專利名稱：二氧化碳回收設(shè)備和二氧化碳回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化碳回收設(shè)備和二氧化碳回收方法?，F(xiàn)有技術(shù)近來(lái)，作為應(yīng)對(duì)全球范圍的全球變暖問(wèn)題的有效對(duì)策，對(duì)于回收二氧化碳，二氧化碳回收儲(chǔ)存技術(shù)受到關(guān)注。特別是已研究了以熱能發(fā)電站、過(guò)程廢氣為對(duì)象，利用水溶液回收二氧化碳的方法。例如在日本特開2009-214089中已公開了這樣的二氧化碳回收設(shè)備。該二氧化碳回收設(shè)備包括通過(guò)將含二氧化碳的氣體吸收入吸收液而產(chǎn)生富液的吸收塔；釋放塔，其通過(guò)加熱從吸收塔排出的富液以釋放并將二氧化碳與蒸汽一起分離而產(chǎn)生貧液，并將貧液返回吸收塔；從釋放塔供應(yīng)至吸收塔的貧液通過(guò)的第一熱交換器、在釋放塔處分離的含有二氧化碳的蒸汽通過(guò)的第二熱交換器、和將從吸收塔排出的富液分流至第一和第二熱交換器的分流裝置。在此，在與貧液和含有二氧化碳的蒸汽分別進(jìn)行熱交換后，將引至第一和第二熱交換器的富液供應(yīng)至釋放塔。在以上相關(guān)技術(shù)中的二氧化碳回收設(shè)備中，在利用分流的富液的第二熱交換器處可回收在釋放塔處分離的含有二氧化碳的蒸汽中所包括的熱能。但是，由于流量的減少，通過(guò)第一熱交換器的富液的溫度易上升。由此，由于對(duì)高溫側(cè)流體的貧液的溫差變小，產(chǎn)生來(lái)自于該處的貧液的熱能回收量相對(duì)于不分流的情況下降的問(wèn)題。在采取措施如增大熱轉(zhuǎn)換面積以減少二氧化碳回收設(shè)備的蒸汽消耗而增強(qiáng)第一熱交換器的性能的情況中，該趨勢(shì)變得更明顯。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了能夠用富液從貧液和含有二氧化碳的蒸汽進(jìn)行有效的熱回收的二氧化碳回收設(shè)備和二氧化碳回收方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了二氧化碳回收設(shè)備，其包括吸收塔，當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)，其產(chǎn)生并排出吸收了二氧化碳的富液；二氧化碳釋放裝置，其通過(guò)加熱從所述吸收塔排出的富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液；和再生塔，其通過(guò)加熱從所述二氧化碳釋放裝置排出的半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放和分離，而產(chǎn)生貧液，并將所述貧液返回所述吸收塔中。此外，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了二氧化碳回收方法，其包括當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體并使所述氣體與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)產(chǎn)生并排出吸收了二氧化碳的富液；通過(guò)加熱所述富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，排出半貧液；并通過(guò)加熱所述半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放并分離，而產(chǎn)生貧液。根據(jù)本發(fā)明的二氧化碳回收設(shè)備和二氧化碳回收方法，可以用富液從貧液和含二氧化碳的蒸汽進(jìn)行有效的熱回收。


圖1的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備1的結(jié)構(gòu)；圖2的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備2的結(jié)構(gòu)；圖3的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備2的改進(jìn)實(shí)例；圖4的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備3的結(jié)構(gòu)；圖5的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備4的結(jié)構(gòu)；圖6的配置圖顯示顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備5的結(jié)構(gòu)；圖7的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備6的結(jié)構(gòu)的配置圖；圖8的配置圖顯示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備7的結(jié)構(gòu)；
