Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки



Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки
Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки
Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки

 


Владельцы патента RU 2508158:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от дымового газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки. Сначала в процессе сжигания сжигается ископаемое топливо (2), причем образуется горячий, содержащий диоксид углерода отходящий газ (3). На следующем этапе в процессе абсорбции (4) содержащий диоксид углерода отходящий газ (3) приводится в контакт с абсорбентом (5), причем диоксид углерода поглощается абсорбентом (5) и образуется загрязненный абсорбент (6). На следующем этапе в процессе десорбции (7) из загрязненного абсорбента (6) термически удаляется газообразный диоксид углерода (8). При этом в процесс десорбции (7) подается пар (9), который впрыскивается в загрязненный абсорбент (6), причем высвобождающееся в результате конденсации пара (9) тепло конденсации переносится на загрязненный абсорбент (6) и в то же время понижается парциальное давление диоксида углерода в десорбционном блоке. Изобретение позволяет повысить эффективность по сравнению с традиционным устройством газоочистки работающей на ископаемом топливе энергоустановки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу эксплуатации работающей на ископаемом топливе энергоустановки и, в частности, к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки. Кроме того, изобретение относится к работающей на ископаемом топливе энергоустановке с сепарирующим устройством для отделения диоксида углерода от отходящего газа.

У работающих на ископаемом топливе энергоустановок для вырабатывания электроэнергии в промышленном масштабе содержащий диоксид углерода отходящий газ возникает в большой степени за счет сжигания ископаемого топлива. Помимо диоксида углерода отходящий газ содержит другие компоненты, например газы азот, диоксид серы, оксиды азота, водяной пар, а также твердые частицы, пыли и сажу. В более современных или модернизированных энергоустановках уже находят применение сепарация твердых веществ, отделение оксидов серы и каталитическое удаление оксидов азота. Содержащийся в отходящем газе диоксид углерода до сих пор выпускался вместе с отходящим газом в атмосферу. Скапливающийся в атмосфере диоксид углерода препятствует излучению тепла от Земли и за счет так называемого парникового эффекта способствует повышению температуры ее поверхности. Для уменьшения выброса диоксида углерода в работающих на ископаемом топливе энергоустановках он может быть отделен от отходящего газа.

Для отделения диоксида углерода от газовой смеси, в частности в химической промышленности, известны различные способы. В частности, для отделения диоксида углерода от отходящего газа по окончании процесса сжигания (post-combustion CO2 separation) известен способ абсорбции-десорбции.

Отделение диоксида углерода способом абсорбции-десорбции осуществляется с помощью моющего средства. В классическом процессе абсорбции-десорбции отходящий газ в абсорбционной колонне приводится в контакт с избирательным растворителем в качестве моющего средства. При этом поглощение диоксида углерода происходит в результате химического или физического процесса. Очищенный отходящий газ покидает абсорбционную колонну для дальнейшей обработки или удаления. Загрязненный диоксидом углерода растворитель для своей регенерации и для отделения диоксида углерода направляется в десорбционную колонну. Отделение в десорбционной колонне может происходить термически. При этом из загрязненного растворителя удаляется газопаровая смесь из газообразного диоксида углерода и испарившегося растворителя. Затем испарившийся растворитель сепарируется от газообразного диоксида углерода. Диоксид углерода может быть в несколько этапов сжат, охлажден и сжижен. В жидком или замерзшем состоянии диоксид углерода может затем направляться на хранение или дальнейшую обработку. Регенерированный растворитель возвращается в абсорбционную колонну, где он снова может поглощать диоксид углерода из содержащего его отходящего газа.

Основной проблемой существующих способов отделения диоксида углерода от газовой смеси в промышленном масштабе являются, в частности, очень высокие энергозатраты, необходимые, в том числе, в виде энергии нагрева для десорбции.

Общим недостатком известных способов отделения диоксида углерода от отходящего газа, осуществляемых во время или после энергопроцесса, является, в частности, значительное, снижающее к.п.д. влияние процессов отделения на энергопроцесс. Снижение к.п.д. происходит потому, что энергию для осуществления отделения диоксида углерода приходится отбирать у энергопроцесса. Поэтому рентабельность работающей на ископаемом топливе энергоустановки заметно ниже, чем без устройства отделения диоксида углерода.

Задача изобретения состоит в создании способа отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки, благодаря которому обеспечивается высокая эффективность отделения при одновременно высоком общем к.п.д. энергопроцесса всей установки.

Другой задачей изобретения является создание работающей на ископаемом топливе энергоустановки с интегрированным сепарирующим устройством для диоксида углерода, которая обеспечивала бы высокую эффективность сепарации при ее одновременно высоком общем к.п.д.

