来自化石燃料发电厂的废气中的二氧化碳的分离方法和分离装置的制作方法

专利名称：来自化石燃料发电厂的废气中的二氧化碳的分离方法和分离装置的制作方法
来自化石燃料发电厂的废气中的二氧化碳的分离方法和分
离装置 本发明涉及用于化石燃料发电厂运行的二氧化碳分离装置、具有二氧化碳分离装置的化石燃料发电厂、化石燃料电站过程用的二氧化碳分离过程、以及二氧化碳分离过程在化石燃料发电厂中的用途。在产生电能的化石燃料发电厂中，燃烧化石燃料将会生成含二氧化碳的废气。通常该含二氧化碳的废气排放在大气中。为了减小化石燃料发电厂中二氧化碳的排放量，可以从废气中分离二氧化碳。通常已知有不同的方法用于从气体混合物中分离二氧化碳。一般使用吸收-解吸方法用于具体分离燃烧过程后的废气中的二氧化碳。在工业规模上，所述利用吸收-解吸方法分离二氧化碳通过使用二氧化碳选择性洗涤剂进行。在该情况中，吸收塔中的废气接触选择性溶剂，二氧化碳结合进入溶剂中。基本上除去了二氧化碳的废气从吸收塔释放用 于进一步的加工程或用于排放。负载有二氧化碳的溶剂导入解吸塔中用于二氧化碳的分离和溶剂的再生。解吸塔中的分离可以热方式进行。在该情况中，负载溶剂被加热，生成了含气态二氧化碳和蒸发溶剂的气体-蒸汽混合物，所谓的废余蒸汽。之后蒸发溶剂和二氧化碳分离。经分离的二氧化碳可以在多个阶段中压缩和冷却。液态或冻结状态的二氧化碳之后可以存放或用于进一步的应用。再将再生溶剂引入吸收塔中，在此可以再次从含二氧化碳的废气中接收二氧化碳。所有上述吸收-解吸方法的一个大的缺陷在于解吸通常需要大量的能量。该能量一般以热蒸汽的形式从发电厂过程得到，这极大地影响发电设备的总效率。为了减小解吸所需的能量消耗，现有技术已经公开了一系列改进方案，其中能量消耗特别地通过改进吸收-解吸过程在发电厂过程中的整合而进行优化。另外一个较大的问题是主要归因于吸收-解吸塔的必要构造尺寸，使得上述吸收-解吸过程皆是非常缓慢的。基本上全面地分离发电厂废气中的二氧化碳只有当符合以下条件时才可以有效地开始热蒸汽可以充分地从发电厂获得以及解吸塔被充分加热。到目前为止，大量负载二氧化碳的废气以未净化的状态释放进入大气中。发电厂,例如联合循环发电厂(GuD-Kraftwerk, CCPP),但是也越来越多的蒸汽发电厂以增加的频率停工，例如每个晚上或每个周末。当发电厂关闭时，不再产生含二氧化碳的烟道气。但是，也不再能得到蒸汽或热蒸汽。如果二氧化碳分离装置和发电厂一起关闭而不采用额外的措施，将会产生一系列问题。残留在吸收-解吸装置中的负载二氧化碳的溶剂将会冷却，从而导致溶解限度不足，因而发生产物的沉淀和沉降。溶剂中所含的沉淀颗粒或悬浮颗粒会导致堵塞风险增加。关闭整合入发电厂中的二氧化碳分离装置也被证实是困难的。在吸收-解吸装置的计划停工期间，整个溶剂回路中所含的溶剂必须基本上完全地被解吸以避免堵塞风险。为此，吸收塔与废气流分离以及解吸塔另外被加热。结果是，进一步的二氧化碳借由解吸塔被解吸以及进一步的二氧化碳不再被吸收在吸收塔中。在相当长时间后，溶剂经再生至发电站可以关闭的时间。直到此时，必须供应给二氧化碳分离装置充足的高质量的热蒸汽。当必须再次启动发电厂时，也必须再次加热溶剂。直到达到运行温度，有相当长的一段时间内不能分离二氧化碳或不能实现经济地进行分离。对于短停工期，溶剂的基本上完全的解吸，一方面是不经济的，另一方面涉及解吸塔的重启时间长。因此，二氧化碳分离装置优选在短停工期时保持备用运行模式。但是在备用运行模式时，必须加热溶剂以便一方面确保快速重启以及另一方面阻止可能的溶剂结晶或沉淀。此外，在备用运行模式中还必须循环泵送溶剂，即沿着回路泵送。循环泵送阻止了由于溶剂在任一窄带或静区(T'otrSum)中的滞留而引起的潮湿或蒸发产物的出现，其中潮湿或蒸发产物的出现会再次导致结晶。在备用运行模式中，流量的减小当然是可能的，但是仅在整个溶剂回路在每一位点充分进行循环泵送时。因此，本发明的目的是公开用于化石燃料发电厂运行的二氧化碳分离装置，以及具有二氧化碳分离装置的化石燃料发电厂，其一方面可以使用节能的备用运行模式，另一方面确保快速返回至二氧化碳分离装置的操作，其中基本上减小了备用运行模式(Stand-By-Btrieb)所需的能量需求。