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的第一至第七實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備和二氧化碳回收方法。(第一實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備，參照顯示其結(jié)構(gòu)的圖
Io根據(jù)第一實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備1設(shè)置有吸收塔101、二氧化碳釋放裝置 103、104、氣液分離器132、冷卻器105、106、再生塔102A和再沸塔108作為主要結(jié)構(gòu)部件。此外，二氧化碳回收設(shè)備1設(shè)置有泵201、202、203、分流裝置107和合流裝置109。在吸收塔101中，當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體111，并將其與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)產(chǎn)生吸收了二氧化碳的富液301。設(shè)置例如由逆流型氣液接觸裝置構(gòu)成的吸收塔101的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行由下部供應(yīng)的含有二氧化碳的氣體111與從上部流下的貧液319之間的氣液接觸。沒有特別限制，向吸收塔101供應(yīng)的含有二氧化碳的氣體111可以是例如燃燒尾氣、過(guò)程尾氣等，并且可在按需受冷卻處理后引入。此外，沒有特別限制，吸收液可采用胺系列水溶液，如單乙醇胺(MEA)和二乙醇胺 (DEA)。從吸收塔101的上部排出已去除二氧化碳的二氧化碳去除后的氣體112。通過(guò)泵201向分流裝置107供應(yīng)從吸收塔101排出的富液301，并以所需的流量比 (flow ratio)分流為富液 302、303。分別在二氧化碳釋放裝置103、104處加熱富液302、303，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放，并排出作為二氧化碳部分去除的氣液兩相的半貧液320、306。在此，從再生塔102A向吸收塔101供應(yīng)的貧液316通過(guò)作為第1 二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置103。如下所述，在再生塔102A處分離的含有二氧化碳的蒸汽310通過(guò)作為第2 二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置104。由此，由于與貧液316和含有二氧化碳的蒸汽310的熱交換，分別向二氧化碳釋放
4CN 102527191 A裝置103、104供應(yīng)的富液302、303受到加熱，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放。排出含有二氧化碳的蒸汽311(其部分水蒸氣在二氧化碳釋放裝置104處冷凝)， 并將含有二氧化碳的蒸汽311供應(yīng)至冷卻器105，并在通過(guò)從外部供應(yīng)的冷卻劑如冷水冷卻之后將含有二氧化碳的蒸汽311排出至氣液分離器132，然后，從氣液分離器132排出，分離成二氧化碳315和冷凝水314。釋放了部分二氧化碳的半貧液320、306分別通過(guò)泵202、203在合流裝置109處合
流，并然后供應(yīng)至再生塔102A。包括填充層10 的再生塔102A加熱所述半貧液309。由此，分離出大部分二氧化碳，并與蒸汽一起釋放，并且從再生塔102A的上部排出作為含二氧化碳的蒸汽310。將去除了大部分二氧化碳的貧液316返回吸收塔101。再生塔102A例如是逆流型氣液接觸裝置。在此，通過(guò)使用作為外部供熱的高溫蒸汽進(jìn)行熱交換而在再沸塔108處加熱儲(chǔ)液。冷卻器106設(shè)置在二氧化碳釋放裝置103和吸收塔101之間，貧液316通過(guò)這條線路從再生塔102A供應(yīng)至吸收塔101。通過(guò)從外部供應(yīng)的冷卻劑如冷水冷卻貧液318，然后將其作為貧液319返回吸收塔101。根據(jù)具有以上構(gòu)造的第一實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備1，可得到以下操作和效^ ο首先，在吸收塔101處進(jìn)行二氧化碳的吸收過(guò)程，其中當(dāng)含有二氧化碳的氣體111 被吸收入吸收液中時(shí)，產(chǎn)生富液301。將從吸收塔101排出的富液301分流并分別在二氧化碳釋放裝置103、104處釋放部分二氧化碳，作為氣液兩相的半貧液320、306供應(yīng)至再生塔102A。隨后，當(dāng)通過(guò)再沸塔108加熱含有二氧化碳的蒸汽131時(shí)，進(jìn)行循環(huán)供應(yīng)，然后釋放殘余的含有二氧化碳的蒸汽。