本發(fā)明涉及一種從富含氣態(tài)酸氣的吸收劑中回收酸氣，優(yōu)選二氧化碳的方法，其中通過使用至少兩個以不同壓力操作的汽提器塔和進一步通過重新使用汽提介質，減少了在汽提方法中用于分離吸收劑和酸氣的能量。

發(fā)明背景

二氧化碳回收設備廣泛用于清潔和/或回收例如從烴燃燒、發(fā)酵和氣體處理釋放的二氧化碳?；厥盏亩趸伎梢匀芜x地液化和作為最終產(chǎn)品銷售或用于給定設備的生產(chǎn)中。

在典型的吸收器-再生器系統(tǒng)中，二氧化碳的回收/除去通過將進料氣體引入吸收器來進行，在這里氣體與吸收器中向下流動的貧溶劑接觸。二氧化碳至少部分地被貧溶劑吸收，并且二氧化碳耗盡的氣體離開吸收器用于進一步處理或排放。

含有二氧化碳的溶劑然后最經(jīng)常通過汽提處理來從吸收劑中釋放二氧化碳，并且二氧化碳可以回收或進一步純化，和將吸收劑重新用于從進入的氣體中除去另外的二氧化碳。

可用于分別回收吸收劑和二氧化碳的常規(guī)技術包括汽提。吸收器-再生系統(tǒng)典型地允許連續(xù)操作來回收二氧化碳。

在設計方法和確定參數(shù)中，其產(chǎn)生所需的高純度二氧化碳和同時處于最高產(chǎn)物產(chǎn)率，進一步的下游純化步驟經(jīng)常包括開回路和閉回路系統(tǒng)，其中仍會含有殘留二氧化碳的吸收劑的貧料流經(jīng)進一步處理和再循環(huán)來從吸收劑中萃取甚至更多的二氧化碳。使用這樣的回路系統(tǒng)由此促進料流例如吸收劑和/或水的回收和再使用，來減少成本和廢料。

但是，用于再生吸收劑或從吸收劑中萃取更多二氧化碳的進一步處理也需要另外的能量，例如用于冷卻、加熱和加壓。通常，每單位產(chǎn)率所需能耗隨著吸收劑的純度而增加，即，與例如富含二氧化碳的吸收劑料流的第一單元的回收相比，從吸收劑貧料流中回收最后殘留的二氧化碳的每單位產(chǎn)率所需能耗更高。

已經(jīng)描述了用于回收二氧化碳、改進了整體能量效率的幾種設備。us2013/0055756描述了一種這樣的回收設備，其中來自于再生器塔的貧吸收劑使用常規(guī)再沸來再循環(huán)到再生器塔頂部，并且將混合的汽提器廢氣壓縮和冷凝來將溶劑再循環(huán)到再生器塔用于進一步回收。包括中間冷凝熱交換步驟，其中貧吸收劑和混合氣體進行熱交換。但是，能量效率在位于吸收塔和再生塔之中和之間的熱泵系統(tǒng)6中。

wo2004/005818描述了一種再生吸收劑的方法，其中貧和半貧吸收劑通過使有荷載的吸收劑經(jīng)過提供貧吸收劑的第一再生器和提供半貧吸收劑的第二再生器來產(chǎn)生，其中到至少第一再生器的低壓蒸汽通過在相同或另一方法中產(chǎn)生的蒸汽來提供。

wo2008/063082也描述了一種吸收的二氧化碳的再生方法，其中熱能從二氧化碳氣體中回收。吸收的二氧化碳料流經(jīng)過汽提程序，由此產(chǎn)生加熱的氣態(tài)富含二氧化碳的料流和液體貧含二氧化碳的吸收劑料流。加熱的氣態(tài)富含二氧化碳的料流經(jīng)過多個壓縮步驟，并且中間添加冷卻水，和使用熱交換器從壓縮的氣體中回收熱?；厥盏哪芰靠梢杂糜谠谠偕俜衅髦屑訜嵋后w貧含二氧化碳的吸收劑料流。

因此，能量從壓縮的加熱的二氧化碳回收，并且該熱可以用于再沸一部分的貧吸收劑，來降低二氧化碳回收方法的總能耗。

但是，在大的設施中，每單位二氧化碳產(chǎn)率的能耗甚至很小的降低都有很大的經(jīng)濟效益。所以，一直需要設計方法和參數(shù)，其能夠以較低能耗來回收二氧化碳。除了能耗之外，同樣重要的經(jīng)濟方面在于減少每單位二氧化碳產(chǎn)率的其他資源消耗，例如該方法需要的吸收劑和/或水的量。

因此，本發(fā)明的一個目標是進一步減少酸氣回收方法的總能耗，以及減少另外的資源例如水的消耗，并且另一目標是提供一種方法，其在用于汽提方法的能耗方面具有靈活性。