另外，本发明的一个目的是公开用于化石燃料发电厂过程的二氧化碳分离过程，以及二氧化碳分离过程在化石燃料发电厂中的用途，其一方面可以使用节能的备用运行状态(Stand-By-Betrieb-Zustand),以及另一方面确保快速返回至二氧化碳分离过程的操作，其中基本上减小了备用运行模式状态所需的能量需求。本发明涉及装置的目的通过权利要求I以及权利要求6和7的特征实现。根据本发明的二氧化碳分离装置包括用于接收来自化石燃料发电厂的烟道气的吸收单元、解吸单元和热交换器。热交换器具有主要侧，可以通过该主要侧吸收热量，以及具有次要侧，可以通过该次要侧再次放出经接收的热量。热交换器通过其主要侧连接进入回流管线，其连接解吸单元至吸收单元。在主要侧进入方向上，热交换器在该情况中通过进口侧回流管线连接至解吸单元，以及在主要侧导出方向上通过出口侧回流管线连接与吸收单元。通过它的次要侧，热交换器连接进入进料管线，其连接吸收单元至解吸单元。在次要侧进入方向上，热交换器在该情况中通过进口侧进料管线连接至吸收单元以及在导出方向上通过出口侧进料管线连接至解吸单元。根据本发明，设置第一旁通管线，其连接所述进口侧回流管线与所述出口侧进料管线从而形成具有解吸单元的至少基本上封闭的第一回路，以及设置第二旁通管线，其连接所述进口侧进料管线与所述出口侧回流管线从而形成具有所述吸收单元的至少基本上封闭的第二回路。本发明的核心是将基本上由吸收单元、解吸单元、热交换器、进料管线和回流管线形成的实际溶剂回路分成两个分离的溶剂回路，也就是说分成具有解吸单元的第一溶剂回路和具有吸收单元的第二溶剂回路。实际溶剂回路分成第一溶剂回路和第二溶剂回路通过第一旁通管线和第二旁通管线实现。在该情况中，安设第一旁通管线和第二旁通管线使得它们桥接热交换器。热交换器包括交叉流动热交换器，其一般用于这种类型的吸收-解吸装置中。在热交换器中，热的再生溶剂逆流导入温的负载溶剂中，其中来自热的再生溶剂中的热量放出至温的负载溶剂中。通过第一旁通管线和第二旁通管线的大范围桥接热交换器实现以下效果一方面形成了第一溶剂回路和第二溶剂回路，其中这两个回路是基本上封闭的回路，另一方面基本上减小两个回路之间的热量交换。
由此可以特别有利地以备用运行状态来运行分离装置。具体地，这特别使得可以不同的参数运行第一溶剂回路和第二溶剂回路。从而每个溶剂子-回路可以最优化进行以优化其最小备用需求，而其他各溶剂回路不会对其产生影响。可以最优化匹配各溶剂子回路至备用运行模式状态从而确保了快速返回至二氧化碳分离装置的操作，同时减小了备用运行模式状态的必要能量需求，因为此时加热分离装置要求更下的能量。因此，例如可以进一步对解吸单元进行加热，从而在当返回至一般运行状态(Normalbetriebzustand)时快速地为最优解吸温度,而无需以相同的程度加热吸收单元。同时，吸收单元和解吸单元的解耦(Entkoppplung)或分离使得吸收单元可以在备用运行状态下可以更低的温度运行。有利地设置相应的关闭配置(Absperrarmatur)和控制配置(Regelarmatur)以便可以控制和调节溶剂流动。因此，在回流管线中，在第一旁通管线的支流的下游，设置可以减小或关闭溶剂流动的第一阀门。由此实现了溶剂的至少一分流引入通过第一旁通管线。