Задача решается в части способа, согласно изобретению, посредством способа отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки, при котором в процессе сжигания сжигается ископаемое топливо, причем вырабатывается горячий, содержащий диоксид углерода отходящий газ, в процессе абсорбции содержащий диоксид углерода отходящий газ приводится в контакт с абсорбентом, причем диоксид углерода поглощается абсорбентом и образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент, в процессе десорбции из загрязненного абсорбента термически удаляется диоксид углерода и подается пар, который впрыскивается в загрязненный абсорбент, причем высвобождающееся в результате конденсации пара тепло конденсации передается на загрязненный абсорбент.

При этом изобретение исходит из того факта, что введенное непосредственно в загрязненный абсорбент тепло конденсации существенно способствует термическому удалению диоксида углерода. При этом, согласно изобретению, в процесс десорбции вводится пар. За счет поддержки процесса десорбции теплом конденсации пара разгружается используемое в процессе десорбции нагревательное устройство. Пар конденсируется внутри колонны, в результате чего тепло конденсации передается на загрязненный абсорбент. Поэтому можно использовать пар с низкой температурой, поскольку не возникает потерь за счет теплопередачи, как, например, при косвенной теплопередаче в теплообменном процессе.

Поскольку для непосредственного впрыска используется пар более низкого уровня давления и температуры, можно сэкономить более высококачественный пар. Он отбирается, как правило, из перепускного трубопровода турбины низкого давления. Сэкономленный более высококачественный пар имеется, тем самым, в распоряжении для процесса расширения пара на ступени низкого давления паровой турбины для вырабатывания электроэнергии. За счет этого достигается повышение общего к.п.д. работающей на ископаемом топливе энергоустановки.

Помимо разгрузки нагревательного устройства за счет тепла конденсации процессу десорбции способствует то, что благодаря вводимому пару снижается парциальное давление уже выделенного диоксида углерода. Это означает снижение концентрации диоксида углерода в газовой фазе, что способствует удалению связанного в загрязненном абсорбенте диоксида углерода. За счет этого приходится испарять меньше абсорбента, так что в процесс десорбции приходится вводить посредством нагревательного устройства меньше тепла. Поскольку нагревательное устройство также эксплуатируется на пару, в результате уменьшается расход пара. Поэтому сэкономленный пар имеется в распоряжении для энергопроцесса и может способствовать повышению общего к.п.д.

Согласно изобретению для термического удаления диоксида углерода из загрязненного абсорбента вводится лишь часть необходимой тепловой энергии. Другая часть необходимой тепловой энергии вводится в процесс десорбции посредством нагревательного устройства, преимущественно косвенно за счет теплообменного процесса. Таким образом, можно значительно уменьшить энергию, необходимую для удаления диоксида углерода из загрязненного абсорбента. Следовательно, сэкономленная энергия имеется в распоряжении для энергопроцесса, благодаря чему заметно повышается к.п.д. энергоустановки.

Предложенный способ обеспечивает, тем самым, существенно более эффективную эксплуатацию энергоустановки за счет повышения ее общего к.п.д. Это достигается тем, что экономится энергия для осуществления процесса десорбции. Кроме того, изобретение обеспечивает последующий монтаж устройства для отделения диоксида углерода при соблюдении экономических условий.

Предпочтительным образом за счет впрыскиваемого количества пара приблизительно компенсируется количество абсорбента, отбираемого из абсорбентного контура за счет процесса абсорбции-десорбции. Это возможно потому, что в результате конденсации пара в процессе десорбции вводится вода. Поскольку используемые абсорбенты, как правило, являются водорастворимыми, а в результате процесса возникают потери абсорбента из-за испарения, введенная вода позволяет компенсировать потери абсорбента в контуре абсорбер-десорбер. В традиционных способах для компенсации потерь абсорбента имеется поток подпиточной воды. Благодаря предложенному способу от него можно отказаться.

В одном предпочтительном варианте способа подаваемый пар вводится в процесс десорбции в нескольких местах. Этим достигается равномерное распределение в процессе десорбции.

Пар для впрыска в загрязненный абсорбент отбирается преимущественно из пароконденсатного контура энергопроцесса, предшествующего процессу сепарации. Это возможно потому, что для впрыска в загрязненный абсорбент можно использовать пар с более низкой температурой. Такой пар является горячим паром при температуре 100-120°C. Однако для процесса нагрева требуется, как правило, пар с более высокой температурой, поскольку из-за косвенной теплопередачи с теплообменником теряется тепло. Этот пар с более высокой энергией, напротив, отбирается, как правило, например, из перепускного трубопровода к ступени низкого давления паровой турбины. Этот пар имеет температуру 120-160°C.

