DE102021214786A1 - Carbon Dioxide Separation Device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung 10, wobei die Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung 10 eine Absorptionsvorrichtung 20 und eine Desorptionsvorrichtung 30 aufweist, wobei die Absorptionsvorrichtung 20 einen Gaseinlass 21 für das zu reinigende Gas und einen Gasauslass 22 für das gereinigte Gas aufweist, wobei die Absorptionsvorrichtung 20 einen Absorptionssolvenseinlass 23 und einen Lösungsauslass 24 aufweist, wobei die Desorptionsvorrichtung 30 wenigstens einen ersten Lösungseinlass 31, einen Absorptionssolvensauslass 32, einen Warmsolvenseinlass 33 und einen Kohlendioxidauslass 34 aufweist, wobei der Lösungsauslass 24 mit dem ersten Lösungseinlass 31 über eine erste Lösungsverbindung 40 verbunden ist, wobei die erste Lösungsverbindung 40 einen ersten Wärmetauscher 41 aufweist, wobei der Absorptionssolvensauslass 32 mit dem Absorptionssolvenseinlass 23 über eine Absorptionssolvensverbindung 50 verbunden ist, wobei die Absorptionssolvensverbindung 50 den ersten Wärmetauscher 41 aufweist, sodass die Wärme des Solvensstroms an den Lösungsstrom übergeben wird, wobei die Absorptionssolvensverbindung 50 eine Abzweigung 51 zu einer Warmsolvensverbindung 52 aufweist, wobei die Warmsolvensverbindung 52 mit dem Warmsolvenseinlass 33 verbunden ist, wobei die Warmsolvensverbindung einen zweiten Wärmetauscher 53 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Solvens im zweiten Wärmetauscher 53 um 0,2 bar bis 5 bar höher ist als der Druck in der Desorptionsvorrichtung 30 am Absorptionssolvensauslass 32.The present invention relates to a carbon dioxide separation device 10, the carbon dioxide separation device 10 having an absorption device 20 and a desorption device 30, the absorption device 20 having a gas inlet 21 for the gas to be cleaned and a gas outlet 22 for the cleaned gas, the absorption device 20 has an absorption solvent inlet 23 and a solution outlet 24, the desorption device 30 having at least a first solution inlet 31, an absorption solvent outlet 32, a warm solvent inlet 33 and a carbon dioxide outlet 34, the solution outlet 24 being connected to the first solution inlet 31 via a first solution connection 40, the first solution connection 40 having a first heat exchanger 41, the absorption solvent outlet 32 being connected to the absorption solvent inlet 23 via an absorption solvent connection 50, the absorption solvent connection 50 having the first heat exchanger 41 such that the heat of the solvent stream is transferred to the solution stream, the absorption solvent connection 50 has a branch 51 to a warm solvent connection 52, the warm solvent connection 52 being connected to the warm solvent inlet 33, the warm solvent connection having a second heat exchanger 53, characterized in that the pressure of the solvent in the second heat exchanger 53 is increased by 0.2 bar to 5 bar is higher than the pressure in the desorption device 30 at the absorption solvent outlet 32.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid aus Gasen, insbesondere aus Abgasen.The invention relates to a device for separating carbon dioxide from gases, in particular from exhaust gases.