從再生塔102A的上部排出含有二氧化碳的蒸汽作為含有二氧化碳的蒸汽310，同時(shí)將貧液316返回至吸收塔101。在該方式下，進(jìn)行用于能量再利用的再生過(guò)程(rejuvenating process)，直至吸收了二氧化碳的富液301變?yōu)樨氁?16。在所述再生過(guò)程中，從再生塔102A排出的貧液316通過(guò)二氧化碳釋放裝置103和冷卻器106，供應(yīng)至吸收塔101。同時(shí)，在再生塔102A處分離的含有二氧化碳的蒸汽310通過(guò)二氧化碳釋放裝置104和冷卻器105，供應(yīng)至氣液分離器132。從吸收塔101排出的富液301在分流裝置107處分流，引入二氧化碳釋放裝置 103、104，然后在分別與貧液316和含有二氧化碳的蒸汽310進(jìn)行熱交換之后將其供應(yīng)至再生塔102A中。通過(guò)利用兩個(gè)二氧化碳釋放裝置103、104可充分地提高向再生塔102A引入的半貧液320、306的溫度，同時(shí)釋放部分二氧化碳。在此，相應(yīng)的二氧化碳的釋放和水蒸發(fā)是吸熱反應(yīng)。因此，相對(duì)于富液的相不改變的情況，在二氧化碳釋放裝置103中的富液和貧液的溫差或在二氧化碳釋放裝置104中的富液和含有二氧化碳的蒸汽的溫差可增大。因此，可更有效地利用富液從貧液和含有二氧化碳的蒸汽進(jìn)行熱回收。此外，通過(guò)將二氧化碳釋放裝置103、104中的壓力設(shè)置較低，可容易地將半貧液320,306兩相化為液體和含有二氧化碳的蒸汽的兩相。由于可提高兩相化的程度和熱回收效率，可進(jìn)一步減少用于在再生塔102A處釋放二氧化碳的熱能。因此，可將分別引入冷卻器106、105的貧液318和含有二氧化碳的蒸汽311的溫度設(shè)置較低。由此，在冷卻器106、105處通過(guò)減小冷卻負(fù)載可抑制冷卻損失。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方案，可以用富液從貧液和含有二氧化碳的蒸汽進(jìn)行有效地?zé)峄厥?。在第一?shí)施方案中，將在氣液分離器132處分離的冷凝水314返回再生塔102A。 但是，冷凝水314可返回吸收塔101或在二氧化碳釋放裝置103之后可與貧液318合流。可選地，還可用于其他目的。此外，第一實(shí)施方案包括泵201-203。但是，不一定需要設(shè)置所有的泵。可減少泵的數(shù)量。在第一實(shí)施方案中，分流裝置107設(shè)置在吸收塔101的外部，并且在通過(guò)分流裝置 107分流之后，富液301的流徑通過(guò)兩個(gè)管件與二氧化碳釋放裝置103、104連接。但是，并不限于以上所述，可采用當(dāng)從吸收塔101分流時(shí)，向二氧化碳釋放裝置103、104供應(yīng)的結(jié)構(gòu)等，只要所述結(jié)構(gòu)能夠以所需流量比向兩個(gè)二氧化碳釋放裝置103、104供應(yīng)。(第二實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備2，參照顯示其結(jié)構(gòu)的圖2。相對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備1，根據(jù)第二實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備2的區(qū)別在于其包括氣液分離器133、134、135和合流裝置110以及泵204。通過(guò)分流裝置107將從吸收塔101排出的富液301作為富液302、303供應(yīng)至二氧化碳釋放裝置103、104。將富液302、303分別加熱，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放，并且排出氣液兩相半貧液320、306，其部分二氧化碳從所述液體中去除。從再生塔102A供應(yīng)至吸收塔101的貧液316通過(guò)二氧化碳釋放裝置103。如下所述，在再生塔102A處分離的含有二氧化碳的蒸汽310在合流裝置110處與含有二氧化碳的蒸汽305、308合流之后通過(guò)二氧化碳釋放裝置104。由此，通過(guò)與貧液316和含有二氧化碳的蒸汽305、308、310的熱交換而加熱分別供應(yīng)至二氧化碳釋放裝置103、104的富液302、303，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放。將部分水蒸氣在二氧化碳釋放裝置104處冷凝的含有二氧化碳的蒸汽311排出， 并供應(yīng)至氣液分離器135，然后分離為含有二氧化碳的蒸汽313和冷凝水312排出。將含有二氧化碳的蒸汽313供應(yīng)至冷卻器105，并當(dāng)其通過(guò)從外部供應(yīng)的冷卻劑如冷水而冷卻時(shí)排出至氣液分離器132，然后在分離為二氧化碳315和冷凝水314之后將其從氣液分離器132排出。通過(guò)泵204將從氣液分離器135排出的冷凝水312與從氣液分離器排出的冷凝水314 —起返回再生塔102A。在此，也可以向冷卻器105直接供應(yīng)含有二氧化碳的蒸汽 311而不設(shè)置氣液分離器135。通過(guò)氣液分離器133、134將從二氧化碳釋放裝置103、104排出的半貧液320、306 分別分離為含有二氧化碳的蒸汽305、308和半貧液304、307。將含有二氧化碳的蒸汽305、308供應(yīng)至合流裝置110而與從再生塔102A排出的含有二氧化碳的蒸汽310合流，然后將其供應(yīng)至二氧化碳釋放裝置104。