В зависимости от режима энергопроцесса или с учетом других его параметров пар отбирается предпочтительно из процесса его вырабатывания, который не связан с процессом вырабатывания электроэнергии. За счет этого энергопроцесс разгружен, благодаря чему повышается к.п.д. энергоустановки. Этим источником пара может быть процесс его вырабатывания, который, например, предназначен специально для процесса сепарации, или другой источник пара, обычно предусмотренный, например, для вырабатывания технологического или теплофикационного пара.

Преимущественно в загрязненный абсорбент впрыскивается только часть подаваемого пара. Другая часть подаваемого пара направляется в теплообмене с загрязненным абсорбентом. За счет этого выработанный для процесса десорбции пар разделяется на два параллельных потока. Разделение на потоки регулируется посредством регулирования.

В одном предпочтительном варианте способа подаваемый пар направляется сначала в теплообмене с загрязненным абсорбентом, а затем часть пара впрыскивается в загрязненный абсорбент. Это предпочтительно, если для осуществления процесса сепарации в распоряжении имеется пар с высокой температурой. За счет теплообмена с загрязненным абсорбентом энтальпия пара уменьшается, а затем, по меньшей мере, часть пара вводится в процесс десорбции.

Задача в части работающей на ископаемом топливе энергоустановки решается, согласно изобретению, посредством подключенного к устройству для сжигания сепарирующего устройства для отделения диоксида углерода от содержащего его отходящего газа, причем сепарирующее устройство содержит абсорбционный блок для поглощения газообразного диоксида углерода и десорбционный блок для отдачи газообразного диоксида углерода, причем десорбционный блок содержит устройство впрыска пара, присоединенное к паропроводу, так что при работе сепарирующего устройства пар впрыскивается в десорбционный блок.

При этом изобретение исходит из того факта, что за счет устройства впрыска пар впрыскивается в десорбционный блок непосредственно, причем пар в десорбционном блоке конденсируется и высвобождает тепло конденсации, так что за счет введенного тепла конденсации диоксид углерода термически удаляется из загрязненного им абсорбента.

Устройство впрыска содержит паропровод, проходящий через десорбционный блок и выполненный преимущественно кольцеобразным. Также возможно располагать внутри десорбционного блока несколько кольцеобразных паропроводов на разной высоте.

В одном предпочтительном варианте энергоустановки устройство впрыска расположено в нижней части десорбционного блока. При этом последний содержит ориентированную по вертикальной оси колонну. Она имеет в верхней части впуск, а в нижней части - выпуск. При работе загрязненный абсорбент вводится в верхней части, а в нижней части выводится регенерированный абсорбент, что вызывает протекание загрязненного абсорбента через десорбционный блок. При этом удаление диоксида углерода из абсорбента происходит преимущественно термически, поскольку за счет этого можно использовать вырабатываемую в энергоустановке тепловую энергию. Десорбционный блок может содержать также несколько колонн. Такие колонны известны в химической промышленности и служат для разделения смесей веществ термическими способами. Это происходит с использованием равновесных состояний между различными фазами.

В нижней части десорбционного блока загрязненный диоксидом углерода абсорбент находится в жидкой фазе. Посредством расположенного также в нижней части десорбционного блока нагревательного устройства загрязненный абсорбент нагревается. Нижняя часть десорбционного блока называется также отстойником. Расположение соплового устройства как можно ближе к отстойнику предпочтительно сказывается при впрыске пара на парциальном давлении уже отделенного диоксида углерода. Достигаемое уменьшение парциального давления означает снижение концентрации диоксида углерода в газовой фазе, что способствует удалению связанного в загрязненном абсорбенте диоксида углерода. Благодаря этому для нагрева нагревательного устройства требуется меньше энергии. Если используется нагреваемое паром нагревательное устройство, то в энергоустановке для вырабатывания электроэнергии в распоряжении имеется сэкономленное количество пара, в результате чего возрастает ее общий к.п.д.

В одном предпочтительном варианте энергоустановки устройство впрыска содержит сопловое устройство, которое, в свою очередь, содержит несколько сопловых головок. Преимущественно эти сопловые головки распределены по сопловому устройству так, что впрыскиваемый через сопла пар равномерно подается в десорбционный блок. При этом сопловые головки ориентированы преимущественно в направлении течения загрязненного абсорбента. Это предотвращает нежелательные течения и обеспечивает целенаправленный впрыск пара в десорбционный блок, происходящий преимущественно равномерно.

Целесообразно устройство впрыска соединено посредством паропровода с местом отбора перепускного трубопровода или пароконденсатопровода паротурбинной установки. Выбор места отбора пара, с которым посредством паропровода соединено устройство впрыска, осуществляется в зависимости от требуемых и имеющихся параметров пара. При этом определенный для впрыска в десорбционный блок пар должен иметь параметры (давление и температура), лежащие выше точки конденсации. Преимущественно пар отбирается из пароконденсатопровода, который соединяет ступень низкого давления паровой турбины с конденсатором. Направляемый по пароконденсатопроводу пар имеет температуру 100-120°C.