Um den menschgemachten Klimawandel zu reduzieren wird zunehmend vermieden, Kohlendioxid in die Atmosphäre abzugeben. Vielmehr wird versucht, entstehendes Kohlendioxid abzutrennen und entweder anschließend umzuwandeln oder zu deponieren. Ein typisches Verfahren hierzu ist, Abgase bei etwa 25 °C bis 50 °C mit einer basischen Lösung, beispielsweise einer Amin-Lösung zu waschen. Diese Amin-Lösung wirkt als Solvens in dem sich das Kohlendioxid löst. Die das Kohlendioxid-enthaltende Lösung wird dann erwärmt und in einem Desorptionsschritt das Kohlendioxid wieder in die Gasphase überführt. Hierdurch wird das Solvens zurückerhalten und ebenso wird ein reiner Kohlendioxid-Gasstrom. Der Kohlendioxid-Gasstrom kann dann beispielsweise, und rein exemplarisch, deponiert oder einer Methanol-Synthese zugeführt werden.In order to reduce man-made climate change, carbon dioxide emissions into the atmosphere are increasingly being avoided. Instead, attempts are being made to separate the carbon dioxide that is produced and then either convert it or dump it. A typical method for this is to scrub exhaust gases at about 25°C to 50°C with a basic solution, for example an amine solution. This amine solution acts as a solvent in which the carbon dioxide dissolves. The solution containing the carbon dioxide is then heated and the carbon dioxide is converted back into the gas phase in a desorption step. This recovers the solvent and also produces a pure carbon dioxide gas stream. The carbon dioxide gas stream can then, for example, and purely by way of example, be deposited or fed to a methanol synthesis.
Aus der WO 2010 / 086 039 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Abgas einer fossilbefeuerten Kraftwerksanlage bekannt.WO 2010/086 039 A1 discloses a method and a device for separating carbon dioxide from an exhaust gas from a fossil-fired power plant.
Aus der
Aus der WO 2014 / 077 919 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung saurer Gase aus einem Gasstrom und einer Regeneration der absorbierenden Lösung bekannt.WO 2014/077 919 A1 discloses a device and a method for removing acidic gases from a gas stream and regenerating the absorbing solution.
Aus der US 2017 / 0197175 A1 ist ein energieeffizientes Verfahren zur Extraktion saurer Gases aus einem Gasstrom bekannt.An energy-efficient method for extracting acidic gas from a gas stream is known from US 2017/0197175 A1.
Aus der WO 2013 / 013 749 A1 ist eine Wärmerückgewinnung bei Absorptions- und Desorptionsprozessen bekannt.Heat recovery in absorption and desorption processes is known from WO 2013/013 749 A1.
Aus der WO 2019 / 232 626 A1 ist eine CO2 Abtrennung nach der Verbrennung mit einer Wärmerückgewinnung bekannt.CO 2 separation after combustion with heat recovery is known from WO 2019/232 626 A1.
Allen Anlagen zur Abtrennung von CO2 ist gemein, dass zur erneuten Abgabe des CO2 aus der Lösung Energie zugeführt werden muss. Hierzu wird auf Wärme auf einem hohen und damit vergleichsweise wertvollen Niveau zurückgegriffen.What all systems for separating CO 2 have in common is that energy must be supplied to release the CO 2 from the solution again. For this purpose, heat is used at a high and thus comparatively valuable level.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung bereitzustellen, bei der Gesamtprozess aus Absorption und Desorption energetisch optimiert ist.The object of the invention is to provide a carbon dioxide separation device in which the overall process of absorption and desorption is energetically optimized.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.This object is achieved by the carbon dioxide separation device having the features specified in claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawings.
Die erfindungsgemäße Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung weist eine Absorptionsvorrichtung und eine Desorptionsvorrichtung auf. In der Absorptionsvorrichtung wird das vom Kohlendioxid zu reinigende Gas eingeführt und durch den Kontakt mit einem Solvens, meist einer Amin-Lösung, das Kohlendioxid aus der Gasphase in die flüssige Phase überführt. Es entsteht eine Lösung aus dem Solvens mit dem darin gelösten, gegebenenfalls gebundenem, Kohlendioxid. Diese Lösung wird in die Desoptionsvorrichtung überführt, wo das Kohlendioxid aus der Lösung wieder ausgetrieben wird, wodurch das Solvens zurückerhalten und im Kreislauf zurück in die Absorptionsvorrichtung überführt wird. Ebenso wird ein Kohlendioxid-Gasstrom erhalten, welcher der weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Dieses Grundprinzip wird in einer Vielzahl an Variationen bereits eingesetzt.The carbon dioxide separation device according to the invention has an absorption device and a desorption device. The gas to be cleaned of carbon dioxide is introduced into the absorption device and the carbon dioxide is converted from the gas phase into the liquid phase by contact with a solvent, usually an amine solution. A solution is formed from the solvent with the carbon dioxide dissolved therein, which may be bound. This solution is transferred to the desorption device where the carbon dioxide is stripped out of the solution, thereby recovering the solvent and being recycled back to the absorption device. Likewise, a carbon dioxide gas stream is obtained, which can be supplied for further use. This basic principle is already used in a large number of variations.