技術實現(xiàn)要素：

上述目標通過本發(fā)明的方法來實現(xiàn)，其用于從液體富含酸氣的吸收劑(l1)中回收酸氣，其包括步驟：

a.提供液體富含酸氣的吸收劑(l1)，其中具有吸收的酸氣，

b.將液體富含酸氣的吸收劑(l1)分離成第一液體富含酸氣的部分(l1_1)和第二液體富含酸氣的部分(l1_2)；

c.在具有第一壓力p1的第一汽提塔(a2_1)中，從富含酸氣的吸收劑料流第一部分(l1_1)中分離酸氣，以提供第一含酸氣氣流(g1_1)和第一液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2_2)；

d.在具有第二壓力p2的第二汽提塔(a2)中，使用氣態(tài)汽提介質(g2)從富含酸氣的吸收劑料流的第二部分(l1_2)中分離酸氣，以提供第二含酸氣氣流(g1_2)和第二液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2)，

e.將第一含酸氣氣流(g1_1)和第二含酸氣氣流(g1_2)混合，以提供含酸氣氣流(g1)；

f.從含酸氣氣流(g1)傳熱到傳熱流體(l4)的料流，以提供冷卻的含酸氣料流(g3)和加熱的料流(l4’)；

g.將加熱的料流(l4’)分離成回收的氣態(tài)汽提介質(g4)和液體載熱體(l5)，

h.將回收的汽提介質(g4)直接或間接地提供到具有第一壓力p1的第一汽提塔(a2_1)；

其中第一壓力p1低于第二壓力p2。

使用該方法，汽提蒸汽在與傳熱介質交換的回路中循環(huán)，該傳熱介質又在第二回路中循環(huán)。由此供給從合并的汽提器廢氣中回收的汽提蒸汽，以覆蓋汽提方法的至少部分，即在第一汽提塔中，由此減少外部供給的熱。因此，獲得總能量減少，其中外部能量被汽提器廢氣和傳熱流體的熱交換產(chǎn)生的蒸汽能量所代替。第一汽提器中的酸氣僅使用回收的汽提介質來從吸收劑中有效汽提，因此用于在第二汽提器中再沸足夠的汽提介質所需的熱將明顯減少。

與汽提蒸汽通過傳統(tǒng)再沸使用外部產(chǎn)生的熱來提供的現(xiàn)有技術的方法相比，提供兩個以不同壓力操作的汽提器，和再循環(huán)部分地回收自含酸氣氣流的汽提蒸汽，必然節(jié)約明顯量的外部能量。

同樣，因為第一汽提塔中的第一壓力p1低于第二汽提塔中的壓力p2，所以可以降低汽提介質的加壓程度。因此，可以減少所述方法的總能耗。

本發(fā)明方法的另一優(yōu)點是它允許在將進料流的部分(液體富含酸氣的吸收劑)導向一個或另一個汽提器和調(diào)節(jié)各汽提器的壓力中具有靈活性。取決于對于蒸汽的需求是否超過電，反之亦然，這在蒸汽可以用于發(fā)電的情況中是有用的。

本發(fā)明另一優(yōu)點是該方法提供了優(yōu)化的貧吸收劑回收。

在一個具體的實施方案中，富含酸氣的吸收劑料流的第一部分(l1_1)和富含酸氣的吸收劑料流的第二部分(l1_2)的流量比是1:1-1:4，優(yōu)選1:2-1:3，基于體積。

在這種設置中，將進料流(載有酸氣的吸收劑)分開，來使得具有較低壓力的第一汽提塔中的汽提僅使用回收的汽提介質來汽提。因此，產(chǎn)生了大部分的汽提蒸汽，而無需為汽提器再沸器提供外部功率。因此，除了操作成本降低之外，汽提器再沸器(即對應于連接到第二汽提塔a2的第三熱交換器(a6))可以從第一汽提塔a2_1省掉。最優(yōu)選的是富含酸氣的吸收劑料流的第一部分構成進料流的30％(vol/vol)，即1:2-1:3。

在另一具體實施方案中，第一壓力p1是0.6-1.5絕對巴，優(yōu)選0.8-1.2絕對巴，例如0.9、1.0或1.1絕對巴。

在又一實施方案中，第二壓力p2是0.9-2.5絕對巴，優(yōu)選1.2-2.0絕對巴，更優(yōu)選1.6-2.0絕對巴，例如1.7、1.8或1.9絕對巴。

在其他實施方案中，當?shù)谝粔毫κ?.6-1.5絕對巴，第二壓力是0.9-2.5絕對巴，優(yōu)選第一壓力是0.9絕對巴和第二壓力是1.8絕對巴。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將液體載熱體(l5)用作傳熱流體(l4)的至少一部分，由此通過在吸收劑是含水的時提供例如水/蒸汽的回路，來促進作為傳熱流體的液體的進一步回收。因此，用于提供來自于汽提器廢氣的汽提蒸汽的傳熱流體大部分來自于內(nèi)部開放循環(huán)?？梢灶A期傳熱流體的其余部分可以由該方法的其他部分供給或者外部供給。