与此类似，在进料管线中，在第二旁通的支流的下游，提供可以减小或关闭溶剂流动的第二 阀门。由此实现了溶剂的至少一分流引入通过第二旁通管线。例如，具有解吸单元的第一溶剂回路由此可以保持在比第二溶剂回路更高的温度。并且，以耐压密封方式分离的两个溶剂回路导致第一溶剂回路可以保持在不同于第二溶剂回路的压力。备选地或另外地，存在以不同的待运送溶剂的流量运行两个溶剂回路的可能性。各分开的溶剂回路受循环泵抽送相应最小的运送量。从而可以在各溶剂回路中调节循环泵抽送溶剂的不同流量以及因此最优化各溶剂回路。这可以节省电能以及因此减小备用运行模式所需的电能。在分离装置的进一步发展中，第一辅助热交换器连接进入第一旁通管线中。该第一辅助热交换器在如下情形中是特别有利的当备用运行模式中设计进一步加热解吸单元但例如由于发电厂关闭不能获得热蒸汽用于直接运行解吸单元时。在该情况中，热能可以引入第一溶剂回路中，从而借由辅助热交换器进入解吸单元中。然而，第一辅助热交换器也可以安设在具有解吸单元的回路的任一其他任选点上。备选地或另外地，在分离装置的其他实施方式中，第二辅助热交换器连接进入第二旁通管线中。第二辅助热交换器也可以在没有第一辅助热交换器的条件下运行。在该情况中的第二辅助热交换器的目的类似于第一热交换器的目的，以及在备用运行模式中可以加热吸收单元。并且，第二辅助热交换器可以安设在具有吸收单元的回路的任一其他任选点。在分离装置的一特别发展中，第一旁通管线的第一辅助热交换器连接至第二旁通管线的第二辅助热交换器从而热量可以从第一辅助热交换器转移至第二辅助热交换器。这使得可以利用分离装置的备用运行模式，在该备用运行模式中一方面设立了两个分离的溶剂回路，另一方面额外地加热解吸单元和吸收单元。在该情况中，如在一般运行状态中，通过锅炉槽将热蒸汽形式的热量引入解吸单元中并因此进入第一溶剂回路中。为了加热吸收单元，来自第一溶剂回路的热量现在借由第一辅助热交换器通过管道引入第二辅助热交换器中，以及随后引入第二溶剂回路中并且从而进入吸收单元中。在分离装置的一其他有利发展中，第一阀门连接进入第一旁通管线中，以及第二阀门连接进入第二旁通管线中。关于阀门，它们是控制阀门或关闭阀门，通过它们可以调节各旁通的溶剂的流量。在备用运行模式中，第一阀门和第二阀门是至少部分地或完全地打开，以及因此第一旁通和第二旁通是至少部分开放的。在一般运行状态中，第一阀门和第二阀门是基本上封闭的，从而第一旁通和第二旁通是基本上封闭的。整合了二氧化碳分离装置或在下游连接二氧化碳分离装置的化石燃料发电厂优选是蒸汽发电厂。在该情况中的蒸汽发电厂包括化石燃料锅炉、通过锅炉的蒸汽运行的蒸汽涡轮机、通过蒸汽涡轮机经由轴驱动的发电机以及在废气侧下游连接至锅炉的二氧化碳分离装置。或者，化石燃料发电厂也可以是CCPP (联合循环发电厂或燃气和蒸汽发电厂)。该情况中的CCPP包括化石燃料燃气涡轮机、连接进入燃气涡轮机的废热通道中的废热蒸汽发生器、通过废热蒸汽发生器的蒸汽运行的蒸汽涡轮机、通过燃气涡轮机和蒸汽涡轮机经由轴驱动的至少一个发电机(Generator)以及在废气侧下游连接至燃气涡轮机的二氧化碳分离装置。本发明涉及方法的目的通过权利要求8和17的特征实现。