Die Absorptionsvorrichtung weist einen Gaseinlass für das zu reinigende Gas und einen Gasauslass für das gereinigte Gas auf. Das zu reinigende Gas kann beispielsweise ein Abgas aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe sein. Das gereinigte Gas wäre dann meist hauptsächlich Stickstoff mit einem kleinen Rest an Kohlendioxid und gegebenenfalls einem durch den Verbrennungsprozess stark reduzierten Anteil an Sauerstoff. Das gereinigte Gas kann dann beispielsweise an die Atmosphäre abgegeben werden, ohne dabei große Mengen an Kohlendioxid als Treibhausgas freizusetzen. Die Absorptionsvorrichtung weist üblicherweise einen oder mehrere Stoffaustauschelemente auf, die zwischen dem Gaseinlass und dem Absorptionssolvenseinlass angeordnet sind. Die Stoffaustauschelemente dienen dazu, die flüssige und die gasförmige Phase besser in Kontakt zu bringen, insbesondere auch die Oberfläche der flüssigen Phase zu erhöhen. Derartige Stoffaustauschelemente sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise Glockenböden, Füllkörper oder strukturierte Packung sein,The absorption device has a gas inlet for the gas to be cleaned and a gas outlet for the cleaned gas. The gas to be cleaned can be, for example, an exhaust gas from the combustion of fossil fuels. The cleaned gas would then mostly be mainly nitrogen with a small remainder of carbon dioxide and possibly a greatly reduced proportion of oxygen as a result of the combustion process. The cleaned gas can then be released into the atmosphere, for example, without releasing large amounts of carbon dioxide as a greenhouse gas. The absorption device usually has one or more mass transfer elements which are arranged between the gas inlet and the absorption solvent inlet. The mass transfer elements serve to bring the liquid and the gaseous phase into better contact, in particular also to increase the surface area of the liquid phase. Such mass transfer elements are known to the person skilled in the art and can be, for example, bubble trays, packing or structured packing,
Die Absorptionsvorrichtung weist weiter einen Absorptionssolvenseinlass und einen Lösungsauslass auf. Der Absorptionssolvenseinlass ist üblicherweise oben an der Absorptionsvorrichtung angeordnet, der Lösungsauslass unten an der Absorptionsvorrichtung. Entsprechend ist der Gaseinlass üblicherweise unten und der Gasauslass oben angeordnet, sodass Gas und Solvens im Gegenstrom durch die Absorptionsvorrichtung fließen.The absorption device further includes an absorption solvent inlet and a solution outlet. The absorption solvent inlet is usually located at the top of the absorption device, the solution outlet at the bottom of the absorption device. Accordingly, the gas inlet is usually located at the bottom and the gas outlet at the top, so that gas and solvent are in the Flow countercurrent through the absorption device.
