專利名稱：用于從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣中分離二氧化碳的方法和裝置的制作方法
用于從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣中分離二氧化碳的方法和
裝置本發(fā)明涉及運行化石燃料發(fā)電設(shè)備的方法，特別涉及從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣 中分離二氧化碳的方法。本發(fā)明另外涉及具有用于從廢氣分離二氧化碳的分離設(shè)備的化石 燃料發(fā)電設(shè)備。在以工業(yè)規(guī)模產(chǎn)生電能的化石燃料發(fā)電設(shè)備(fossiIbefeuerte Kraftwerks-anlage)中，由于化石燃料的燃燒生成了大量含二氧化碳的廢氣。除了二 氧化碳外，廢氣還含有其他組分，如氣體氮氣、二氧化硫、氮氧化物(Stickoxide)和水蒸 汽以及固體顆粒、粉塵和煙灰。在新型或改良的發(fā)電設(shè)備中已經(jīng)應(yīng)用了固體組分的分離 (Abscheidung)、硫氧化物Gctiwefeloxide)的分離(Abtrennung)還有氮氧化物的催化除 去。到目前為止，廢氣中含有的二氧化碳與廢氣一起排放至大氣中。在大氣中積聚的二氧 化碳阻止地球的熱輻射以及通過所謂的溫室效應(yīng)促進地球表面溫度的升高。為了減少化石 燃料發(fā)電設(shè)備中二氧化碳的排放量，可以從廢氣中分離出二氧化碳。特別在化學(xué)工業(yè)中已知有不同的方法用于從氣體混合物中分離二氧化碳。特別 地，已知有吸收-解吸方法用于在燃燒過程(Post-combustion CO2Separation)后從廢氣 中分離二氧化碳。用吸收-解吸方法分離二氧化碳是通過洗滌劑(Waschmittel)實現(xiàn)的。在經(jīng)典的 吸收-解吸過程中，廢氣在吸收柱中與作為洗滌劑的選擇性的溶劑接觸。通過化學(xué)過程或 物理過程吸收二氧化碳。已清洗的廢氣離開吸收柱進行另外的加工或排放。為了分離二 氧化碳和再生溶劑，將負載二氧化碳的溶劑導(dǎo)入解吸柱中。在解吸柱中的分離可以熱方式 (thermisch)進行。此時，從負載的溶劑中排出氣態(tài)二氧化碳和經(jīng)蒸發(fā)的溶劑的氣體-蒸汽 混合物。接著將經(jīng)蒸發(fā)的溶劑與氣態(tài)二氧化碳分離。對二氧化碳進行多步壓縮、冷卻以及 液化。所述二氧化碳可以液態(tài)或凍結(jié)狀態(tài)送往存儲或其他的用途。再生的溶劑回流至吸收 柱中，在該吸收柱中又可以從含二氧化碳的廢氣中獲取二氧化碳。目前存在的從氣體混合物中以工業(yè)規(guī)模分離二氧化碳的方法的主要問題是非常 高的能耗，尤其需要用于解吸的熱能。已知的在發(fā)電過程中或發(fā)電過程之后操作的將二氧化碳從廢氣中分離的方法的 普遍缺點是分離方法對發(fā)電過程產(chǎn)生顯著降低其效率的影響。由于用于實施二氧化碳分離 的能量必須從發(fā)電過程中獲取，這導(dǎo)致了效率的降低。因此，與沒有二氧化碳分離裝置的 化石燃料發(fā)電設(shè)備相比，具有二氧化碳分離裝置的化石燃料發(fā)電設(shè)備的經(jīng)濟效益性明顯更 低。本發(fā)明的目的是提供從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣中分離二氧化碳的方法，該方法 實現(xiàn)了高分離效率同時實現(xiàn)了有利的發(fā)電過程的整體設(shè)備效率。本發(fā)明的另一目的是提供整合了二氧化碳分離設(shè)備的化石燃料發(fā)電設(shè)備，其實現(xiàn) 了高分離效率同時實現(xiàn)了有利的發(fā)電設(shè)備的總體效率。