В одном особенном варианте энергоустановки десорбционный блок содержит обогреваемое паром нагревательное устройство, которое посредством паропровода соединено с устройством впрыска, так что пар направляется из нагревательного устройства к устройству впрыска и впрыскивается в десорбционный блок. Это расположение требует использования пара более высокой температуры, который отбирается преимущественно из перепускного трубопровода между ступенями среднего и низкого давлений паровой турбины. Этот пар приводит в действие сначала нагревательное устройство за счет того, что он направляется в теплообмене с загрязненным абсорбентом. Это уменьшает температуру пара. По паропроводу, соединяющему нагревательное устройство с устройством впрыска, этот пар с более низкой температурой подается к устройству впрыска и впрыскивается им в десорбционный блок.

Другие преимущества работающей на ископаемом топливе энергоустановки следуют аналогичным образом из соответствующих вариантов описанного выше способа.

Ниже примеры осуществления изобретения более подробно поясняются с помощью схематичных чертежей, на которых изображают:

фиг.1: пример выполнения способа отделения диоксида углерода;

фиг.2: пример выполнения работающей на ископаемом топливе энергоустановки с паротурбинной установкой и устройством отделения диоксида углерода;

фиг.3: пример выполнения работающей на ископаемом топливе энергоустановки с газо- и паротурбинной установками и устройством отделения диоксида углерода.

На фиг.1 изображены пример выполнения способа отделения диоксида углерода и, в частности, ввод пара 9 в процесс десорбции 7. Способ включает в себя, в основном, процесс сжигания 1, процесс абсорбции 4 и процесс десорбции 7.

В процесс сжигания 1 вырабатывается содержащий диоксид углерода отходящий газ 3, который должен быть освобожден от него предложенным способом. Для этого отходящий газ 3 подается в процесс абсорбции 4. Кроме того, в процесс абсорбции 4 подается также абсорбент 5. В процессе абсорбции 4 содержащий диоксид углерода отходящий газ 3 вступает в контакт с абсорбентом 5, в результате чего диоксид углерода поглощается абсорбентом 5 и образуются загрязненный диоксидом углерода абсорбент 6 и освобожденный от диоксида углерода отходящий газ.

Загрязненный абсорбент 6 подается в процесс десорбции 7, где он регенерируется. Для регенерации в процесс десорбции 7 вводится пар 9. Этот пар конденсируется в воду, высвобождая при этом тепло конденсации. Это тепло конденсации поддерживает процесс регенерации. В результате регенерации образуются регенерированный абсорбент 11 и газопаровая смесь из газообразного диоксида углерода 8 и парообразного абсорбента. Газопаровая смесь разделяется в процессе разделения на конденсированный абсорбент и газообразный диоксид углерода 8. Не показан возврат конденсированного абсорбента в контур абсорбента 5. Газообразный диоксид углерода 8 может быть теперь направлен на процесс сжатия, во время которого он сжижается для дальнейшей обработки или транспортировки.

На фиг.2 изображен пример выполнения работающей на ископаемом топливе энергоустановки 14, содержащей паротурбинную установку 25 и сепарирующее устройство 16 для диоксида углерода.

Перед паротурбинной установкой 25 расположено устройство 15 сжигания. Оно включает в себя отапливаемый котел 27, к которому по подводящему топливопроводу 46 подается ископаемое топливо. В котле 27 происходит сжигание подаваемого топлива, причем вырабатываются содержащий диоксид углерода отходящий газ 3 и пар. Котел 27 посредством паропровода 40 соединен с паровой турбиной 29 паротурбинной установки 25. Паровая турбина 29 приводится в действие подаваемым паром. В свою очередь, паровая турбина 29 приводит в действие через вал генератор 30 для вырабатывания электроэнергии. Покидающий паровую турбину 29 пар подается по трубопроводу к конденсатору 37. Для возврата конденсированного пара конденсатор 37, в свою очередь, посредством пароконденсатопровода 24 соединен с котлом 27. Для подачи конденсата в пароконденсатопровод 24 встроен конденсатный насос 28.

Содержащий диоксид углерода отходящий газ 3 покидает котел 27 и по трубопроводу 39 для дымового газа подается к содержащему сепарирующее устройство 16 абсорбционному блоку 17. В трубопровод 39 для дымового газа встроены система очистки 31 дымового газа, охладитель 32 дымового газа и вентилятор 33. Система очистки 31 может включать в себя, например, обессеривающую установку или другие системы очистки дымового газа. Посредством охладителя 32 дымового газа от содержащего диоксид углерода отходящего газа 3 отбирается тепло. Необходимость охлаждения дымового газа зависит при этом от требуемого температурного уровня в абсорбционном блоке 17. Система 31, охладитель 32 и вентилятор 33 являются опциональными и могут располагаться также в другом порядке.