吸收劑在一個優(yōu)選的實施方案中是含水的，例如烷醇胺的水溶液。

優(yōu)選當吸收劑是含水的時，它可以是空間受阻胺例如amp，烷醇胺例如具有1-3個烷醇基、每個烷醇基具有1、2或3個碳原子的烷醇胺，和水。合適的烷醇胺的例子是單乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)和三乙醇胺(tea)，mea是選擇的吸收劑，因為它公認的廉價，并且被證實是有效的。

當含水時，傳熱流體、回收的汽提介質等將主要由水/蒸汽組成。使用本發(fā)明的方法，已經(jīng)證實可以減少用于酸氣回收的該開回路中所需的能量的量，并且節(jié)約水，因為補充水的需要是最小的。

因此，來自于進料流的酸氣例如二氧化碳和貧吸收劑中剩余的酸氣部分地通過使用來源于汽提器方法的蒸氣來回收。這節(jié)約了能量，因為較少的貧吸收劑需要再沸來提供足夠的汽提介質。

再循環(huán)該方法本身的蒸氣節(jié)約了能量，因為較少的貧吸收劑需要以傳統(tǒng)方式使用外部能量產(chǎn)生的蒸汽再沸以提供足夠的汽提介質。

同樣，將來自于來源于含水吸收劑的汽提介質的蒸氣/水進行再循環(huán)和再使用。因此，可以減少用于提供處于遠高于環(huán)境溫度的適宜溫度的傳熱流體所需的水和能量二者。

在本發(fā)明中，水和貧吸收劑料流(l2)中剩余的酸氣通過加熱來回收的，并且返回到第二汽提塔(a2)。

用于加熱來自于第二汽提塔(a2)的液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2)以提供氣體/液體加熱的貧含酸氣的吸收劑料流(l2’)的能量通過傳統(tǒng)加熱來提供。但是，根據(jù)本發(fā)明，需要較少的加熱能量來再沸液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2)，因為進料流的僅一部分被提供到第二汽提塔(a2)。

在一個實施方案中，壓縮回收的汽提介質(g4)以提供要直接提供到第一汽提塔(a2_1)的壓縮的回收汽提介質(g4’)。這確保了壓縮的回收的汽提介質(g4’)平穩(wěn)循環(huán)進入第一汽提塔，而無需另外的裝置。因此，除了利用加熱能力之外，汽提介質的再循環(huán)通過壓力差而容易促進。

本發(fā)明的方法由此促進了使用可選的熱能源以提供汽提介質的一部分。熱能源通過回收的汽提介質(g4)來提供，所述回收的汽提介質(g4)來源于組合的汽提程序，并且與來自于同樣來源于汽提程序的含酸氣氣流(g1和g1_1)的熱能的回收一起回收。因此，本發(fā)明的方法促進了從液體含酸氣的吸收劑中回收酸氣的能量有效的方式。

根據(jù)本發(fā)明，通過熱交換器來促進熱從含酸氣氣流(g1)傳遞到傳熱流體(l4)的料流。在一個實施方案中，步驟c.中的傳熱通過將傳熱流體(l4)與含酸氣氣流直接接觸來提供，即例如當觀察圖1時，將g1(包含g1_1和g1_2)冷卻以提供冷卻的含酸料流g3和加熱的料流(l4’)。

兩個料流的直接接觸增加了含酸氣氣流(g1)中所含熱量的利用，因為沒有熱被吸收到裝置表面中，這促進了交換。因此，直接接觸冷卻器是用于步驟c的冷卻的優(yōu)選單元。因此，進行傳熱以使得加熱的料流(l4’)的溫度大致等于含酸氣氣流(g1)的溫度，并且冷卻的含酸氣料流(g3)的溫度大致等于傳熱流體(l4)的溫度。取決于溫差的完全傳熱可以通過調(diào)節(jié)直接接觸冷卻器的尺寸和/或各流體的流量比來獲得。通常，本領域技術人員將能夠確定給定流量和溫度時合適的冷卻器高度和/或給定高度和溫度時的流量。

還可以使用間接熱交換，并且本發(fā)明的優(yōu)點將同樣適用。但是，優(yōu)選直接熱交換。

在酸氣是二氧化碳，含二氧化碳氣流(g1)的流量是2400kg/h的一個具體實施方案中，溫度是102℃，傳熱流體(l4)的流量是22000kg/h，和傳熱流體(l4)的溫度是70℃，當填料是鮑爾環(huán)(無規(guī)填充)時，直接接觸冷卻器的高度是約4m和直徑是約0.7m。這將提供熱從含二氧化碳氣流到傳熱流體的完全傳遞，提供溫度是約70℃的冷卻的含二氧化碳的流(g3)和溫度是約102℃的加熱的料流(l4’)。

在現(xiàn)有技術的方法中，熱典型地使用間接熱交換器來回收，即這里流體分別保持來防止混合。當使用直接接觸時，傳熱會導致加熱的料流(l4’)含有殘留在其中的溶解的酸氣。