分別通過(guò)泵202、203在合流裝置109處將釋放了部分二氧化碳的半貧液304、307 合流，然后供應(yīng)至再生塔102A。其余結(jié)構(gòu)和操作與第一實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。在第二實(shí)施方案中，如同第一實(shí)施方案，將二氧化碳釋放裝置103、104的壓力設(shè)置較低而可容易地將半貧液320、306兩相化液體和含有二氧化碳的蒸汽。由此，可更有效地進(jìn)行熱回收。此外，根據(jù)第二實(shí)施方案，分別通過(guò)氣體單相連通再生塔102A和氣液分離器133、 134。因此，在氣液分離器133與二氧化碳釋放裝置103之間的距離，和氣液分離器134與二氧化碳釋放裝置104之間的距離較短的情況中，管件中的壓力損失比第一實(shí)施方案中的壓力損失更小，在第一實(shí)施方案中，通過(guò)氣液兩相的半貧液供應(yīng)線分別連通再生塔102A和二氧化碳釋放裝置103、104。由此，可將二氧化碳釋放裝置103、104中的富液的壓力設(shè)置較低。此外，由于通過(guò)消除或減少通向再生塔102A的管件中的液相頭數(shù)量(當(dāng)二氧化碳釋放裝置103、104設(shè)置在較低位置時(shí)所述液相頭數(shù)量是顯著的)，可將二氧化碳釋放裝置103、 104中的富液的壓力設(shè)置較低，可提高半貧液320、306兩相化的程度，并可更有效地利用富液來(lái)從貧液和含有二氧化碳的蒸汽回收熱。此外，在通過(guò)氣液分離器133、134將二氧化碳分離一定程度之后將半貧液304、 307供應(yīng)至再生塔102A，可以抑制在再生塔102A處的二氧化碳的再吸收。在第二實(shí)施方案中，可采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)，其中在合流后將半貧液320、306引入氣液分離器133，將在其中分離的含有二氧化碳的蒸汽305和從再生塔102A排出的含有二氧化碳的蒸汽310合流后供應(yīng)至二氧化碳釋放裝置104。此外，第二實(shí)施方案包括泵201至204。但是，不一定需要提供所有泵，也可通過(guò)將再生塔102A設(shè)置在低位等減少泵數(shù)量。其余結(jié)構(gòu)和操作與第一實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。(第三實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備4，參考顯示其結(jié)構(gòu)的圖4。對(duì)比根據(jù)第二實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備2，根據(jù)第三實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備4的區(qū)別在于其包括二氧化碳釋放裝置121、122、冷卻器113、氣液分離器136和泵 205、206。將從吸收塔101排出的富液301通過(guò)分流裝置107作為富液302供應(yīng)至作為第1 二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置103，并加熱使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放，然后排出氣液兩相半貧液320，其部分二氧化碳從所述液體中去除。同時(shí)，將富液303依次供應(yīng)至作為第2 二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置121、122、104，并且在其中分別加熱使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放，然后將其排出為氣液兩相半貧液306，其部分二氧化碳從所述液體中去除。將從再生塔102A供應(yīng)至吸收塔101的貧液316通過(guò)二氧化碳釋放裝置103，并通過(guò)與富液302的熱交換而加熱富液302。由此，部分二氧化碳與蒸汽一起釋放。將從氣液分離器134排出的含有二氧化碳的蒸汽308通過(guò)二氧化碳釋放裝置121。 將在再生塔102A處分離的含有二氧化碳的蒸汽310通過(guò)二氧化碳釋放裝置122。將從氣液分離器133排出的含有二氧化碳的蒸汽305通過(guò)二氧化碳釋放裝置104。由此，將依次供應(yīng)至二氧化碳釋放裝置121、122、104的富液303分別通過(guò)與含有二氧化碳的蒸汽308、310、 305的熱交換而加熱，從而部分二氧化碳與蒸汽一起釋放。