Сепарирующее устройство 16 содержит, в основном, абсорбционный 17 и десорбционный 18 блоки. Абсорбционный блок 17 может состоять из нескольких колонн, снабженных, в свою очередь, встроенными элементами, так называемыми насадками. Насадки служат для увеличения поверхности, что является предпочтительным для абсорбции диоксида углерода. Помимо содержащего диоксид углерода отходящего газа 3 в абсорбционный блок 17 по трубопроводу 48 подается регенерированный абсорбент 11. За счет подачи отходящего газа 3 и абсорбента достигается очистка отходящего газа, так что по трубопроводу 39 для дымового газа отводится в значительной степени освобожденный от диоксида углерода отходящий газ. Возникающий в абсорбционном блоке 17 в результате очистки загрязненный абсорбент 6 подается по трубопроводу 47 к десорбционному блоку 18.

В трубопровод 47 для загрязненного абсорбента 6 встроены насос 34 и перекрестноточный теплообменник 35. Насос 34 служит для подачи загрязненного абсорбента 6. В теплообменнике 35 загрязненный абсорбент 6 течет в направлении, встречном направлению горячего регенерированного абсорбента 11. Этим достигается подогрев загрязненного абсорбента 6.

Десорбционный блок 18 может состоять из нескольких колонн, снабженных, в свою очередь, встроенными элементами, так называемыми насадками. Насадки служат для увеличения поверхности, что является предпочтительным для десорбции загрязненного абсорбента 6. Десорбционный блок 18 содержит также устройство впрыска 19, расположенное в его нижней части. Устройство 19 впрыска состоит из трубопровода, по которому подается пар, и соплового устройства 20, имеющего несколько сопловых головок 21, посредством которых направляемый через устройство 19 впрыска пар впрыскивается в десорбционный блок 18. Впрыск происходит преимущественно в направлении течения абсорбента, т.е. сверху вниз. Устройство 19 впрыска посредством паропровода 22 соединено с местом отбора перепускного трубопровода 23 паровой турбины 29. Здесь не показан альтернативный паропровод, соединяющий устройство 19 впрыска с пароконденсатопроводом 24. Отбор пара для подачи в устройство 19 впрыска также возможен из другого паропровода.

В десорбционном блоке 18 происходит дальнейшее отделение диоксида углерода от загрязненного абсорбента 6, в результате чего образуются газообразный диоксид углерода 8 и регенерированный абсорбент 11. Одна часть покидающего Десорбционный блок 18 регенерированного абсорбента 11 нагревается посредством нагревательного устройства 26 и снова подается в Десорбционный блок 18. В качестве нагревательного устройства здесь используется ребойлер. Другая часть покидающего десорбционный блок 18 регенерированного абсорбента 11 подается по трубопроводу 48 в абсорбционный блок 17. В трубопровод 48 встроен насос 34' для абсорбента, перекрестноточный теплообменник 35 и охладитель 36 абсорбента. За счет теплообменника 35 и охладителя 36 от регенерированного абсорбента отбирается тепло. Использование охладителя 36 является опциональным.

Кроме того, десорбционный блок 18 соединен посредством газопровода 49 с устройством разделения 38. В устройстве разделения, так называемом стрипперном конденсаторе, происходит разделение парообразного абсорбента и газообразного диоксида углерода за счет конденсации абсорбента. Конденсированный абсорбент возвращается по конденсатопроводу 50 в Десорбционный блок 18. Газообразный диоксид углерода используется для дальнейшей обработки, например сжижения.

Изображенная на фиг.3 работающая на ископаемом топливе энергоустановка 14 содержит газопаротурбинную энергоустановку 51 с сепарирующим устройством 16 для диоксида углерода. Сепарирующее устройство 16 расположено перед энергоустановкой 51. Последняя содержит газо- и паротурбинный блоки. Газотурбинный блок состоит, в основном, из газовой турбины 43, которая посредством вала соединена с воздушным компрессором 41 и генератором 30. Воздушный компрессор 41 соединен с камерой 42 сгорания. Также с камерой 42 сгорания соединен подводящий топливопровод 46. Образующийся в результате сжигания, содержащий диоксид углерода отходящий газ подается по трубопроводу для дымового газа к газовой турбине 43. Покидающий ее содержащий диоксид углерода отходящий газ подается по трубопроводу для дымового газа к паротурбинному блоку. Последний состоит из парогенератора-утилизатора 45, паровой турбины 29, генератора 30 и конденсатора 37. Трубопровод для дымового газа соединен с парогенератором-утилизатором 45 паротурбинного блока. Парогенератор-утилизатор 45 предназначен для вырабатывания пара и снабжает паровую турбину 29 по паропроводу паром. Паровая турбина 29 соединена посредством вала с генератором 30 для вырабатывания электроэнергии. Подключенное сепарирующее устройство 16 выполнено, в основном, аналогично такому же устройству, представленному на фиг.2.