根據(jù)本發(fā)明，上述針對方法的目的使用一種從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣中分離二 氧化碳的方法得到解決，在該方法中，在燃燒過程中燃燒化石燃料，其中產(chǎn)生含二氧化碳的熱廢氣，在吸收過程中含二氧化碳的廢氣與吸收介質(zhì)接觸，其中二氧化碳被吸收介質(zhì)吸收， 形成了負載的吸收介質(zhì)(beladenes Absorptionsmedium)，在解吸過程中從負載的吸收介 質(zhì)中受熱排出二氧化碳，并輸入蒸汽，將蒸汽噴入負載的吸收介質(zhì)中，其中通過蒸汽的冷凝 而釋放的冷凝熱轉(zhuǎn)移至負載的吸收介質(zhì)上。本發(fā)明從如下的考慮出發(fā)，直接引入負載的吸收介質(zhì)中的冷凝熱明顯有助于二氧 化碳受熱排出(thermischen austreiben)。根據(jù)本發(fā)明將蒸汽引入解吸過程中。通過用蒸 氣的冷凝熱促進解吸過程減輕了解吸過程中加熱設(shè)備的負擔。蒸汽在柱子內(nèi)冷凝，由此冷 凝熱直接轉(zhuǎn)移至負載的吸收介質(zhì)上。因此可以使用低溫蒸汽，因為例如在換熱過程中進行 間接熱轉(zhuǎn)移時沒有因熱轉(zhuǎn)移發(fā)生損耗。因為為了直接引入使用了具有低壓和低溫度水平的蒸汽，可以節(jié)省較高值蒸汽。 否則該較高值蒸汽一般從低壓輪機的溢流管道中獲取。該節(jié)省的高值蒸汽可供給給汽輪機 低壓部分中的蒸汽膨脹過程用于產(chǎn)生電能。由此實現(xiàn)化石燃料發(fā)電設(shè)備的總體效率的提
尚O除了通過引入冷凝熱減輕加熱設(shè)備的負擔，通過本發(fā)明的方法如下進一步有利于 解吸過程通過引入的蒸汽降低了已經(jīng)放出的二氧化碳的分壓。這表示了氣相中的二氧化 碳濃度的降低，由此促進了連接在負載的吸收介質(zhì)中的二氧化碳的排出。由此會有更少的 吸收介質(zhì)被蒸發(fā)，從而通過加熱設(shè)備向解吸過程引入的熱量更少。由于加熱設(shè)備同樣也是 通過蒸汽運行的，從而減少蒸汽的消耗量。節(jié)省的蒸汽因此可以提供給發(fā)電過程，并有助于 提高總體效率。根據(jù)本發(fā)明，通過所述方法僅引入一部分的所需熱能用于使二氧化碳從負載的吸 收介質(zhì)受熱排出。所需熱能的另一部分通過加熱設(shè)備并且尤其是間接經(jīng)過換熱過程引入至 解吸過程中。由此可以大量減少用于從負載的吸收介質(zhì)排出二氧化碳所需的能量。因此節(jié) 省的能量可以提供給發(fā)電過程，由此明顯提高發(fā)電設(shè)備的功效。由此，用于從化石燃料發(fā)電設(shè)備的廢氣中分離二氧化碳的方法實現(xiàn)了通過總體效 率提高的化石燃料發(fā)電設(shè)備進行基本更有效的運行。這通過節(jié)省用于運行解吸過程的能量 得以實現(xiàn)。此外，本發(fā)明實現(xiàn)了在滿足經(jīng)濟效率的條件下后續(xù)安裝二氧化碳分離設(shè)備。有利的是，通過噴入的蒸汽量基本補償(ausgleichen) 了由于吸收/解吸過程從 吸收劑循環(huán)的吸收介質(zhì)散掉的量。可能的是，因為通過解吸過程中的蒸汽冷凝引入了水。因 為使用的吸收介質(zhì)一般是水溶性的，并且通過所述過程蒸發(fā)造成了吸收劑的損失，通過引 入的水補償了吸收劑-解吸劑循環(huán)中的吸收劑損失。在常用方法中，為了補償吸收劑的損 失存在補給水流。通過應(yīng)用本發(fā)明的方法可以節(jié)省該補給水流。在二氧化碳-分離方法的一個優(yōu)選實施方式中，從多個位置向解吸過程中噴入輸 送的蒸汽。由此得到解吸過程內(nèi)部的均勻分布。用于噴入負載的吸收介質(zhì)中的蒸汽優(yōu)選地從分離過程上游的發(fā)電過程的蒸 汽-冷凝液循環(huán)中獲取。