流至再生塔15的頂級。另一方面，從第一熱交換器 13輸送的吸收劑被輸送至吸收塔。從分離鼓排出的二氧化碳被二氧化碳壓縮機(jī)11壓縮成高壓，然后 儲存在儲罐20中。盡管在圖2中二氧化碳壓縮機(jī)11在四級中形成， 但壓縮機(jī)的種類、數(shù)目的設(shè)計不受限制，只要其可以回收在壓縮二氧 化碳的過程中產(chǎn)生的熱即可。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的再生二氧化碳吸收劑的方法利用在壓縮 從用過的吸收劑中分離出的二氧化碳的過程中以及在再生吸收劑的過 程中產(chǎn)生的熱，用于對吸收劑進(jìn)行預(yù)熱，因此有效地降低了再生吸收 劑的成本。此外，隨著熱效率的提高，可以降低再生塔和鍋爐的容量， 從而降低設(shè)備投資成本。本發(fā)明參考其優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明。然而，本領(lǐng)域技術(shù) 人員能夠理解，可以在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下對這些實(shí) 施方式進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其等同方式限定。
權(quán)利要求
1.一種再生二氧化碳吸收劑的方法，其包括將二氧化碳與吸收塔中提供的二氧化碳吸收劑接觸，使得所述二氧化碳吸收劑吸收二氧化碳；將所述吸收塔中已經(jīng)吸收二氧化碳的二氧化碳吸收劑導(dǎo)入至多級再生塔中；將所述再生塔中導(dǎo)入的二氧化碳吸收劑加熱，以將二氧化碳與所述二氧化碳吸收劑分離，并將分離出的二氧化碳吸收劑通過所述再生塔的第一預(yù)定級排出，并將分離出的二氧化碳通過所述再生塔的第二預(yù)定級排出，從而再生所述的二氧化碳吸收劑；將分離出的二氧化碳導(dǎo)入至冷卻器；和將冷卻過的二氧化碳導(dǎo)入至用于壓縮冷卻過的二氧化碳的壓縮機(jī)，以便儲存在儲罐中，其中在將所述二氧化碳吸收劑導(dǎo)入至所述再生塔之前，所述冷卻過的二氧化碳在所述壓縮機(jī)中被壓縮時產(chǎn)生的熱能用于對所述二氧化碳吸收劑進(jìn)行預(yù)熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述吸收塔中已經(jīng)吸收二 氧化碳的所述二氧化碳吸收劑，在導(dǎo)入至所述再生塔之前儲存在儲器 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中儲存在所述儲器中的二氧化 碳吸收劑被輸送至其中設(shè)置有熱交換器的所述壓縮機(jī)，所述二氧化碳 吸收劑在導(dǎo)入至所述再生塔之前被所述熱交換器預(yù)熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中預(yù)熱過的二氧化碳吸收劑在 導(dǎo)入至所述再生塔之前儲存在吸收劑流量控制罐中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中儲存在所述儲器中的二氧化 碳吸收劑被輸送至第一熱交換器，其中所述二氧化碳吸收劑與在所述再生塔中加熱并從所述再生塔中排出的二氧化碳吸收劑進(jìn)行熱交換， 然后導(dǎo)入所述再生塔中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述二氧化碳吸收劑的一部 分被蒸發(fā)，并通過所述再生塔的所述第二預(yù)定級與分離出的二氧化碳 一起被排出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過所述再生塔的所述第二 預(yù)定級排出的所述蒸發(fā)的二氧化碳吸收劑和所述分離出的二氧化碳在 冷卻器中被冷卻之后，輸送至分離鼓，所述蒸發(fā)的二氧化碳吸收劑在 所述分離鼓中被冷凝。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中冷凝的二氧化碳吸收劑被輸 送至第二熱交換器，其中所述冷凝的二氧化碳吸收劑與從所述第一熱 交換器排出的二氧化碳吸收劑進(jìn)行熱交換，然后導(dǎo)入至所述再生塔的 第三預(yù)定級中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中從所述第一熱交換器排出的 二氧化碳吸收劑在所述第二熱交換器中與冷凝的二氧化碳吸收劑進(jìn)行 熱交換之后，被輸送至所述吸收塔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種再生二氧化碳吸收劑的方法，該吸收劑吸收從各種人為來源排放的二氧化碳，所述人為來源包括化石燃料燃燒過程、工業(yè)生產(chǎn)過程和天然氣處理。在該方法中，在已使用的吸收劑被輸送至再生塔之前，使用在壓縮機(jī)中壓縮分離二氧化碳的過程中產(chǎn)生的熱預(yù)先加熱吸收劑，并且預(yù)熱的吸收劑被輸送至吸收劑流量控制罐中，由此提高了能量效率。
文檔編號C01B31/20GK101601956SQ20081016838
公開日2009年12月16日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者鄭圣燁 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社