Благодаря изобретению с высокой эффективностью возможна эксплуатация электростанции с уменьшенным выбросом диоксида углерода. За счет непосредственного впрыска пара в десорбционный блок разгружается испаритель и экономится высококачественный пар за счет подачи низкокачественного пара. Благодаря этому экономится энергия для процесса десорбции. Устройство для отделения диоксида углерода от содержащего его отходящего газа является составной частью работающей на ископаемом топливе энергоустановки. За счет схемотехнического усовершенствования достигается существенное повышение эффективности по сравнению с традиционным устройством газоочистки работающей на ископаемом топливе энергоустановки.

1. Способ отделения диоксида углерода от дымового газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки, в котором в процессе (1) сжигания сжигают ископаемое топливо (2), причем образуется горячий, содержащий диоксид углерода отходящий газ (3); в процессе (4) абсорбции содержащий диоксид углерода отходящий газ (3) приводят в контакт с абсорбентом (5), причем диоксид углерода поглощается абсорбентом (5) и образуется загрязненный абсорбент (6); в процессе (7) десорбции из загрязненного абсорбента (6) термически удаляют газообразный диоксид (8) углерода, отличающийся тем, что пар (9), который отбирают из пароконденсатного контура работающей на ископаемом топливе энергоустановки, впрыскивают в загрязненный абсорбент (6), так что высвобождающееся в результате конденсации пара (9) тепло конденсации переносится на загрязненный абсорбент (6).

2. Способ по п.1, в котором абсорбент (5) является водоростворимым и за счет количества впрыскиваемого пара (9) примерно компенсируется количество воды, отбираемое из абсорбентного контура (12) в результате процесса абсорбции (4)/процесса десорбции (7).

3. Способ по п.2, в котором пар (9) вводят в процесс десорбции (7) в нескольких местах.

4. Способ по п.2, в котором пар (9) для впрыска отбирают из процесса вырабатывания пара, который не связан с процессом вырабатывания электроэнергии электростанции.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором в загрязненный абсорбент (6) впрыскивают только часть подаваемого пара (9), а другую часть подаваемого пара (9) направляют в теплообменник с загрязненным абсорбентом (6).

6. Способ по п.1, в котором подаваемый пар (9) направляют в теплообменник с загрязненным абсорбентом (6), причем образуется пар (13) с уменьшенной энтальпией, а часть пара (13) с уменьшенной энтальпией впрыскивают в загрязненный абсорбент (6).

7. Энергоустановка (14), работающая на ископаемом топливе, содержащая расположенное за устройством (15) сжигания сепарирующее устройство (16) для отделения диоксида углерода от отходящего газа (3), содержащего диоксид углерода, и паротурбинной установки (25), причем сепарирующее устройство (16) содержит абсорбционный блок (17) для поглощения газообразного диоксида углерода и десорбционный блок (18) для выдачи газообразного диоксида углерода, отличающаяся тем, что десорбционный блок (18) содержит устройство (19) впрыска пара, присоединенное к пароконденсатопроводу (24) паротурбинной установки (25), так что при работе сепарирующего устройства (16) пар впрыскивается в десорбционный блок (18).

8. Энергоустановка по п.7, отличающаяся тем, что сопловое устройство (20) расположено в нижней части десорбционного блока (18).

9. Энергоустановка по п.7 или 8, отличающаяся тем, что устройство (19) впрыска содержит сопловое устройство (20), причем сопловое устройство (20) имеет несколько сопловых головок (21), ориентированных в направлении течения загрязненного абсорбента (6).



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу очищения биогаза для получения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей установке для осуществления способа.
Изобретение относится к способу удаления кислотных газов из газового потока, в частности потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются из потока газа, по меньшей мере, одним абсорбентом.

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности и относится к способам жидкофазной окислительной конверсии сероводорода, содержащегося в газах, с получением элементарной серы.

Изобретение относится к способам для проведения тепло-массобменных процессов для системы газ-жидкость, в том числе для кондиционирования воздуха и его осушки, очистки газов от примесей других газов, паров жидкости и дисперсных твердых частиц, и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха, санитарной очистки газовых выбросов, для подготовки природных или попутных нефтяных газов перед их использованием или транспортом.

По меньшей мере, одну газообразную примесь, например силан, удаляют путем абсорбции из поступающего потока газа, например потока газа, содержащего азот и водород, каковая газообразная примесь обладает меньшей летучестью, чем поступающий поток газа.