根据本发明的用于化石燃料发电厂过程的二氧化碳分离过程基本上包括吸收过程和解吸过程。在二氧化碳分离过程中，在一般运行状态和不同于一般运行状态的特别运行状态之间存在区别。在特别运行状态中，第一旁通是打开的使得来自解吸过程的再生溶剂至少部分地再次返回进入解吸过程中。另外，第二旁通是打开的使得来自吸收过程的负载溶剂至少部分地返回进入吸收过程中。此外，还可能的是解吸过程再生溶剂的热量的一部分转移至吸收过程的负载溶剂。在该情况中重要的是在一般运行状态中通过吸收过程和解吸过程之间的连接特别形成的起始溶剂回路在特别运行状态中分成两个基本上分开的溶剂回路。该分开通过第一旁通和第二旁通实现。借由第一旁通，形成了具有解吸过程的基本上封闭的第一溶剂回路，以及借由第二旁通形成具有吸收过程的基本上封闭的第二溶剂回路。基本上相互分开的两个溶剂回路基本上减小了两个溶剂回路之间的热交换。该方案导致第一溶剂回路和第二溶剂回路可以有利地以不同的参数运行。因此，例如可以对解吸单元进行加热以便当返回至一般运行状态时快速地为最佳解吸温度，而不必以相同程度对吸收单元进行加热。同时，吸收过程和解吸过程的解耦或分离使得吸收单元可以在备用运行模式状态中以更低的温度运行。并且，以耐压密封方式分开的两个溶剂回路使得第一溶剂回路可以保持在不同于第二溶剂回路的压力。该措施确保了电站可以快速地进入备用运行模式状态、可以快速地重启，此外在备用运行模式状态中仅需要少量的能量因为仅补偿了溶剂的实际热量损失。各溶剂的位置特别地通过术语“负载溶剂”和“再生溶剂”进行解释。再生溶剂位于解吸过程的区域中，因为溶剂在解吸过程中再生，负载溶剂位于吸收过程的区域中，因为在吸收过程中吸收二氧化碳。在特别运行状态中，可以设立一种状态，在该状态中负载溶剂具有与再生溶剂相同的二氧化碳负载。将起始溶剂回路分成彼此分开的两个溶剂回路的基础思想使得仅一部分溶剂用于彼此分离的两个溶剂回路中。另外的部分用于起始溶剂回路中，如在一般运行状态中。这例如可以是特别有利的如果在备用运行模式状态中进入吸收过程的能量在解吸过程内发生，以及以更小的程度对吸收过程进行加热。在该情况中，一部分溶剂从第一溶剂回路引入第二溶剂回路中。证实了二氧化碳分离过程的实施方式是有利的，其中来自解吸过程的80%至98%的溶剂通过第一旁通重新引入返回至解吸过程，以及因此形成第一溶剂回路，以及2%至20%进入吸收过程，以及因此，如起始溶剂回路，用于一般运行状态中。由此来自解吸过程的热量引入吸收过程中。相应地，来自吸收过程的80%至98%的溶剂借由第二旁通再次返回进入吸收过程中，以及2%至20%进入解吸过程中。在此情况中的百分比表示溶剂的循环泵抽送量。进入吸收过程中则是通过上游热交换器过程进行的。证实了 10%至90%的比率是特别有利的。在该情况中，10%溶剂由解吸过程弓I入吸收过程中，以及90%通过旁通再次引入返回至解吸过程中。该比率引起例如在解吸过程中的温度为大约100° C时，吸收过程中的温度则可以设为大约40° C。吸收过程中更低的温度节省了特别运行状态中的加热能量。
在二氧化碳分离过程的一备选实施方式中，来自解吸过程的再生溶剂完全地通过第一旁通进料至解吸过程中，以及来自吸收过程的负载溶剂完全地通过第二旁通再次返回至吸收过程中。就是说，未将第一溶剂回路和第二溶剂回路分开成部分流(TeilstiOm)。然而，来自第一溶剂回路的再生溶剂和来自第二溶剂回路的负载溶剂交换热量从而加热负载溶剂。由于这两个溶剂回路彼此分开，在特别运行状态中，解吸过程随后可以在不同于吸收过程的压力下运行，由此设立各过程运行的最优模式。在二氧化碳分离过程的特别运行状态中，有利地在吸收过程的吸收器中将平均温度调节为30° C至70° C，以及有利地在解吸过程的解吸器中将平均温度调节为80° C至120° C。在该情况中，经证实吸收器中大约40° C的温度以及解吸器中大约100° C的温度是特别有利的。氨基酸盐溶液有利地用作二氧化碳分离过程中的溶剂。在二氧化碳分离过程的发展中，相比较一般运行状态而言，吸收过程中的负载溶剂和/或解吸过程中的再生溶剂的流量在特别运行状态中进一步减小。流量定义了在过程中循环泵抽送的溶剂量。由于在特别运行状态中不发生二氧化碳的吸收或仅受限地发生二氧化碳的吸收，可以减小流量。