但是，通過直接接觸來冷卻，可以實現(xiàn)含酸氣氣流(g1)中存在的熱的更有效回收。因此，離開汽提器的含酸氣氣流(g1)中存在的水大部分返回第一汽提器，因此減少了酸氣回收方法中的整體水消耗，因為以蒸氣形式用作汽提介質的水以非常有效的方式再循環(huán)。因此，僅需要很少的水合計量，即小于進料流量的1％(基于重量)。此外，由直接接觸傳熱形成的傳熱流體(l4)中酸氣殘留物的溶解不能推斷酸氣的總損耗。回收的汽提介質(g4)中的溶解的酸氣容易在汽提程序中回收的，因為任選壓縮的、回收的汽提介質(g4’)被用于第一汽提塔(a2_1)中，在這里可以回收酸氣。

同樣，當使用直接冷卻時，該單元中的壓力降將低于使用間接冷卻時，因此冷卻的含酸氣料流(g3)的壓力將較高，并且最終產(chǎn)物酸氣產(chǎn)物料流(g5)最終將需要較少的加壓來以適于進一步處理的形式提供它。

在涉及使用直接接觸熱交換的一個實施方案中，在傳熱步驟c之前，將含二氧化碳料流(g1)壓縮成壓縮的含二氧化碳料流(g1’)。在使用直接熱交換的另一實施方案中，步驟d.的分離通過意步驟來提供：

i)減壓加熱的料流(l4’)以提供減壓的料流(l4”)

ii)通過在第一閃蒸塔(a9)中閃蒸來分離減壓的料流(l4”)，以提供回收的汽提介質(g4)和液體料流(l4”’)

iii)進一步減壓液體料流(l4”’)以提供壓力低于液體料流(l4”’)的壓力的第二減壓的料流(l4””)，

iv)在第三分離單元(a10)中分離第二減壓的料流(l4””)，以提供第二氣體(a)和液體載熱體(l5)；

v)再次壓縮第二氣體(a)以提供再次壓縮的第二氣體(b)；和

vi)將再次壓縮的第二氣體(b)進料到第一閃蒸塔(a9)，在這里它作為回收的汽提介質(g4)的一部分離開閃蒸塔。

通過本發(fā)明方法提供的步驟，提供了一種以最小能量輸入來提供汽提介質的手段。此外，通過在與待處理的流體直接接觸的閉路系統(tǒng)中循環(huán)水，使得再沸貧含二氧化碳的吸收劑所需的補充水和能量二者的供給最小化。

在一個具體的實施方案中，重復全部步驟1-2和i)-vi)，優(yōu)選重復2，3或4次。在這樣的實施方案中，重復可以是依次的和/或并行的。包括步驟i)-vi)的更多重復將進一步增加蒸氣的量。

還可以預期步驟c.中的傳熱可以通過間接熱交換來提供，其中在傳熱步驟c之前，將傳熱流體(l4)減壓到低于液體載熱體(l5)的壓力的壓力。由此，在使用間接熱交換的具體實施方案中，步驟d.的分離通過d.-步驟來提供：

a.通過在第一閃蒸塔(a9)中閃蒸來分離加熱的料流(l4’)，以提供回收的汽提介質(g4)和液體料流(l4”’)；

b.進一步減壓液體料流(l4”’)以提供壓力低于液體料流(l4”’)的壓力的第二減壓的料流(l4””)，

c.在第三分離單元(a10)中分離第二減壓的料流(l4””)，以提供第二氣體(a)和液體載熱體(l5)；

d.再次壓縮第二氣體(a)以提供再次壓縮的第二氣體(b)；和

e.將再次壓縮的第二氣體(b)供給到第一閃蒸塔(a9)，在這里它作為回收的汽提介質(g4)的一部分離開閃蒸分離單元。

在一個具體的實施方案中，重復全部子步驟d.a.到d.e.，優(yōu)選重復2、3或4次。在這樣的實施方案中，重復可以是依次的和/或并行的。包括步驟d.a.到d.e.的更多重復將進一步增加蒸氣的量。

以下特征和變量全部涉及常規(guī)步驟，并且可以同樣地施用到全部實施方案，即，管直接還是間接傳熱。因此，在一個實施方案中，l4’、l4”、l4”’、l4””中的任一個或多個，優(yōu)選l4”和/或l4””，通過熱源，優(yōu)選低值熱源來加熱。將另外的熱供給到這些料流中的任一個將為特定流體提供增加的蒸氣壓，因此使g4的質量流量增加。在一個實施方案中，熱可以取自汽提步驟之前的吸收塔。

在又一實施方案中，將液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2)加熱以提供氣體/液體加熱的貧含酸氣的吸收劑(l2')，將所述氣體/液體加熱的貧含酸氣的吸收劑(l2')分離以提供氣態(tài)汽提介質(g2)和回收的液體吸收劑料流(l3)?；厥盏囊后w吸收劑料流(l3)然后在另一實施方案中與第二液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2_2)一起冷卻和再循環(huán)到吸收塔(a17)。