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол.

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом.

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции. Способ включает в себя абсорбционный процесс, в котором содержащий диоксид углерода отходящий газ приводят в контакт с абсорбентом, в результате чего образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25), и десорбционный процесс (10), который функционирует от горячего пара из пароводяного контура работающей на ископаемом топливе электростанции и в котором загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25) регенерируют, в результате чего образуется регенерированный абсорбент (26).

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа.

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в газовой или в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки абсорбентов от примесей. .

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и диоксида углерода. Абсорбент содержит метилдиэтаноламин, фракцию вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина с интервалом кипения 50÷200°С, водорастворимый физический растворитель и воду. Абсорбент в качестве водорастворимого физического растворителя содержит полиэтиленгликоль или метиловые эфиры полиэтиленгликоля с формулой СН3-O(СН2СН2O)х-Н, где х=2÷5. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки газа от H2S и СO2 при сохранении высокой эффективности регенерации абсорбента от кислых компонентов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области очистки газов пиролиза углеводородного сырья от сероводорода и двуокиси углерода, конкретнее к способам очистки сернисто-щелочных водных стоков, образовавшихся при щелочной очистке газов. Может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности. Предложена технология селективной очистки пирогаза от кислых компонентов, включающая на первом этапе очистку пирогаза от сероводорода и регенерацию циркулирующего поглотительного раствора с выводом из материального потока элементарной серы, как продукта железо-каталитического окисления сульфидов. На втором этапе поглощение двуокиси углерода с термической регенерацией циркулирующего в схеме газоочистки раствора карбоната натрия. Изобретение обеспечивает полностью безотходную технологию, а также позволяет достичь высокой экономичности технологии. 2 ил.