在含有二氧化碳的蒸汽128、311(其部分水蒸氣在二氧化碳釋放裝置121、104處冷凝)供應(yīng)至合流裝置110并合流之后，作為含有二氧化碳的蒸汽IM排出并供應(yīng)至氣液分離器135，然后分離為含有二氧化碳的蒸汽313和冷凝水312排出。將含有二氧化碳的蒸汽313供應(yīng)至冷卻器105，并當(dāng)通過(guò)從外部供應(yīng)的冷卻劑如冷水而冷卻后將其排出至氣液分離器132，然后在分離為二氧化碳315和冷凝水314之后從氣液分離器132排出。通過(guò)泵 204將從氣液分離器135排出的冷凝水312與從氣液分離器132排出的冷凝水314 —起返回再生塔102A。在此，還可直接向冷卻器105供應(yīng)含有二氧化碳的蒸汽124，而不設(shè)置氣液分離器135。將部分水蒸氣在二氧化碳釋放裝置122處冷凝的含有二氧化碳的蒸汽127排出并供應(yīng)至冷卻器113，并當(dāng)通過(guò)從外部供應(yīng)的冷卻劑如冷水而冷卻后將其排出至氣液分離器 136，然后分離為二氧化碳325和冷凝水3M從氣液分離器136排出。通過(guò)泵206將從氣液分離器136排出的冷凝水3 返回再生塔102A。分別通過(guò)氣液分離器133、134將從二氧化碳釋放裝置103、104排出的半貧液320、 306分離為含有二氧化碳的蒸汽305、308和半貧液304、307。分別通過(guò)泵202、203在合流裝置109處將釋放了部分二氧化碳的半貧液304、307 合流，然后供應(yīng)至再生塔102A。在此，含有二氧化碳的蒸汽305、308的供應(yīng)線和含有二氧化碳的蒸汽310的供應(yīng)線沒有合流。由此，與第二實(shí)施方案不同的是，在氣液分離器133、134中的壓力顯著低于再生塔102A的壓力，這通過(guò)向二氧化碳的供應(yīng)線315等設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥(未顯示)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，由于可降低二氧化碳釋放裝置103、121、122、104中的富液壓力，可以增大半貧液 320,306的兩相化的程度，并可更有效地利用富液從貧液和含有二氧化碳的蒸汽回收熱。在此，還可將二氧化碳釋放裝置中的富液壓力降低至比再生塔102A中的壓力更低，在再生塔102A的結(jié)構(gòu)中，將半貧液320、306在合流之后引入氣液分離器，含有二氧化碳的蒸汽在其中分離，并且含有二氧化碳的蒸汽310從再生塔102A中排出而不合流，依次使用不同的二氧化碳釋放裝置加熱富液303。其余的結(jié)構(gòu)和操作與第二實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。(第四實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備5，參考顯示其結(jié)構(gòu)的圖5。對(duì)比根據(jù)第一實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備1，根據(jù)第四實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備5的區(qū)別在于其包括貧液冷卻器123。在二氧化碳釋放裝置104之前設(shè)置貧液冷卻器123，在分流之后供應(yīng)的富液303冷卻在加熱時(shí)從二氧化碳釋放裝置103排出的貧液318。通過(guò)最大程度地從貧液進(jìn)行熱回收可減少再沸器108處供應(yīng)的高溫蒸汽的用量。此外，通過(guò)減小在冷卻器106處的冷卻負(fù)載可抑制能量用量。其余結(jié)構(gòu)和操作與第一實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。當(dāng)然，也可向第二實(shí)施方案或第三實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備提供貧液冷卻器 123。在此得到相似效果。
(第五實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備6，參考顯示其結(jié)構(gòu)的圖6。在第一至第四實(shí)施方案中，二氧化碳釋放裝置104設(shè)置在再生塔102A的外部。相反地，在第五實(shí)施方案中，二氧化碳釋放裝置104沒有設(shè)置在再生塔102B的外部。由此，從分流裝置107排出的富液303直接供應(yīng)至再生塔102B。由于二氧化碳釋放裝置104沒有設(shè)置在再生塔102B的外部，不再需要合流裝置109。在此，半貧液320和富液303與含有二氧化碳的蒸汽131的熱交換在再生塔102B 的內(nèi)部進(jìn)行。在第一至第四實(shí)施方案中，再生塔102A簡(jiǎn)單地設(shè)置有填充層10 。相比之下， 第五實(shí)施方案的再生塔102B在上部設(shè)置有填充層102b，并且在下部也設(shè)置有填充層10加。 