以此方式，盡可能多的吸收劑被重新用于該吸收方法。優(yōu)選對料流的冷卻是分別的，因為流體的溫度不同。這將節(jié)約操作成本。

在又一實施方案中，將回收的液體吸收劑料流(l3)進料到吸收塔(a17)的上部，和將第二液體貧含酸氣的吸收劑料流(l2_2)進料到吸收塔(a17)的中部。該實施方案提供了更有效的吸收，因為將再循環(huán)的吸收劑在吸收劑中酸氣的濃度與吸收器內(nèi)吸收劑中的濃度匹配的位置進料到吸收器。來自于第二汽提塔(a2)的再循環(huán)的吸收劑是更清潔的回收的吸收劑，將它在吸收器的頂部進料，而來自于第一汽提塔(a2_1)的回收的吸收劑通過使用回收的汽提介質來提供，因此含有少量酸氣，將它供給到吸收塔中吸收劑已經(jīng)部分地載有酸氣的部分。

在一個目前優(yōu)選的實施方案中，酸氣是二氧化碳。

附圖說明

下面參考附圖來更詳細地描述本發(fā)明實施方案的例子，其中

圖1顯示了用于本發(fā)明的酸氣回收的方法和設備；

圖2顯示了該方法和設備的一個區(qū)段，其具有到吸收塔的再循環(huán)。

流體和流入物/流出物

在整個說明書和權利要求書中，流體和流入物/流出物通過以下來表示：溫和的液體富含酸氣/二氧化碳的吸收劑l0；液體富含酸氣/二氧化碳的吸收劑l1；第一液體富含酸氣/二氧化碳的部分l1_1；第二液體富含酸氣/二氧化碳的部分l1_2；液體貧含酸氣/二氧化碳的吸收劑料流l2；第二液體貧含酸氣/二氧化碳的吸收劑l2_2；氣體/液體加熱的貧含酸氣/二氧化碳的吸收劑l2’；回收的液體吸收劑料流l3；傳熱流體l4；加熱的料流l4’；減壓的料流l4”；液體料流l4”’；第二減壓的料流l4””；升溫的傳熱流體或冷凝的汽提介質l5；第二液體料流l6；進料氣體g0；貧含酸氣/二氧化碳的氣體g0_1；含酸氣/二氧化碳氣流g1；第一部分含酸氣/二氧化碳氣流g1_1；壓縮的第一部分含酸氣/二氧化碳氣流g1_1’；第二部分含酸氣/二氧化碳氣流g1_2；汽提介質g2；冷卻的含酸氣/二氧化碳料流g3；回收的汽提介質g4；壓縮的回收的汽提介質g4'；酸氣/二氧化碳產(chǎn)物料流g5；第二氣體a；壓縮的第二氣體b。

部件

在整個說明書和權利要求書中，設備的部件通過以下來表示：第一熱交換器a1、a1_1、a1_2和a1_3；第一汽提塔a2_1；第二汽提塔a2；熱回收單元a3；第二熱交換器a4；第一分離器a5；第三熱交換器a6；第二分離器a7；第一減壓單元a8；閃蒸分離單元a9；第三分離器a10；第一增壓單元a11；第二增壓單元a12；第二減壓單元a13；混合器單元a14；第三增壓單元a15；第二混合單元a16；吸收塔a17；分開單元a18。

具體實施方式

附于本說明書的例示應當理解為是更大設施的一個區(qū)段。本文所述的每個實施方案的全部特征和變量同等地應用于全部實施方案。因此，涉及方法的詳細特征可以同等的應用于設備，反之亦然。為了簡要起見，圖中未包括輔助裝置。但是，本領域技術人員將容易理解該裝置的類型和位置。作為輔助裝置的例子，可以提及管道(例如當構成混合單元時的t形管)，泵，閥(例如當構成分開單元時的換向閥)，用于冷凝來自于排出氣體的水和/或化學吸收劑的冷凝器，用于補充水和/或吸收劑的裝置等。

在整個說明書和權利要求書中，術語“富”，“貧”和“耗盡”指的是具體料流中所含的例如二氧化碳或吸收劑的量，該名稱可以用于區(qū)分由不同分離步驟形成的不同料流，并且應當解釋為在特定分離步驟中相對于彼此而言。

在下面的詳細說明中，將參考作為酸氣的例子的二氧化碳來描述本發(fā)明。本發(fā)明不應當局限于此，并且全部實施方案同等地應用于通常的酸氣，例如是co2、h2s、so2等。

因此，現(xiàn)在將參考作為酸氣的二氧化碳和含水的吸收劑來進一步詳細描述該方法，但是步驟和特征將同等地應用于可用于本發(fā)明方法的任何其他酸氣和吸收劑。

現(xiàn)在參見圖1，更詳細地例示了本發(fā)明的方法。該示意圖應當解釋為是吸收來自氣體源的酸氣之后的下游區(qū)域。在所示實施方案中，將富含二氧化碳的吸收劑l0在第一熱交換器a1中加熱，以提供液體富含二氧化碳的含水吸收劑料流l1，其具有吸收的氣態(tài)二氧化碳。