這樣是可能的，因為可以使用低溫蒸汽噴入負載的吸收介質(zhì)中。這 種蒸汽約為100 120°C熱。然而一般需要更高溫的蒸汽用于加熱過程的加熱，這是因為與 換熱器進行間接換熱會損失熱。具有更高能量的蒸汽一般例如從汽輪機的低壓部分的溢流 管道中獲取。所述蒸汽具有約120 160°C的溫度。取決于發(fā)電過程的運行方式或考慮發(fā)電過程中的其他參數(shù)，有利的是從不與發(fā)電過程連接的蒸汽產(chǎn)生過程中獲取蒸汽。由此減輕了發(fā)電過程的負擔，從而提高了發(fā)電 設(shè)備的效率。該蒸汽源可以是蒸汽產(chǎn)生過程，例如特別供應(yīng)用于分離過程的蒸汽產(chǎn)生過 程，或其他的蒸汽源，其設(shè)置用來持續(xù)地例如提供用于過程蒸汽(Prozessdampf)或熱蒸汽 (Heizdampf)。優(yōu)選地，僅將一部分輸送的蒸汽噴入負載的吸收介質(zhì)中。另一部分的輸送蒸汽與 負載的吸收介質(zhì)進行熱交換。由此供應(yīng)用于解吸過程的蒸汽分成兩個平行的蒸汽流。兩個 蒸汽流的分配通過調(diào)節(jié)過程進行調(diào)節(jié)。在二氧化碳-分離方法的一個有利改進方案中，輸送的蒸汽首先與負載的吸收介 質(zhì)進行熱交換，接著將一部分蒸汽噴入負載的吸收介質(zhì)中。有利的是，即提供高溫蒸汽用于 實施分離過程。蒸汽通過與負載的吸收介質(zhì)進行熱交換減少了焓，并且接著將至少一部分 噴入解吸過程中。根據(jù)本發(fā)明，針對化石燃料發(fā)電設(shè)備的目標通過燃燒設(shè)備下游的分離設(shè)備實現(xiàn)， 用于從含二氧化碳的廢氣中分離出二氧化碳，其中分離設(shè)備(Abscheideeinrichtimg)具 有用于吸收氣態(tài)二氧化碳的吸收單元以及放出氣態(tài)二氧化碳的解吸單元，所述解吸單元具 有用于蒸汽的噴入設(shè)備，該噴入設(shè)備連接至蒸汽管道，從而在分離設(shè)備運行時可將蒸汽噴 入解吸單元中。本發(fā)明出于如下考慮，通過噴入設(shè)備使得蒸汽可噴入解吸單元中，其中所述蒸汽 在解吸單元中冷凝且釋放出冷凝熱，從而通過引入的冷凝熱從已負載二氧化碳的吸收介質(zhì) 中可受熱排出二氧化碳。噴入設(shè)備包括蒸汽管道，該蒸汽管道流經(jīng)解吸單元，且優(yōu)選形成環(huán)形。也可以在解 吸單元中在不同高度上配置多個環(huán)形管道。在化石燃料發(fā)電設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案中，噴入設(shè)備配置在解吸單元的下部區(qū) 域中。在此，解吸單元包括沿垂直軸定向的塔(saule)。塔在上部區(qū)域具有入口且在下部區(qū)域 具有出口。因此，在運行時負載的吸收介質(zhì)可引入至上部區(qū)域中，并可在下部區(qū)域?qū)С鲈偕?的吸收介質(zhì)，由此使得負載的吸收介質(zhì)可以經(jīng)過解吸單元。因此，從吸收介質(zhì)中排出二氧化 碳尤其可以加熱方式進行，因為由此可以借助發(fā)電過程中供應(yīng)的熱能。解吸單元也可以具 有多個塔。這類塔在化學(xué)工業(yè)中已知為柱子(Kolonne)且用于通過熱學(xué)方法分離物質(zhì)混合 物。這通過利用不同相之間的平衡狀態(tài)得以實現(xiàn)。在解吸單元的下部區(qū)域是液相的負載二氧化碳的吸收介質(zhì)。通過也在解吸單元的 下部區(qū)域中配置的加熱設(shè)備，負載的吸收介質(zhì)是可加熱的。解吸單元的下部區(qū)域也可以稱 為槽(Sumpf)。盡可能接近槽配置噴口裝置在噴入蒸汽時有利地作用于已經(jīng)溶解的二氧化 碳的分壓?？蓪崿F(xiàn)的分壓減少表示在氣相中的二氧化碳濃度的降低，由此促進排出與負載 的吸收介質(zhì)結(jié)合的二氧化碳。