從上部的填充層102b上供應(yīng)富液303，并且向下移動(dòng)通過(guò)填充層102b。在填充層10加、 102b之間供應(yīng)所述半貧液320，并向下移動(dòng)通過(guò)下部的填充層10加。含有二氧化碳的蒸汽 131向上通過(guò)填充層10加、102b，從而進(jìn)行熱交換。也就是說(shuō)，代替二氧化碳釋放裝置104， 將具有相似功能的填充層102b設(shè)置在再生塔102B中作為第2 二氧化碳釋放裝置。在此， 半貧液320中含有的含有二氧化碳的蒸汽也起到富液303與含有二氧化碳的蒸汽131的加熱介質(zhì)的作用，這是由于其在引入再生塔102B之后向向上移動(dòng)。在第一至第四實(shí)施方案中，從再生塔102B的上部排出的含有二氧化碳的蒸汽310 通過(guò)二氧化碳釋放裝置104等。在第五實(shí)施方案中，含有二氧化碳的蒸汽310直接供應(yīng)至冷卻器105并冷卻，并供應(yīng)至氣液分離器132。根據(jù)第五實(shí)施方案，由于沒有提供二氧化碳釋放裝置104和合流裝置109，相比第一實(shí)施方案需要較少管件而可減少制造成本。在此，第五實(shí)施方案包括泵201至203。但是，不一定需要提供所有泵?？蓽p少泵數(shù)量。(第六實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備7，參考顯示其結(jié)構(gòu)的圖7。對(duì)比根據(jù)第五實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備6，根據(jù)第六實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備7的區(qū)別在于其包括氣液分離器133。通過(guò)氣液分離器133將從二氧化碳釋放裝置103排出的半貧液320分離為含有二氧化碳的蒸汽305和半貧液304。通過(guò)泵202在填充層102a、102b之間供應(yīng)半貧液304，并向下移動(dòng)通過(guò)下部的填充層102a。含有二氧化碳的蒸汽305在與半貧液304的高度相同或更高的高度位置供應(yīng)至再生塔102B，并在向上移動(dòng)時(shí)起到對(duì)于半貧液303與含有二氧化碳的蒸汽131的加熱介質(zhì)的作用。此外，根據(jù)第六實(shí)施方案，再生塔102B和氣液分離器133通過(guò)氣體單相連通。因此，在氣液分離器133與二氧化碳釋放裝置103之間的距離較短的情況中，管件中的壓力損失比第五實(shí)施方案中的壓力損失更小，在第五實(shí)施方案中，通過(guò)氣液兩相的半貧液供應(yīng)線連通再生塔102B和二氧化碳釋放裝置103。由此，可將二氧化碳釋放裝置103中的富液的壓力設(shè)置較低。此外，由于通過(guò)消除或減少通向再生塔102B的管件中的液相頭數(shù)量(當(dāng)二氧化碳釋放裝置103設(shè)置在較低位置時(shí)所述液相頭數(shù)量是顯著的)，可將二氧化碳釋放裝置103中的富液的壓力設(shè)置較低，可提高半貧液320的兩相化的程度，并可利用富液更有效地從貧液和含有二氧化碳的蒸汽回收熱。
其余結(jié)構(gòu)和操作與第一實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。(第七實(shí)施方案)下面描述根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備8，參考顯示其結(jié)構(gòu)的圖8。對(duì)比根據(jù)第五實(shí)施方案的二氧化碳設(shè)備6，根據(jù)第七實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備8的區(qū)別在于其包括貧液冷卻器123。在再生塔102B之前設(shè)置貧液冷卻器123，使分流之后供應(yīng)的富液303冷卻在加熱時(shí)從二氧化碳釋放裝置103排出的貧液318。通過(guò)最大程度地從貧液進(jìn)行熱回收可減少再沸器108處供應(yīng)的高溫蒸汽的用量。此外，通過(guò)減小在冷卻器106處的冷卻負(fù)載可抑制能
量用量。其余結(jié)構(gòu)和操作與第一實(shí)施方案的相同，不再重復(fù)其描述。當(dāng)然，也可向第六實(shí)施方案的二氧化碳回收設(shè)備提供貧液冷卻器123。在此得到相似效果。以上說(shuō)明是基于本發(fā)明的第一至第七實(shí)施方案的實(shí)例進(jìn)行的，并不用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)可進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.