Die Desorptionsvorrichtung weist wenigstens einen ersten Lösungseinlass, einen Absorptionssolvensauslass, einen Warmsolvenseinlass und einen Kohlendioxidauslass auf. Der Lösungsauslass der Absorptionsvorrichtung ist mit dem ersten Lösungseinlass der Desorptionsvorrichtung über eine erste Lösungsverbindung verbunden. Die erste Lösungsverbindung weist einen ersten Wärmetauscher auf. Hierdurch wird der Lösungsmittelstrom, welcher durch die erste Lösungsverbindung fließt, erwärmt, sodass in der Desorptionsvorrichtung das in der Lösung vorhandene Kohlendioxid wieder abgegeben werden kann. Der Absorptionssolvensauslass der Desorptionsvorrichtung ist mit dem Absorptionssolvenseinlass der Absorptionsvorrichtung über eine Absorptionssolvensverbindung verbunden. Über die Absorptionssolvensverbindung fließt das in der Desorptionsvorrichtung vom Kohlendioxid abgereicherte Solvens zurück zur Absorptionsvorrichtung. Die Absorptionssolvensverbindung weist ebenfalls den ersten Wärmetauscher auf. Hierdurch wird die Wärme des Solvensstroms in der Absorptionssolvensverbindung an den Lösungsstrom übergeben. Die Absorptionssolvensverbindung weist eine Abzweigung zu einer Warmsolvensverbindung auf. Es wird also ein Teilstrom des Solvensstroms abgezweigt und in die Warmsolvensverbindung geführt. Die Warmsolvensverbindung ist mit dem Warmsolvenseinlass verbunden. Die Warmsolvensverbindung weist einen zweiten Wärmetauscher auf. Hierdurch kann zusätzlich Energie in das gesamte System eingetragen werden. Die Desorptionsvorrichtung weist üblicherweise einen oder mehrere Stoffaustauschelemente auf, die oberhalb und unterhalb des ersten Lösungseinlass angeordnet sind. Die Stoffaustauschelemente dienen dazu, die flüssige und die gasförmige Phase besser in Kontakt zu bringen, insbesondere auch die Oberfläche der flüssigen Phase zu erhöhen. Derartige Stoffaustauschelemente sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise Glockenböden oder Füllkörper sein,The desorption device has at least a first solution inlet, an absorbent solvent outlet, a warm solvent inlet, and a carbon dioxide outlet. The solution outlet of the absorption device is connected to the first solution inlet of the desorption device via a first solution connection. The first solution compound has a first heat exchanger. As a result, the solvent flow which flows through the first solution connection is heated, so that the carbon dioxide present in the solution can be emitted again in the desorption device. The absorption solvent outlet of the desorption device is connected to the absorption solvent inlet of the absorption device via an absorption solvent connection. The solvent depleted of carbon dioxide in the desorption device flows back to the absorption device via the absorption solvent connection. The absorption solvent compound also has the first heat exchanger. This transfers the heat of the solvent flow to the solution flow in the absorption solvent connection. The absorption solvent junction has a branch to a warm solvent junction. A partial flow of the solvent flow is therefore branched off and fed into the warm solvent connection. The warm solvent connection is connected to the warm solvent inlet. The warm solvent compound has a second heat exchanger. As a result, additional energy can be introduced into the entire system. The desorption device usually has one or more mass transfer elements which are arranged above and below the first solution inlet. The mass transfer elements serve to bring the liquid and the gaseous phase into better contact, in particular also to increase the surface area of the liquid phase. Such mass transfer elements are known to the person skilled in the art and can, for example, be bubble-cap trays or random packings,
Erfindungsgemäß ist der Druck des Solvens im zweiten Wärmetauscher um 0,2 bar bis 5 bar höher als der Druck in der Desorptionsvorrichtung am Absorptionssolvensauslass. Im zweiten Wärmetauscher kann somit eine höhere Ausgangstemperatur erzielt werden, da durch den erhöhten Druck der Siedepunkt erhöht wird. Dieses wiederum bedeutet, dass das Solvens am Absorptionssolvensauslass eine höhere Temperatur aufweist und damit mit einer höheren Temperatur in den ersten Wärmetauscher gelangt. Dadurch kann dieser entweder kompakter ausgeführt werden oder eine höhere Ausgangstemperatur für den beladenen Lösungsstrom aus dem ersten Wärmetauscher erzielt werden. Letzteres wiederrum führt zu einer effizienteren Austreibung des Kohlendioxids aus der Lösung.According to the invention, the pressure of the solvent in the second heat exchanger is 0.2 bar to 5 bar higher than the pressure in the desorption device at the absorption solvent outlet. A higher initial temperature can thus be achieved in the second heat exchanger, since the boiling point is increased by the increased pressure. This in turn means that the solvent has a higher temperature at the absorption solvent outlet and thus reaches the first heat exchanger at a higher temperature. As a result, it can either be made more compact or a higher outlet temperature can be achieved for the loaded solution stream from the first heat exchanger. The latter in turn leads to more efficient expulsion of the carbon dioxide from the solution.