從而需要較少的能量用于加熱設(shè)備的加熱。如使用可用蒸汽 加熱的加熱設(shè)備，那么通過發(fā)電設(shè)備中的節(jié)省的蒸汽量可以產(chǎn)生電能，從而提高了發(fā)電設(shè) 備的總體效率。在化石燃料發(fā)電設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案中，噴入設(shè)備包括噴口裝置，該噴口裝 置具有多個噴頭。優(yōu)選的是多個噴頭分布在整個噴口裝置中，從而通過噴口可導(dǎo)入的蒸汽 可以均勻地引入解吸單元中。在此，噴頭優(yōu)選指向負載的吸收介質(zhì)的流動方向上。這防止 了不期望的流動并確保了有目標地將蒸汽噴入解吸單元中，優(yōu)選以均勻地方式噴入。
有利的是，噴入設(shè)備經(jīng)過蒸汽管道連接溢流管道的分接頭或連接汽輪機的蒸汽冷 凝液管道。對噴入設(shè)備經(jīng)蒸汽管道所連接的蒸汽獲取位置的選擇根據(jù)所需的以及可獲得的 蒸汽參數(shù)進行確定。一定的用于噴入解吸單元中的蒸汽必須具有高于冷凝點的參數(shù)(氣壓 和溫度)。優(yōu)選地，從蒸汽-冷凝液管道中獲取蒸汽，該蒸汽-冷凝液管道連接汽輪機的低 壓段與冷凝器。流進蒸汽-冷凝液管道中的蒸汽具有約100 120°C的溫度。在化石燃料發(fā)電設(shè)備的一個特別改進方案中，解吸單元包括用蒸汽加熱的加熱設(shè) 備，該加熱設(shè)備經(jīng)蒸汽管道連接噴入設(shè)備，從而來自加熱設(shè)備的蒸汽可導(dǎo)入噴入設(shè)備中，且 可引入至解吸單元中。該配置要求使用更高溫度的蒸汽，該蒸汽優(yōu)選從汽輪機的中壓部分 和低壓部分之間的溢流管道中獲取。該蒸汽首先通過蒸汽與負載的吸收介質(zhì)進行熱交換來 驅(qū)動加熱設(shè)備。這降低了蒸汽的溫度。通過連接加熱設(shè)備與噴入設(shè)備的蒸汽管道，具有較 低溫度的蒸汽即可導(dǎo)入噴入設(shè)備中，并且經(jīng)過噴入設(shè)備可噴入解吸單元中。以類似的方式從上述二氧化碳-分離方法的相應(yīng)的改進方案中給出化石燃料發(fā) 電設(shè)備的其它優(yōu)勢。以下通過附圖進一步闡述本發(fā)明的實施例。圖示為

圖1 二氧化碳分離方法的實施例圖2具有汽輪機和二氧化碳分離裝置的化石燃料發(fā)電設(shè)備的實施例圖3具有燃氣輪機和汽輪機以及二氧化碳分離裝置的化石燃料發(fā)電設(shè)備的實施 例圖1示出二氧化碳-分離方法的實施例，特別是將蒸汽9噴入解吸過程7中。該 方法主要包括燃燒過程1、吸收過程4和解吸過程7。在燃燒過程1中產(chǎn)生含二氧化碳的廢氣3，廢氣3應(yīng)當通過二氧化碳-分離方法釋 放出二氧化碳。為此，將含二氧化碳的廢氣3輸送至吸收過程4。此外，向吸收過程輸送吸 收介質(zhì)5。在吸收過程4中，含二氧化碳的廢氣3與吸收介質(zhì)5接觸，由此二氧化碳被吸收 介質(zhì)5吸收，且形成負載的吸收介質(zhì)6以及幾乎不含二氧化碳的廢氣。將負載的吸收介質(zhì)6輸送至解吸過程7中，在此得到再生(regenerieren)。為了 進行再生，僅將蒸汽9噴入解吸過程中。蒸汽冷凝成水并在此釋放出冷凝熱。該冷凝熱促 進了再生過程。通過再生形成了再生的吸收介質(zhì)11以及氣態(tài)二氧化碳8和蒸汽態(tài)吸收介 質(zhì)的氣體-蒸汽混合物。所述氣體-蒸汽混合物通過分離過程分離成冷凝的吸收介質(zhì)和氣 態(tài)二氧化碳8。沒有示出冷凝的吸收介質(zhì)回流至吸收介質(zhì)5的循環(huán)中。氣態(tài)二氧化碳8現(xiàn) 在可以輸送至壓縮機過程，在這里氣態(tài)二氧化碳被液化以用于后續(xù)的加工或運輸。圖2是化石燃料發(fā)電設(shè)備14的實施例，其包括汽輪機裝置25和用于二氧化碳的 分離裝置16。