液體富含二氧化碳的吸收劑l1中吸收的二氧化碳可以來源于任何種類的二氧化碳源。二氧化碳源可以例如來源于化石燃料的燃燒，煙氣，來源于合成氣體的生產(chǎn)，或者來源于填充碳酸飲料的生產(chǎn)線。優(yōu)選煙氣。

吸收劑優(yōu)選化學地吸收。因此，液體富含二氧化碳的吸收劑l1包含用于二氧化碳或其他酸氣的合適的吸收劑。用于吸收氣態(tài)二氧化碳的吸收劑可以是已知能夠吸收二氧化碳和/或酸氣的任何溶劑，例如空間受阻胺，例如amp，烷醇胺溶液，更優(yōu)選具有1-3個烷醇基團的烷醇胺，更優(yōu)選的烷醇基團具有1、2或3個碳原子，其處于水溶液中。合適的烷醇胺的例子是單乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)和三乙醇胺(tea)，mea是所選擇的吸收劑，因為它是公認的廉價和有效。吸收劑的濃度典型地是5-40％水溶液。

一個例子是單乙醇胺，其是mea的35％水溶液。

已知二氧化碳通過加熱，通過該實施方案中所示的第一熱交換器a1來實現(xiàn)，優(yōu)選加熱到90℃和更高，優(yōu)選高于100℃，例如102℃-112℃和典型地104℃-106℃的溫度，來與烷醇胺吸收劑分離。液體富含二氧化碳的吸收劑l1的壓力可以增加(圖中未示出)到高于大氣壓，例如1-4絕對巴，優(yōu)選1-2絕對巴，或者到高于離開吸收塔的料流的壓力的壓力。汽提方法本身可以典型地在環(huán)境壓力或稍高的壓力操作。在較高的溫度范圍，該壓力將典型地高于大氣壓。

液體富含二氧化碳的吸收劑在分開單元a18中分成兩部分，以提供第一液體富含二氧化碳的部分l1_1和第二液體富含二氧化碳的部分l1_2。

第一液體富含二氧化碳的部分l1_1在第一汽提塔a2_1中使用壓縮的回收的汽提介質g4’來汽提，所述汽提介質基本上包含蒸汽，即水蒸氣。有利地，根據(jù)本發(fā)明，壓縮的回收的汽提介質是來自于汽提程序本身的再循環(huán)的水(見下面)。

壓縮的回收的汽提介質是料流g4’，其基本上不含吸收劑和包含水蒸氣，具有低二氧化碳含量。在本發(fā)明的上下文中，非常低是低于10mol％，更優(yōu)選低于5mol％。在一個優(yōu)選的實施方案中，壓縮的回收的汽提介質g4’的壓力高于第一汽提塔a2_1中的壓力。在一個實施方案中，壓縮的回收的汽提介質g4’的溫度高于加熱的第一液體富含二氧化碳的吸收劑部分l1_1的溫度，更具體地高于100℃，優(yōu)選105℃-120℃，優(yōu)選約115℃。這將更有效地從吸收劑中汽提二氧化碳。

在第一汽提塔a2_1中，二氧化碳從吸收劑中汽提以提供含二氧化碳氣流的第一部分g1_1和第二液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2_2。

含二氧化碳氣流的第一部分g1_1在高于水的蒸發(fā)條件的溫度和壓力條件提供。因此，含二氧化碳氣流的第一部分g1_1是二氧化碳和水蒸氣的混合物。

第二液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2_2典型地離開第一汽提塔a2_1的下部。但是，可以預期該料流可以從任何合適的位置抽出。

類似地，第二液體富含二氧化碳的部分l1_2在第二汽提塔a2中使用汽提介質g2汽提。因此，在第二汽提塔a2中，二氧化碳從吸收劑中汽提，以提供含二氧化碳氣流的第二部分g1_2和第二液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2。第二汽提塔a2的操作壓力高于第一汽提塔a2_1。

第二液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2典型地離開第二汽提單元a2的下部。但是，可以預期該料流可以從任何合適的位置抽出。液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2隨后通過在第三熱交換器a6中間接熱交換來加熱，以提供氣體/液體加熱的二氧化碳貧吸收劑料流l2’，其是氣體/液體混合物。再沸通常使用產(chǎn)生蒸汽的封閉回路來獲得，但是也可以預期其他手段。在所示的實施方案中，氣體/液體混合物在第二分離器a7中分離，提供了蒸發(fā)的汽提介質g2和回收的液體吸收劑l3。蒸發(fā)的汽提介質g2進料到第二汽提塔a2，和回收的液體吸收劑料流l3返回到吸收塔a17，此前與溫和的液體富含二氧化碳的吸收劑l0，和第二液體富含二氧化碳的部分l1_2分別熱交換，即如多個第一熱交換器a1、a1_1、a1_2所示。還可以預期僅使用一個熱交換器，并且熱交換用這些料流之一來進行。在所示的實施方案中，第二個第一熱交換器a1_2可以通過水提供冷卻。