Hierbei ist der Druck des Solvens im zweiten Wärmetauscher apparativ bedingt einstellbar. Um den Druck gezielt apparativ einzustellen gibt es zwei beispielhafte und bevorzugte Ausführungsformen. In einer ersten beispielhaften und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druck des Solvens im zweiten Wärmetauscher dadurch um 0,2 bar bis 5 bar höher als der Druck in der Desorptionsvorrichtung am Absorptionssolvensauslass, dass der zweite Wärmetauscher in der Höhe um wenigstens 1 m unter dem Absorptionssolvensauslass angeordnet ist, wodurch der Druck im zweiten Wärmetauscher durch die hydrostatische Säule des Solvens entsprechend der gesamten Höhendifferenz erhöht wird. In einer zweiten beispielhaften und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druck des Solvens im zweiten Wärmetauscher dadurch um 0,2 bar bis 5 bar höher als der Druck in der Desorptionsvorrichtung am Absorptionssolvensauslass, dass vor dem zweiten Wärmetauscher eine erste Pumpe zur Erzeugung des entsprechenden Überdrucks angeordnet ist.In this case, the pressure of the solvent in the second heat exchanger can be adjusted due to the equipment. There are two exemplary and preferred embodiments for setting the pressure in a targeted manner using equipment. In a first exemplary and preferred embodiment of the invention, the pressure of the solvent in the second heat exchanger is 0.2 bar to 5 bar higher than the pressure in the desorption device at the absorption solvent outlet, characterized in that the second heat exchanger is at least 1 m below the absorption solvent outlet is arranged, whereby the pressure in the second heat exchanger is increased by the hydrostatic column of the solvent according to the total height difference. In a second exemplary and preferred embodiment of the invention, the pressure of the solvent in the second heat exchanger is 0.2 bar to 5 bar higher than the pressure in the desorption device at the absorption solvent outlet by arranging a first pump upstream of the second heat exchanger to generate the corresponding overpressure is.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem zweiten Wärmetauscher und der Desorptionsvorrichtung eine Druckverlusteinrichtung, beispielsweise ein Regelventil, eine Lochblende oder eine Rohrverengung, angeordnet. Mit der Druckverlusteinrichtung wird der gewünschte Überdruck im zweiten Wärmetauscher Gas/dampfseitig eingestellt beziehungsweise gehalten. Hierdurch kann ein Verdampfen, wenn erforderlich, im zweiten Wärmetauscher verhindert werden.In a further embodiment of the invention, a pressure loss device, for example a control valve, a perforated diaphragm or a pipe constriction, is arranged between the second heat exchanger and the desorption device. With the pressure loss device, the desired overpressure is set or maintained in the second heat exchanger on the gas/steam side. This can prevent evaporation, if necessary, in the second heat exchanger.