通过分开溶剂回路可以最优化各溶剂回路的各溶剂的流量而不会极大地影响其他各溶剂回路。从而节约了泵用能量。特别运行状态期间中断的或受限的二氧化碳的吸收使得相比较一般运行状态而言可以有利地不冷却引入吸收过程中的溶剂。在一般运行状态中，冷却借由贫溶剂冷却剂进行。在进入吸收过程之前溶剂的冷却可以在吸收过程中实现溶剂的更高二氧化碳负载。但是由于在特别运行状态中更少的二氧化碳或完全没有二氧化碳需要被吸收，可以省去冷却，从而节约了能量。在特别运行状态的情况中，它是备用运行模式状态。特别运行状态优选在化石燃料发电厂过程完全地或部分地关闭时运行。特别运行状态只有当含减小量的二氧化碳的废气或完全不含二氧化碳的废气到达吸收过程时才开始。在这个方面，可以关闭烟道气冷却器。二氧化碳分离过程优选用于化石燃料发电厂中。下面将参考附图
更详细地说明本发明的示例性实施方式。在附图中
图I示出了二氧化碳分离过程的示例性实施方式图2示出了二氧化碳分离装置的示例性实施方式在图I中，示出了二氧化碳分离过程90。过程以决定步骤100开始。在决定步骤100中确定二氧化碳分离过程90是否从一般运行状态110改变为特别运行状态120。如果确定特别运行状态120，则进行以下过程-打开第一旁通130-打开第二旁通140待进行的过程的顺序可以改变。通过打开第一旁通130，来自解吸过程160的再生溶剂至少部分再次返回至解吸过程160中。通过打开第二旁通140，来自吸收过程150的负载溶剂至少部分返回至吸收过程150中。未示出另一过程步骤，其中来自解吸过程160的 再生溶剂的热量放出至吸收过程150的负载溶剂。从而借由解吸过程160实现对吸收过程150的至少部分加热。现在二氧化碳分离过程90处于特别运行状态120。决定步骤100后，利用决定步骤200确定二氧化碳分离过程90是否从特别运行状态120再次变化返回至一般运行状态110。如果确定一般运行状态110，则进行以下过程-关闭第一旁通230-关闭第二旁通240可以改变将要进行的过程的顺序。通过关闭第一旁通130，来自解吸过程160的再生溶剂再次引入吸收过程150中。通过关闭第二旁通140，来自吸收过程150的负载溶剂再次引入解吸过程160中。现在二氧化碳分离过程90再次处于一般运行状态110。在图2中，示出了二氧化碳分离装置I。未示出其中整合了分离装置I的发电厂。分离装置I通过烟道气3用的流动通道和热蒸汽管线20连接至发电厂。借由烟道气3用的流动通道，含二氧化碳的烟道气进入以一般运行状态的分离装置I中。通过热蒸汽管线20，在运行期间向分离装置提供热蒸汽。为此，热蒸汽导入锅炉槽(Sumpfkocher) 21中。未示出热蒸汽导入例如侧加热仪器中。分离装置I基本上包括吸收单元2、解吸单元4、热交换器5、第一旁通管线10和第二旁通管线11。热交换器5具有吸收热量用的主要侧以及放出热量用的次要侧。热交换器5在主要侧进入方向上通过进口侧回流管线6连接至解吸单元4，以及在导出方向上通过出口侧回流管线7连接至吸收单元2。在次要侧进入方向上，热交换器5通过进口侧进料管线8连接至吸收单元2，以及在导出方向上通过出口侧进料管线9连接至解吸单元4。该相互连接设置使得通过热交换器5在吸收单元2和解吸单元4之间形成溶剂用的回路。另外，设置第一旁通管线10，其中第一阀门14和第一辅助热交换器连接进入该第一旁通管线10中。第一旁通管线10连接进口侧回流管线6至出口侧进料管线9。借由第一旁通管线10，形成了具有解吸单元的至少基本上封闭的第一回路。此外，设置第二旁通管线11，其中第二阀门15和第二辅助热交换器13连接进入该第二旁通管线11中。第二旁通管线11连接进口侧进料管线8至出口侧回流管线7。借由第二旁通管线11，形成了具有吸收单元的至少基本上封闭的第二回路。