汽輪機裝置25在燃燒設(shè)備15的上游。所述燃燒設(shè)備15包括燃燒室27，化石燃料 可通過燃料輸送管道輸送至燃燒室27中。在燃燒室27中實現(xiàn)可輸送的燃料的燃燒，其中 產(chǎn)生含二氧化碳的廢氣3以及蒸汽。燃燒室27通過蒸汽管道40連接汽輪機裝置25的汽 輪機四。所述汽輪機四可由輸入的蒸汽驅(qū)動。汽輪機四再經(jīng)過軸來驅(qū)動發(fā)電機30進行 發(fā)電。離開汽輪機四的蒸汽通過管道輸送至冷凝器37中。冷凝器37再經(jīng)過蒸汽-冷凝 液管道M連接燃燒室27用于回流冷凝蒸汽。在蒸汽-冷凝液管道M中接通冷凝液泵觀 用于輸送冷凝液。
含二氧化碳的廢氣3離開燃燒室，并且經(jīng)過廢氣管道39可輸送至包括分離設(shè)備16 的吸收單元17。煙氣凈化系統(tǒng)31、煙氣冷卻器32以及鼓風機33連接至煙氣管道39中。煙 氣凈化系統(tǒng)31可以例如包括脫硫設(shè)備或其它用于凈化煙氣的系統(tǒng)。通過煙氣冷卻器32排 出了含二氧化碳的煙氣3中的熱量。煙氣冷卻的必要性取決于在吸收單元中所需的溫度水 平。煙氣凈化系統(tǒng)31、煙氣冷卻器32以及鼓風機是任選的，并且可以以其它次序配置。分離設(shè)備16主要包括吸收單元17和解吸單元18。吸收單元17可以包括多個柱 子，該柱子配有所謂填料(Packimg)的構(gòu)件。填料用于擴大表面積，這對于從煙氣中將二氧 化碳吸收進入吸收介質(zhì)中是有利的。除了含二氧化碳的煙氣3之外，經(jīng)過用于再生吸收介 質(zhì)的管道48還可吸收介質(zhì)輸送至吸收單元17中。通過含二氧化碳的廢氣3和吸收介質(zhì)的 流經(jīng)可實現(xiàn)凈化煙氣，從而經(jīng)過煙氣管道39基本將不含二氧化碳的煙氣導(dǎo)出。在吸收單元 17中通過凈化所生成的負載的吸收介質(zhì)6經(jīng)過用于負載的吸收介質(zhì)的管道47可輸送至解 吸單元中。吸收劑泵34和交叉電流換熱器35連接至用于負載的吸收介質(zhì)的管道47中。吸 收劑泵34用于輸送負載的吸收劑6。在交叉電流換熱器35中負載的吸收介質(zhì)6可以相對 的方向?qū)胫翢岬脑偕奈战橘|(zhì)11中。由此可實現(xiàn)對負載的吸收介質(zhì)6進行預(yù)熱。解吸單元18可以包括多個柱子，該柱子配有所謂填料的構(gòu)件。填料用于擴大表面 積，這對于負載的吸收介質(zhì)7的解吸是有利的。解吸單元進一步包括噴入設(shè)備19，該噴入設(shè) 備配置在解吸單元的下部區(qū)域中。噴入設(shè)備19包括可導(dǎo)入蒸汽的管道以及具有多個噴頭 21的噴口裝置20，通過該噴頭由噴入設(shè)備19可導(dǎo)入的蒸汽可以噴入至解吸單元17中。所 述噴入優(yōu)選在吸收介質(zhì)的流動方向上進行，也就是說從上至下進行。噴入設(shè)備19通過蒸汽 管道22連接汽輪機四的溢流管道23的分接頭。這里未示出的是可選的蒸汽管道，該蒸汽 管道使得噴入設(shè)備19與蒸汽-冷凝液管道M連接。同樣也可以從其他的蒸汽管道中獲取 蒸汽用于輸入噴入設(shè)備19中。在解吸單元18中從負載的吸收介質(zhì)6中盡可能釋放出二氧化碳，從而形成氣態(tài)二 氧化碳8以及再生的吸收介質(zhì)11。離開解吸單元18的再生吸收介質(zhì)11的一部分經(jīng)過加熱 設(shè)備26加熱，并且重新輸送至解吸單元18中。作為加熱設(shè)備使用的是重沸器。離開解吸 單元18的再生吸收介質(zhì)11的另一部分經(jīng)過用于再生吸收介質(zhì)的管道48輸送至吸收單元 17中。吸收劑泵34’、交叉電流換熱器35和吸收劑冷卻器36連接至用于再生吸收介質(zhì)的 管道48中。通過交叉電流交換器35和吸收劑冷卻器36可以減少再生吸收介質(zhì)中的熱量。 