Bevorzugt ist der erste Lösungseinlass im mittleren Bereich der Desorptionsvorrichtung angeordnet.The first solution inlet is preferably arranged in the central area of the desorption device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Lösungsverbindung strömungstechnisch hinter dem ersten Wärmetauscher eine Verdampfungsvorrichtung auf. Die Verdampfungsvorrichtung, auch Druckentspannungsbehälter genannt, dient dazu, dass die im ersten Wärmetauscher erwärmte Lösung des Lösungsstroms entspannen und partiell verdampfen kann. In der Verdampfungsvorrichtung wird somit die flüssige Phase des Lösungsstroms von der gasförmigen Phase des Lösungsstroms getrennt. Die flüssige Phase wird durch die erste Lösungsverbindung in die Desorptionsvorrichtung geführt. Die Aufgabe der flüssigen Phase durch die erste Lösungsverbindung und den ersten Lösungseinlass erfolgt bevorzugt zwischen zwei Stoffaustauschelementen. Die Desorptionsvorrichtung weist weiter einen Dampfeinlass auf und die Verdampfungsvorrichtung weist einen Dampfauslass auf. Der Dampfauslass der Verdampfungsvorrichtung und der Dampfeinlass der Desorptionsvorrichtung sind zur Überführung der gasförmigen Phase mit einer Gaslösungsverbindung verbunden. Besonders bevorzugt ist der Dampfeinlass in unteren Bereich der Desorptionsvorrichtung angeordnet. Im unteren Bereich sind vorzugsweise keine Stoffaustauschelemente angeordnet. Hierdurch wird die energetische Führung des Gesamtprozesses optimiert.In a further embodiment of the invention, the first solution connection has an evaporation device downstream of the first heat exchanger in terms of flow. The evaporation device, also called pressure expansion tank, is used to allow the solution of the solution stream heated in the first heat exchanger to expand and partially evaporate. The liquid phase of the solution stream is thus separated from the gaseous phase of the solution stream in the evaporation device. The liquid phase is led into the desorption device through the first solution connection. The task of the liquid phase through the first solution connection and the first solution inlet preferably takes place between two mass transfer elements. The desorption device further has a vapor inlet and the evaporation device has a vapor outlet. The vapor outlet of the vaporizer The device and the vapor inlet of the desorption device are connected to a gas solution connection for transfer of the gaseous phase. The steam inlet is particularly preferably arranged in the lower region of the desorption device. Preferably no mass transfer elements are arranged in the lower area. This optimizes the energetic management of the overall process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zweigt zwischen der Absorptionsvorrichtung und dem ersten Wärmetauscher von der ersten Lösungsverbindung eine zweite Lösungsverbindung ab. Die zweite Lösungsverbindung führt direkt in den Kopf der Desorptionsvorrichtung. Direkt bedeutet in diesem Zusammenhang ohne einen Wärmetauscher oder dergleichen. Gegebenenfalls kann hier ein (Durchflussregel-)Ventil angeordnet sein. Somit wird die mit Kohlendioxid beladene Lösung selbst zur Kühlung des aus der Desoptionsvorrichtung austretenden Gasstroms genutzt. Folgedessen verbleibt die aus dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher sowie die in die Desorptionseinrichtung zugeführte Wärme in der Desorptionseinrichtung und im Solvens und wird nicht an ein Kühlmedium abgegeben.In a further embodiment of the invention, a second solution connection branches off from the first solution connection between the absorption device and the first heat exchanger. The second solution connection leads directly to the top of the desorption device. In this context, directly means without a heat exchanger or the like. If necessary, a (flow control) valve can be arranged here. Thus, the solution loaded with carbon dioxide itself is used to cool the gas stream exiting the desorption device. As a result, the heat supplied from the first heat exchanger and the second heat exchanger and the heat supplied into the desorption device remains in the desorption device and in the solvent and is not given off to a cooling medium.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Kohlendioxid-Abtrennungsvorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
1 erstes Ausführungsbeispiel -
2 zweites Ausführungsbeispiel
-
1 first embodiment -
2 second embodiment
Die gezeigten Darstellungen sind rein schematisch und dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Gleiche Teile der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind zur Vereinfachung mit gleichen Nummern versehen.The representations shown are purely schematic and serve to illustrate the invention. Like parts of the different embodiments are provided with the same numbers for the sake of simplicity.