未示出连接第一辅助热交换器12与第二辅助热交换器13的连接管线。借由这样的连接管线，热量可以从第一辅助热交换器12转移至第二辅助热交换器13。第一泵17连接进入进口侧回流管线6中，以及第二泵16连接进入进口侧进料管线8中。溶剂在第一回路和第二回路中循环的流量可以分别借由第一泵17和第二泵16进行调节。未示出多种可以连接进入进料管线或回流管线中的额外的配置，例如额外的阀门或控制设备。冷却器18连接进入出口侧回流管线7中。在备用运行模式状态中，冷却器18可以减小其输出功率或关闭。通过基本上彼此分离的两个回路可以基本上减小两个回路之间的热量交换。该措施使得第一回路和第二回路可以有利地以不同的参数运行。由此一方面各回路可以最优化匹配备用运行模式状态从而确保快速返回至分离装置I的操作，同时减小备用运行模式状 态所需的能量，因为加热分离装置I和循环泵抽送溶剂所需的能量更小。
权利要求
1.二氧化碳分离装置(I)，其包括用于接收来自化石燃料发电厂的烟道气的吸收单元(2)、解吸单元(4)和热交换器(5)，其中所述热交换器(5)在主要侧进入方向通过进口侧回流管线(6)连接至所述解吸单元(4)，以及在导出方向上通过出口侧回流管线(7)连接至所述吸收单元(2)，以及在次要侧进入方向上通过进口侧进料管线(8)连接至吸收单元(2)，以及在导出方向上通过出口侧进料管线(9)连接至所述解吸单元(4)，其特征在于，设置第一旁通管线(10)，其连接所述进口侧回流管线(6)与所述出口侧进料管线(9)从而形成具有解吸单元(4)的至少基本上封闭的第一回路，以及设置第二旁通管线(11)，其连接所述进口侧进料管线(8)与所述出口侧回流管线(7)从而形成具有所述吸收单元(2)的至少基本上封闭的第二回路。
2.根据权利要求I所述的分离装置(I)，其特征在于第一辅助热交换器(12)连接进入所述第一旁通管线(10)中。
3.根据权利要求I或2所述的分离装置(I)，其特征在于第二辅助热交换器(13)连接进入所述第二旁通管线(11)中。
4.根据权利要求3所述的分离装置(I)，其特征在于所述第一旁通管线(10)的第一辅助 热交换器(12)连接至所述第二旁通管线(11)的第二辅助热交换器(13)从而热量可以从所述第一辅助热交换器(12)转移至所述第二辅助热交换器(13)。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的分离装置(1)，其特征在于，第一阀门(14)连接进入所述第一旁通管线(10)中，以及第二阀门(15)连接进入所述第二旁通管线(11)中。
6.化石燃料发电厂，其设计为蒸汽发电厂，其包括化石燃料锅炉、通过锅炉的蒸汽运行的蒸汽涡轮机、由所述蒸汽涡轮机通过轴驱动的发电机以及如权利要求I至5中任一项所述的在废气侧连接至燃气涡轮机下游的二氧化碳分离装置(I)。
7.化石燃料发电厂，其设计为燃气和蒸汽发电厂，其包括化石燃料燃气涡轮机、连接进入燃气涡轮机的废热通道中的废热蒸汽发生器、通过废热蒸汽发生器的蒸汽运行的蒸汽涡轮机、至少一个由燃气涡轮机和蒸汽涡轮机通过轴驱动的发电机以及如权利要求I至5中任一项所述的在废气侧连接至燃气涡轮机下游的二氧化碳分离装置(I)。
8.化石燃料发电厂过程用的二氧化碳分离过程(90)，其包括吸收过程(150)和解吸过程(160)，其中在不同于一般运行状态(110)的特别运行状态(120)中， -打开第一旁通(130)使得来自所述解吸过程(160)的再生溶剂至少部分再次返回至所述解吸过程(160)中， -打开第二旁通(140)使得来自所述吸收过程(150)的负载溶剂至少部分再次返回至所述吸收过程(150)中。