吸收劑冷卻器36的使用是任選的。此外，解吸單元18經(jīng)過氣體管道49連接分離裝置38。在該分離裝置(所謂的氣 提塔-冷凝器(Mripper-Kondensator))中，蒸汽態(tài)吸收介質(zhì)和氣態(tài)二氧化碳的分離通過 吸收介質(zhì)的冷凝進行。冷凝的吸收介質(zhì)可以經(jīng)過冷凝液管道50回流至解吸單元18中。氣 態(tài)二氧化碳供給給其他的加工，例如液化。圖3中的化石燃料發(fā)電設(shè)備14顯示了具有二氧化碳分離設(shè)備16的燃氣輪機和汽 輪機發(fā)電設(shè)備51。燃氣輪機和汽輪機發(fā)電設(shè)備51在分離設(shè)備16的上游。燃氣輪機和汽輪 機發(fā)電設(shè)備51包括燃氣輪機單元和汽輪機單元。燃氣輪機單元主要包括燃氣輪機43，其 經(jīng)過軸與空氣壓縮器41和發(fā)電機30連接?？諝鈮嚎s器41連接燃燒室42。燃料輸送管道 46同樣與燃燒室連接。燃燒生成的含二氧化碳的廢氣經(jīng)過煙氣管道可輸送至燃氣輪機43。離開燃氣輪機43的含二氧化碳的廢氣通過煙氣管道可輸送至汽輪機單元中。汽輪機單元 包括加熱蒸汽發(fā)生器45、汽輪機四、發(fā)電機30和冷凝器37。煙氣管道與汽輪機單元的加熱 蒸汽發(fā)生器45連接。加熱蒸汽發(fā)生器45供應(yīng)用于產(chǎn)生蒸汽，并經(jīng)過蒸汽管道向汽輪機39 提供蒸汽。汽輪機39經(jīng)過軸與發(fā)電機連接用于發(fā)電。下游的分離設(shè)備16的設(shè)置基本與圖 2中的蒸汽發(fā)電機類似。 通過本發(fā)明，在二氧化碳排放減少的發(fā)電設(shè)備中實現(xiàn)了高效率。通過直接將蒸 汽噴入解吸單元中，使得槽式蒸發(fā)器(Sumpfverdampfer)減輕負擔，并通過添加低值蒸汽 (niederwertiger Dampf)節(jié)省了高值蒸汽(h0herwertiger Dampf)。由此節(jié)省了用于運行 解吸過程的能量。用于從含二氧化碳的廢氣中分離二氧化碳的裝置是化石燃料發(fā)電設(shè)備的 組成部分。通過電路技術(shù)的改進，可以比常見的化石燃料發(fā)電設(shè)備的氣體凈化設(shè)備實現(xiàn)效 率的提高。
權(quán)利要求
1.用于從化石燃料發(fā)電設(shè)備的煙氣中分離二氧化碳的方法，其中a)在燃燒過程(1)中燃燒化石燃料O)，其中產(chǎn)生含二氧化碳的熱廢氣(3)，b)在吸收過程中含二氧化碳的廢氣(3)與吸收介質(zhì)(5)接觸，其中二氧化碳被吸 收介質(zhì)(5)吸收，且形成負載的吸收介質(zhì)(6)，c)在解吸過程(7)中從負載的吸收介質(zhì)(6)中受熱排出氣態(tài)二氧化碳(8)，d)輸送蒸汽(9)，將蒸汽(9)噴入負載的吸收介質(zhì)(6)中，其中將通過蒸汽(9)冷凝而 釋放的冷凝熱轉(zhuǎn)移至負載的吸收介質(zhì)㈩)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過噴入的蒸汽的量基本補償由于吸收過程G)/ 解吸過程(7)從吸收劑循環(huán)中散出的吸收介質(zhì)(5)的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述蒸汽(9)在多個位置上噴入解吸過程(7)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的方法，其中噴入的蒸汽(9)從化石燃料發(fā)電設(shè) 備的蒸汽-冷凝液-循環(huán)中獲取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的方法，其中噴入的蒸汽(9)從蒸汽產(chǎn)生過程中 獲取，所述蒸汽產(chǎn)生過程不與發(fā)電設(shè)備的發(fā)電過程連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的方法，其中只將輸送的蒸汽(9)的一部分噴入 負載的吸收介質(zhì)(6)中，且輸送的蒸汽(9)的另一部分與負載的吸收介質(zhì)(6)進行熱交換。