在本發(fā)明的上下文中，術語“貧”或“耗盡”目的是表示這樣的料流，其含有的吸收的二氧化碳的量低于液體富含二氧化碳的吸收劑l1中的二氧化碳的量。因此，液體貧含二氧化碳的吸收劑料流l2和l2_2包含小于10mol％的二氧化碳，典型地小于5mol％的二氧化碳。有利地，回收的液體吸收劑l3典型地含有小于3mol％的二氧化碳。典型地，l1與l2_2和l3中的二氧化碳之比(l1:l2_2和l1:l3)分別是2:1和3:1。

第一和第二部分含二氧化碳氣流g1_1和g1_2在第二混合單元a16中混合，以提供含二氧化碳氣流g1。還可以預期這些料流在熱回收單元中混合，即混合單元a16可以省掉。在所示實施方案中，第一部分含二氧化碳氣體g1_1在第三增壓單元a15中壓縮，以提供壓縮的第一部分含二氧化碳氣體g1_1’，其處于能夠與第二部分含二氧化碳氣流g1_2混合的壓力。在這個階段的混合之前的壓縮是有效的，因為要壓縮的體積低于使用第二增壓單元a12壓縮到甚至更高的壓力時。

還可以預期在熱回收單元a3中的傳熱步驟之前，可以壓縮含二氧化碳氣流g1(未示出)。

包含在含二氧化碳氣流g1中的部分熱能傳遞到傳熱流體l4，由此提供冷卻的含二氧化碳氣流g3和加熱的料流l4’。

傳熱在熱回收單元a3中進行。優(yōu)選熱交換通過直接接觸進行，其中傳熱流體l4和含二氧化碳氣流g1彼此物理接觸。

通過使用直接接觸，熱交換將更有效，可以達到幾乎100％，這取決于各料流的大小和/或流量，即傳熱流體l4和含二氧化碳料流g3的溫度接近。另外，由含二氧化碳氣流g1冷凝的水和用作補充水的水二者將混合，可以用于到第一汽提塔a2_1的再循環(huán)中。

由此必然地，傳熱流體l4的溫度低于含二氧化碳氣流g1的溫度。在一個實施方案中，含二氧化碳氣流g1的溫度是90℃-115℃，傳熱流體l4是65℃-95℃。

因此，在一個示例性實施方案中，熱交換器是直接接觸冷卻器，和傳熱流體l4的溫度是約70℃，含二氧化碳氣流g1的溫度典型地是102℃，和各料流的質量流量比g1:l4是約1:9(kg/h)/(kg/h)，當填料是鮑爾環(huán)(無規(guī)填充)時，直接接觸冷卻器的傳熱高度是約4m和直徑是約0.7m。

使用這些相關值，將發(fā)生完全傳熱，以使得加熱的傳熱流體的溫度與含二氧化碳氣流g1的溫度大致相同，并且冷卻的含二氧化碳料流g3的溫度與傳熱流體l4相同?？梢灶A期溫度、流量和尺寸可以變化。取決于具體參數(shù)的選擇，本領域技術人員將能夠例如使用任何適于熱力學計算的模擬程序來確定其余參數(shù)；該程序是本領域公知的。

因此，這個步驟提供了將熱能從含二氧化碳氣流g1回收到傳熱流體l4。冷卻還使得含二氧化碳氣體中存在的水蒸氣的冷凝，這提供了加熱的料流l4’，其包含來自于含二氧化碳氣流g1的冷凝的水蒸氣，以及傳熱流體l4(現(xiàn)在是加熱的)。

含二氧化碳氣流g1的該冷卻提供了來自于該方法的水，其將進一步處理和作為汽提介質再循環(huán)到第一汽提塔中的汽提步驟。在具體實施方案中，這還提供了傳熱流體。傳熱流體l4可以是外部供給的，來源于本發(fā)明方法之前的吸收程序，或者全部上述的組合。

上述的冷卻的含二氧化碳料流g3進一步熱交換和在第一分離器a5中分離，以提供二氧化碳產(chǎn)物料流g5和第二液體料流l6。冷卻的含二氧化碳料流g3的該進一步冷卻確保了從二氧化碳氣體中除去甚至更多的水(流體)。在這個點，當溫度和壓力分別是約45℃和約1.3絕對巴時，二氧化碳產(chǎn)物料流g5氣體將含有低于5mol％的水。如果期望，二氧化碳產(chǎn)物料流g5可以經(jīng)歷最終純化步驟例如冷凝、蒸餾、吸附或其組合。

在所示的實施方案中，熱回收單元a3是直接接觸冷卻器，其是優(yōu)選的熱回收單元。通過冷卻步驟提供的加熱的料流l4’隨后減壓成減壓的料流l4”。減壓優(yōu)選依靠閥，更具體地減壓閥a8來獲得。減壓的料流l4”是氣體/液體混合物。將該料流減壓到低于加熱的料流l4’的壓力的壓力，優(yōu)選到低于大氣壓以提供液體/氣體混合物，即低于1巴/1atm。典型地，減壓到在先料流的壓力的約一半，例如從約1.4巴到約0.7巴等。