9.根据权利要求8所述的二氧化碳分离过程(90)，其中热量从所述解吸过程(160)的再生溶剂转移至所述吸收过程(150)的负载溶剂。
10.根据权利要求8或9所述的二氧化碳分离过程(90)，其中来自所述解吸过程(160)的再生溶剂的80%至98%通过所述第一旁通(130)再次返回至所述解吸过程(160)中，以及2%至20%进入所述吸收过程(150)中，从而将热量引入所述吸收过程(150)中，以及其中来自所述吸收过程(150)的负载溶剂的80%至98%通过所述第二旁通(140)再次返回进入所述吸收过程(150)中，以及2%至20%进入所述解吸过程(160)中。
11.根据权利要求8或9所述的二氧化碳分离过程(90)，其中来自所述解吸过程(160)的再生溶剂完全通过所述第一旁通(130)再次返回至所述解吸过程(160)中，以及来自所述吸收过程(150)的负载溶剂完全通过所述第二旁通(140)再次返回至所述吸收过程(150)中，以及其中所述再生溶剂和所述负载溶剂交换热量从而加热所述负载溶剂。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)，其中经由特别运行状态(120)，所述吸收过程(150)的吸收器中的平均温度(TlO)调节为30° C至70° C，以及所述解吸过程(160)的解吸器中的平均温度(T20)调节为80° C至120° C。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)，其中氨基酸盐溶液用作溶剂。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)，其中相对于一般运行状态(110)而言，在所述特别运行状态(120)中进一步减少所述吸收过程(150)的负载溶剂和/或所述解吸过程(160)中的再生溶剂的流量。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)，其中相对于一般运行状态(110)而言，在所述特别运行状态(120)中不冷却所述引入所述吸收过程(150)中的溶剂。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)，其中，所述特别运行状态(120)在所述化石燃料发电厂过程完全或部分关闭时运行。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的二氧化碳分离过程(90)在所述化石燃料发电厂中的用途。
全文摘要
本发明涉及二氧化碳分离装置(1)。此处的分离装置(1)主要包括用于接收来自化石燃料发电厂的烟道气的吸收单元(2)、解吸单元(4)和热交换器(5)。热交换器(5)在主要侧进入方向上通过进口侧回流管线(6)连接至解吸单元(4)，以及在导出方向上通过出口侧回流管线(7)连接至吸收单元(2)。在次要侧方向，热交换器(5)通过进口侧进料管线(8)连接至吸收单元(2)，以及在导出方向上通过出口侧进料管线(9)连接至解吸单元(4)。另外，设置第一旁通管线(10)，进口侧回流管线(6)通过该第一旁通管线(10)连接至出口侧进料管线(9)从而形成具有解吸单元(4)的至少基本上封闭的第一回路，此外设置第二旁通管线(11)，进口侧进料管线(8)通过该第二旁通管线(11)连接至出口侧回流管线(7)从而形成具有吸收单元(2)的至少基本上封闭的第二回路。
文档编号B01D53/14GK102844094SQ201180017191
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年3月31日
发明者M.罗斯特, R.施耐德, H.施拉姆 申请人:西门子公司