7.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的方法，其中a)輸送的蒸汽(9)和負載的吸收介質(zhì)進行熱交換，其中形成了焓減少的蒸汽(13)，b)將一部分的焓減少的蒸汽(13)噴入負載的吸收介質(zhì)(6)中。
8.化石燃料發(fā)電設(shè)備(14)，其具有燃燒設(shè)備(1 下游的分離設(shè)備(16)，用于從含二氧 化碳的廢氣(3)中分離出二氧化碳，其中所述分離設(shè)備(16)具有用于吸收氣態(tài)二氧化碳的 吸收單元(17)和排放氣態(tài)二氧化碳的解吸單元(18)，其特征在于，所述解吸單元(18)具有連接在蒸汽管道0 上的蒸汽噴入設(shè)備(19)，從 而在分離設(shè)備(16)運行時蒸汽可被噴入解吸單元(18)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化石燃料發(fā)電設(shè)備(14)，其特征在于，在解吸單元(18)的下 部區(qū)域中設(shè)置噴口裝置00)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的化石燃料發(fā)電設(shè)備(14)，其特征在于，所述噴入設(shè)備 (19)包括噴口裝置(20)，其中所述噴口裝置00)具有多個噴頭(21)，所述噴頭指向 負載的吸收介質(zhì)(6)的流動方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10中任一項所述的化石燃料發(fā)電設(shè)備(14)，其特征在于，所述 噴入設(shè)備(19)通過蒸汽管道0 連接溢流管道的分接頭或連接汽輪機裝置05)的 蒸汽冷凝液管道04)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8 10中任一項所述的化石燃料發(fā)電設(shè)備(14)，其特征在于，所述 解吸單元(18)包括可用蒸汽加熱的加熱設(shè)備( )，且噴入設(shè)備(19)通過蒸汽管道02) 連接加熱設(shè)備(26)，從而蒸汽可以從加熱設(shè)備06)經(jīng)過噴入設(shè)備(19)噴入解吸單元(18) 中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從化石燃料發(fā)電設(shè)備的煙氣中分離二氧化碳的方法。在該方法中，首先在燃燒過程中燃燒化石燃料(2)，其中產(chǎn)生含二氧化碳的熱廢氣(3)。在下一方法步驟中，含二氧化碳的廢氣(3)在吸收過程(4)中與吸收介質(zhì)(5)接觸，其中二氧化碳被吸收介質(zhì)(5)吸收，且形成負載的吸收介質(zhì)(6)。在后續(xù)的方法步驟中，在解吸過程(7)中從負載的吸收介質(zhì)(6)中受熱排出氣態(tài)二氧化碳(8)。在此向解吸過程(7)輸送蒸汽(9)，將該蒸汽(9)噴入負載的吸收介質(zhì)(6)中，將通過蒸汽(9)的冷凝而釋放的冷凝熱轉(zhuǎn)移至負載的吸收介質(zhì)(6)上，同時降低解吸單元中二氧化碳的分壓。
文檔編號B01D53/14GK102089062SQ200980127172
公開日2011年6月8日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者亨寧·施拉姆, 拉爾夫·喬, 魯?shù)细瘛な┠偷?申請人:西門子公司