一種傳熱回路被包括以提供液體載熱體l5。

減壓的料流l4”的閃蒸分離提供了液體料流l4”’和回收的汽提介質g4。冷凝水的液體料流l4”’在第二減壓單元a13中進一步減壓，以提供第二減壓的料流l4””，所述料流是氣體/液體混合物。該壓力類似地優(yōu)選基本上減半例如到0.4絕對巴(當?shù)谝粔毫档偷?.7絕對巴時)。第二減壓的料流l4””然后在第三分離器a10中分離，以提供液體載熱體l5，其基本上由水組成，將其再循環(huán)和與補充水混合以提供傳熱流體l4。

在混合前，傳熱流體l4的壓力可以增加到對應于第二汽提塔a2中的汽提系統(tǒng)的壓力，其典型地是約0.9-2.5絕對巴，優(yōu)選1.8絕對巴。

在第三分離器a10中的分離還提供了水蒸氣的第二氣體a。將該料流再壓縮到閃蒸分離單元a9的操作壓力，以提供壓縮的第二氣體b，將其供給到閃蒸分離單元a9，其中將它用減壓的料流l4”閃蒸，其提供了回收的汽提介質g4。

因此，使用該循環(huán)，從打算用作汽提介質的液相中提取的蒸汽的量以簡單方式增加，并且具有最小的能量供給。

在一個實施方案中，l4’、l4”、l4”’、l4””中的任一個或多個，優(yōu)選l4”和/或l4””，通過熱源優(yōu)選低值熱源來加熱。將另外的熱供給到這些料流中的任一個將為特定料流提供增加的蒸氣壓，因此使g4的質量流量增加。熱可以取自該方法本身的任何合適位置或外部熱源。例如，熱可以取自第二液體貧含酸氣/二氧化碳的吸收劑l2_2和回收的液體吸收劑料流l3，其通過熱交換器a1_n(即a1_3和/或a1_2)來促進。在另一變體中，熱可以取自吸收塔a17，其中吸收的熱可以傳遞到上述任何料流。這樣做的另一優(yōu)點是吸收器中的溫度不過高。通過這些設置，可以進一步減少冷卻水的使用。

通過閃蒸分離提供的回收的汽提介質g4然后在第二增壓單元a12中再次壓縮，產(chǎn)生壓縮的回收的汽提介質g4’。第二增壓單元可以真空操作，但是可以預期合適的替代選項。壓縮的回收的汽提介質g4’具有明顯高于回收的汽提介質g4的溫度的溫度。熱來源于再壓縮。壓縮的回收的汽提介質g4’隨后作為汽提介質進料到第一汽提塔a2_1。

在圖2中所示的實施方案中，料流和元件(也示于圖1中)相同。因此，對于相同料流和部件，可以結合圖1來找到詳細說明。

在所示的實施方案中，回收的汽提介質g4可以通過圖1中所示的步驟來提供，或者它可以從閃蒸分離單元a9直接供給，具有(未示出)或不具有在先的壓縮。

第二液體貧含二氧化碳的部分l2_2和回收的液體吸收劑料流l3作為吸收劑的一部分或大部分(其吸收了來自于進料氣體g0的酸氣)再循環(huán)到吸收器a17。將回收的液體吸收劑l3(其是更潔凈的部分)冷卻和進料到吸收塔a17的上部。將第二液體貧含二氧化碳的部分l2_2進料到吸收塔的中部。第二液體貧含二氧化碳的部分l2_2可以包含稍高量的酸氣/二氧化碳，因為它已經(jīng)使用再循環(huán)的汽提介質進行了汽提。在該塔的不同部分進料提供了從進料氣體中非常有效地吸收酸氣。吸收步驟本身提供了溫和的液體富含二氧化碳的吸收劑l0，其與回收的吸收劑料流l3交換來加熱，以提供液體富含二氧化碳的吸收劑l1，其如上所述來處理，并且將經(jīng)處置的貧含二氧化碳的氣體g0_1再循環(huán)到初始源或再次吸收。

術語“總能耗的減少”要寬泛地理解。根據(jù)本發(fā)明，總能耗的減少意味著供給的實際能量減少和/或回收的可利用能量的量增加。對于較大設施的相關區(qū)段，可以孤立觀察減少的能耗。但是，對于這樣孤立觀察的區(qū)段，減少的能耗不應當以較大設施的上游和/或下游區(qū)段中增加能耗為代價。

此外，該方法所需的外部熱能可以用電能來代替，這在某些情況中，如果例如當通過可選的能量源例如風能來產(chǎn)生時會是有利的。

消耗的能量可以例如為電、高壓蒸汽、低壓蒸汽和/或用于升溫目的的熱水的形式。因此，視情況而定，在較大設施的區(qū)段中，減少這些形式的能量中至少一種的量被理解為減少了總能耗。