In
In der Desorptionsvorrichtung 30 wird das Kohlendioxid thermisch aus der Lösung entfernt und über den Kohlendioxidauslass 34 abgegeben. Dieser Kohlendioxidstrom kann dann beispielsweise entweder einer weiteren Umsetzung oder einer Deponierung zugeführt werden. Das vom Kohlendioxid befreite Solvens sammelt sich am Boden der Desorptionsvorrichtung 30 und wird durch den Absorptionssolvensauslass 32 der Absorptionssolvensverbindung 50 zugeführt. Der Solvensstrom gibt hierbei im ersten Wärmetauscher 41 seine thermische Energie an den Lösungsstrom ab. Beispielsweise mittels einer vierten Pumpe gelangt der Solvensstrom über einen dritten Wärmetauscher 55 durch den Absorptionssolvenseinlass 23 in die Absorptionsvorrichtung.In the
Vom Solvensstrom in der Absorptionssolvensverbindung 50 zweigt an der Abzweigung 51 ein Teilstrom ab, welcher durch die Warmsolvensverbindung 52 über den zweiten Wärmetauscher 53 insbesondere dampfförmig oder als Dampf/Flüssig-Gemisch durch den Warmsolvenseinlass 33 zurück in die Desorptionsvorrichtung 30 gefördert wird. Über den zweiten Wärmetauscher 53 wird die benötigte Energie für das Austreiben des Kohlendioxids aus der Lösung dem System zugeführt. Hierbei ist der zweite Wärmetauscher 53 beispielsweise 3,5 m unter dem Absorptionssolvensauslass 32 angeordnet, sodass sich durch die Wassersäule ein Überdruck von etwa 0,35 bar einstellt. Hierdurch kann im zweiten Wärmetauscher 53 der Solvensteilstrom auf eine höhere Temperatur erwärmt werden, was wiederrum dazu führt, dass auch die Eintrittstemperatur des durch die Absorptionssolvensverbindung 50 geführten Solvenzstroms vor dem ersten Wärmetauscher 41 entsprechend erhöht ist.A partial flow branches off from the solvent flow in the absorption
Das in
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Kohlendioxid-AbtrennungsvorrichtungCarbon Dioxide Separation Device
- 2020
- Absorptionsvorrichtung,absorption device,
- 2121
- Gaseinlassgas inlet
- 2222
- Gasauslassgas outlet
- 2323
- Absorptionssolvenseinlassabsorption solvent inlet
- 2424
- Lösungsauslasssolution outlet
- 3030
- Desorptionsvorrichtungdesorption device
- 3131
- erster Lösungseinlassfirst solution inlet
- 3232
- Absorptionssolvensauslassabsorption solvent outlet
- 3333
- Warmsolvenseinlasswarm solvent inlet
- 3434
- Kohlendioxidauslasscarbon dioxide outlet
- 3535
- Dampfeinlasssteam inlet
- 4040
- erste Lösungsverbindungfirst solution connection
- 4141
- erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
- 4242
- Verdampfungsvorrichtungvaporizing device
- 4343
- Dampfauslasssteam outlet
- 4444
- Gaslösungsverbindunggas solution compound
- 4545
- zweite Lösungsverbindungsecond solution compound
- 4646
- zweite Pumpesecond pump
- 4747
- dritte Pumpethird pump
- 5050
- Absorptionssolvensverbindungabsorption solvent compound
- 5151
- Abzweigungjunction
- 5252
- Warmsolvensverbindungwarm solvent compound
- 5353
- zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
- 5454
- erste Pumpefirst pump
- 5555
- dritter Wärmetauscherthird heat exchanger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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DE102021214786.0A DE102021214786A1 (en) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Carbon Dioxide Separation Device |
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2021
- 2021-12-21 DE DE102021214786.0A patent/DE102021214786A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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