二氧化碳回收設(shè)備，其包括吸收塔，當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)，其產(chǎn)生并排出吸收了二氧化碳的富液；二氧化碳釋放裝置，其通過(guò)加熱從所述吸收塔排出的所述富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液；和再生塔，其通過(guò)加熱從所述二氧化碳釋放裝置排出的半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放并分離，而產(chǎn)生貧液，并將所述貧液返回所述吸收塔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳回收設(shè)備，其中所述二氧化碳釋放裝置包括利用所述貧液作為熱源的第1 二氧化碳釋放裝置， 和利用從所述再生塔釋放的含有二氧化碳的蒸汽作為熱源的第2 二氧化碳釋放裝置；并且將從所述吸收塔排出的所述富液分流并分別供應(yīng)至所述第1二氧化碳釋放裝置和第2 二氧化碳釋放裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳回收設(shè)備，其還包括第一氣液分離器，其由從所述第1 二氧化碳釋放裝置排出的所述半貧液中分離含有二氧化碳的蒸汽，并將所述含有二氧化碳的蒸汽供應(yīng)至所述第2 二氧化碳釋放裝置中，并將經(jīng)分離的液體供應(yīng)至所述再生塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳回收設(shè)備，其還包括第二氣液分離器，其由從所述第2 二氧化碳釋放裝置排出的所述半貧液中分離含有二氧化碳的蒸汽，并將所述含有二氧化碳的蒸汽供應(yīng)至所述第2 二氧化碳釋放裝置中，并將經(jīng)分離的液體供應(yīng)至所述再生塔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳回收設(shè)備，其還包括第三氣液分離器，其從半貧液中分離含有二氧化碳的蒸汽，并將所述含有二氧化碳的蒸汽供應(yīng)至所述第2 二氧化碳釋放裝置中，并將經(jīng)分離的液體供應(yīng)至所述再生塔，所述半貧液通過(guò)將從所述第1二氧化碳釋放裝置排出的半貧液和從所述第2 二氧化碳釋放裝置排出的半貧液合流而得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的二氧化碳回收設(shè)備，其中所述第一氣液分離器、第二氣液分離器或第三氣液分離器的壓力設(shè)置為等于或低于所述再生塔的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的二氧化碳回收設(shè)備，其中在所述第2 二氧化碳釋放裝置之前設(shè)置的貧液冷卻器處，所述經(jīng)分流并供應(yīng)的富液冷卻從所述第1二氧化碳釋放裝置排出的貧液。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳回收設(shè)備，其還包括冷卻器，其冷卻供應(yīng)至所述第2 二氧化碳釋放裝置作為熱源的含有二氧化碳的蒸汽。
9.二氧化碳回收方法，其包括當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體并使所述氣體與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)產(chǎn)生并排出吸收了二氧化碳的富液；通過(guò)加熱所述富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，排出半貧液；并通過(guò)加熱所述半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放并分離，而產(chǎn)生貧液。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠回收含有二氧化碳的氣體的熱能的二氧化碳回收設(shè)備，所述設(shè)備包括吸收塔(101)，當(dāng)引入含有二氧化碳的氣體(111)并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時(shí)，其產(chǎn)生并排出吸收了二氧化碳的富液(301)；二氧化碳釋放裝置(103)、(104)，其通過(guò)加熱從吸收塔(101)排出的富液(301)，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液(320)、(306)；和再生塔(102A)，其通過(guò)加熱從二氧化碳釋放裝置(103)、(104)排出的半貧液(320)、(306)，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放和分離，而產(chǎn)生貧液(316)，并將貧液(316)返回吸收塔(101)中。
文檔編號(hào)B01D53/14GK102527191SQ201110365128
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者北村英夫, 大橋幸夫, 小川斗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