Изобретение относится к способу очистки газовых смесей, в частности природного газа, содержащих меркаптаны и другие кислые газы, а также к поглащающему указанные загрязнители раствору. Способ очистки газовой смеси, содержащей меркаптан и/или этилмеркаптан и другие кислые газы, включает этап приведения в контакт указанной газовой смеси с поглощающим раствором, содержащим диэтаноламин, этоксилированный полиэтиленимин и воду, причем средняя молекулярная масса этоксилированного полиэтилена составляет от 500 до 106 г/моль. Изобретение позволяет обеспечить эффективное поглощение метилмеркаптана и/или этилмеркаптана, содержащихся в газовой смеси. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявлены способ и установка для нейтрализации кислотности газовой смеси. Способ и установка включают в себя осуществление контакта газовой смеси с абсорбентом в абсорбере. При этом абсорбент содержит несущую фазу и органическую фазу, которая не смешивается с несущей фазой; обеспечение возможности абсорбции органической фазой кислого газа и превращения кислого газа в абсорбированный кислый газ с тем, чтобы превратить абсорбент в абсорбент, богатый газом, и газовую смесь превратить в очищенную газовую смесь. Обеспечение возможности перехода абсорбированного кислого газа в несущую фазу с тем, чтобы образовать в богатом газом абсорбенте первую бедную газом фазу и фазу, богатую газом; подачу богатого газом абсорбента в сепаратор с тем, чтобы отделить первую бедную газом фазу от богатой газом фазы. Циклическое возвращение отделенной первой бедной газом фазы обратно в абсорбер; подачу отделенной богатой газом фазы в регенератор с тем, чтобы получить кислый газ и вторую бедную газом фазу; и циклическое возвращение второй бедной газом фазы обратно в абсорбер. Изобретение позволяет уменьшить общие затраты энергии для проведения операции нейтрализации кислотности. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области абсорбционной очистки углеводородных газов от сернистых соединений жидкими абсорбентами. Способ очистки природного газа от серы и сероводорода, включающий его контактирование с поглотителем и последующей регенерацией отработанного поглотителя продувкой кислородом воздуха, при этом в качестве поглотителя используют расплав черновой меди при температурах 1225-1350°C и времени контактирования 2-2,5 мин. Технический результат заключается в уменьшении сероотложения в абсорбционном аппарате при сохранении степени регенерации поглотителя. 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности. Устройство содержит сушилку (1) с псевдоожиженным слоем, отапливаемый высушенным бурым углем паровой котел, паровую турбину. Бурый уголь подвергают косвенной сушке в сушилке (1). Высушенный уголь охлаждают, измельчают и подают в паровой котел. Топочный газ из парового котла подвергают абсорбционной очистке для отделения CO2. Устройство для очистки топочного газа включает абсорбционную колонну (14), десорбционную колонну (12), рибойлер (13). Необходимую для абсорбционной очистки энергию частично отбирают из сушилки (1). Изобретение позволяет снизить количество необходимого для очистки топочного газа пара низкого давления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу удаления серосодержащих газов из неочищенных газов. При этом удаленные серосодержащие газы обрабатываются при высоком давлении регенерации. Это позволяет производить подачу в хранилище серосодержащих газов по возможности с низкими затратами на сжатие. Неочищенный газ подается в абсорбционную колонну, в которой он при повышенном рабочем давлении очищается от находящихся в нем сернистых газовых компонентов с помощью физического абсорбента. Абсорбент, насыщенный серосодержащими газами и пригодными для использования газами, подается затем в отпарную колонну высокого давления, в которой испаряется часть абсорбента и в результате образуется экстракционный пар. Посредством экстракционного пара отделяют соабсорбированные, пригодные для использования газы. Пригодные для использования газы выводятся через верхнюю часть отпарной колонны высокого давления. Абсорбент, также содержащийся в парах верхней части отпарной колонны высокого давления, ожижают и снова отводят в отпарную колонну высокого давления. Поток абсорбента, выходящий из нижней части отпарной колонны высокого давления поступает в регенерационную колонну высокого давления, в которой отделяются присутствующие в абсорбенте серосодержащие газы и отводятся под высоким давлением в верхней части регенерационной колонны высокого давления. Регенерированный абсорбент отводится из нижней части регенерационной колонны высокого давления и направляется обратно в абсорбционную колонну. Изобретение позволяет освободить неочищенный газ от серосодержащих компонентов до содержания в несколько частей на миллион. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Очистку газа от сероводорода проводят в двух абсорберах. Исходный газ (2) подается в первый абсорбер (1), из него частично очищенный газ (3) подаётся во второй абсорбер (7), где контактирует с регенерированным абсорбентом, поданным по линии (8). Газ, насыщенный диоксидом углерода (10), отводится с верха второго абсорбера (7). Абсорбент (9) с низа второго абсорбера (7) поступает двумя разнотемпературными потоками (4 и 5) на разные уровни в первый абсорбер (1). Насыщенный сероводородом абсорбент (31) с низа первого абсорбера (1) поступает в регенератор (11). Регенерированный абсорбент через накопитель (15) и насос (37) по линии (8) подаётся во второй абсорбер (7). Предложенный способ позволяет повысить степень очистки от сероводорода отходящих газов с одновременным увеличением селективности извлечения сероводорода в присутствии диоксида углерода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, содержащего сероводород, с применением окислительного аппарата в сочетании с абсорбером. Способ непрерывного удаления сернистого водорода из потока газа включает контактирование исходного газообразного сырья, содержащего сернистый водород, с катализатором, представляющим собой хелатированный металл, в абсорбере, работающем при давлении Р1, превышающем 100 ф/дюйм2, с получением первого потока газа, не содержащего сернистый водород, и второго потока, содержащего элементарную серу и раствор хелатированного металла, удаление первого потока, обеспечение окислительного аппарата, работающего при давлении Р2, где Р2>Р1+5 ф/дюйм2, направление части второго потока в окислительный аппарат, введение потока сжатого воздуха, содержащего кислород, в окислительный аппарат, таким образом, чтобы осуществлялась диффузия кислорода и его контактирование с указанным вторым потоком, и выделение элементарной серы из раствора катализатора на основе хелатированного металла в окислительном аппарате и удаление серы из окислительно-восстановительного процесса. Изобретение обеспечивает эффективное удаление сероводорода из газовых потоков восстановительно-окислительным способом при высоком давлении. 4 з. п. ф - лы, 1 ил.

Изобретение относится к абсорбционной очистке газа, а именно к устройству абсорбционных аппаратов, и может быть использовано при очистке газов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Предложен фракционирующий абсорбер, состоящий из вертикального корпуса, абсорбционной и отпарной массообменных секций, зоны питания с патрубком ввода очищаемого газа, размещенной между ними, верхней сепарационной зоны с патрубками ввода абсорбента и вывода очищенного газа и нижней сепарационной зоны с патрубком вывода абсорбата. Массообменные секции разделены на две подсекции, каждая из которых содержит по меньшей мере один тепломассообменный блок, оснащенный патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладоагента, выполненный из тепломассообменных элементов спирально-радиального типа, образующих внутреннее пространство для прохода теплоносителя или хладоагента и наружное пространство для противоточного массообмена между газом и падающей пленкой жидкости. Патрубок вывода абсорбата и нижний патрубок отпарной подсекции, примыкающей к зоне питания, а также патрубок вывода очищенного газа и верхний патрубок абсорбционной подсекции, примыкающей к зоне питания, попарно соединены трубопроводами. Наружное пространство тепломассообменных блоков абсорбционной секции целесообразно заполнить массообменной насадкой. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты и снизить металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх