NO344753B1

NO344753B1 - System og fremgangsmåte til gjenvinning av CO2

Info

Publication number: NO344753B1
Application number: NO20064313A
Authority: NO
Inventors: Tomio Mimura; Masaki Iljima; Takashi Kamijo; Yasuyuki Yagi; Takahito Yonekawa
Original assignee: Kansai Electric Power Co; Mitsubishi Heavy Ind Eng Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2020-04-06
Also published as: AU2008203827B2; EP3409344B1; DK1736231T3; US8409339B2; US20070283813A1; NO20064313L; CA2689784C; EP1736231B1; EP1736231B2; EP1736231A4; EP2578290B1; JP2005254212A; AU2008203827A1; EP2578290A1; CA2689784A1; CA2559744A1; US8529678B2; EP1736231A1; JP4690659B2; US20110113966A1

Description

System og fremgangsmåte for CO2 gjenvinning

Teknisk felt

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et system og en fremgangsmåte for CO2 gjenvinning for å oppnå energibesparelser.

Bakgrunnsteknikk

I de siste årene har drivhuseffekten grunnet CO2 blitt utpekt som en av årsakene til global oppvarming, og foretak mot dette er pressende nødvendige internasjonalt for å beskytte det globale miljøet. CO2-kilder finnes på mange områder av menneskelige aktiviteter inkludert forbrenning av fossile brennstoff, og kravet om å redusere deres CO2 utslipp fra disse kildene er konstant økende. I forbindelse med dette har man når det gjelder energi studert metoder og fremgangsmåter for å redusere utslippene av CO2 fra kraftanlegg så som kraftverk som bruker store mengder fossile brennstoff. En av fremgangsmåtene inkluderer å bringe forbrenningsavgass fra kjeler i kontakt med en aminbasert CO2-absorberende oppløsning. Denne fremgangsmåten gjør det mulig å fjerne og gjenvinne CO2 fra eksosgass. En annen fremgangsmåte inkluderer at gjenvunnet CO2 lagres, dvs. at den gjenvunnede CO2en ikke slippes ut i atmosfæren.

Forskjellige fremgangsmåter er kjent for fjerning og gjenvinning av CO2 fra forbrenningsavgass ved bruk av CO2-absorberende oppløsninger. En av fremgangsmåtene inkluderer å kontakte forbrenningsgass med en CO2-absorberende oppløsning i et absorpsjonstårn, oppvarming av en absorberende oppløsning som har absorbert CO2 i regenereringstårnet, og utslipp av CO2, regenerering av den absorberende oppløsningen, og sirkulering av den regenererte absorberende oppløsningen til absorpsjonstårnet for å igjen bli brukt (Japansk patentsøknad nr. H7-51537).

US3563696 omhandler et system og en fremgangsmåte for gjenvinning av CO2, hvorpå systemet innehar absorpsjonskolonne og en totrinnsregenereringskolonne. Delvis mettet absorbentløsning tas ut ifra den øverste seksjonen, varmeveksles mot dampkondensat og så re-introduseres i bunnen av samme seksjon. En strøm av mager absorbentløsning tas ut fra den nederste seksjonen og varmeveksles mot damp, deretter re-introduseres den til bunnen av regenereringskolonnen.

US4035166 og US4160810 angir CO2-gjennvinningssystemer og –fremgangsmåter hvor rensing av absorbentløsningen skjer i ett trinn og hvor renset absorbentløsning varmeveksles i en enhet utenfor regenereringskolonnen og re-introduseres til kolonnen.

Beskrivelse av det foreliggende problemet som skal løses av oppfinnelsen

Ifølge den konvensjonelle fremgangsmåten blir trinnene for å fjerne og gjenvinne CO2 fra CO2-holdig gass frembrakt som et tillegg til forbrenningsanlegger, og derfor reduseres driftskostnadene så mye som mulig. Blant prosessene bruker særlig regenereringsprosessen en stor mengde varmeenergi, og dette er derfor brukt for å frembringe regenereringsprosessen som en energibesparende prosess så vidt dette er mulig.

Den foreliggende oppfinnelsen er frembrakt for å løse disse problemene, og det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret og mere energieffektivt CO2-gjennvinningssystem og –fremgangsmåte.

Midler for å løse problemet

For å løse de ovenfornevnte problemene vedrører en første utførelse ifølge den foreliggende oppfinnelsen et CO2 gjenvinningssystem som inkluderer et absorpsjonstårn hvor CO2-holdig gass kontaktes med en CO2-absorberende oppløsning for å fjerne CO2 og et regenereringstårn som regenererer en rik oppløsning som har absorbert CO2, og en mager oppløsning, fremskaffet ved fjerning av CO2 fra den rike oppløsningen i regenereringstårnet gjenbrukes i absorpsjonstårnet, hvori regenereringstårnet er delt inn i det minste to trinn, og CO2 gjenvinningssystemet videre omfatter: en regenereringsoppvarmer som ekstraherer den magre oppløsningen gjenvunnet nær bunndelen av regenereringstårnet til utsiden, og varmeveksler den magre oppløsningen med mettet damp, og

en dampkondensatvarmeveksler som varmer opp en delvis mager oppløsning fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen eller som varmer opp den rike oppløsningen som skal leveres til regenereringstårnet, med restvarme til dampkondensatet matet fra regenereringsoppvarmeren, hvor den delvis magre oppløsningen er blitt ekstrahert fra en øvre trinnside av regenereringstårnet som er delt, hvor den oppvarmede delvis magre oppløsningen er tilført til en nedre trinnside av regenereringstårnet.

Ifølge en andre utførelse av oppfinnelsen, i samsvar med den første utførelsen, omfatter CO2-gjenvinningssystemet en varmeveksler for magre oppløsninger som er satt inn i et forsyningsrør for å rikte oppløsninger som varmer den rike oppløsningen med restvarme fra en mager oppløsning matet fra regenereringstårnet.

En tredje utførelse av oppfinnelsen vedrører en CO2 gjenvinningsfremgangsmåte som inkluderer å kontakte CO2-holdig gass med en CO2-absorberende oppløsning i et absorpsjonstårn for å fjerne CO2, og regenerere en rik oppløsning som har absorbert CO2 i et regenereringstårn som er delt inn i det minste to trinn, og gjenbruk av den magre oppløsningen, regenerert ved fjerning av CO2 fra den rike oppløsningen i regenereringstårnet, i absorpsjonstårnet, omfattende: ekstrahere den magre oppløsningen gjenvunnet nær bunndelen av regenereringstårnet til utsiden, og varmeveksler den magre oppløsningen med mettet damp, og oppvarming av en delvis mager oppløsning fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen som tilføres regenereringstårnet med restvarme fra dampkondensatet, matet fra regenereringsoppvarmeren, hvor den delvis magre oppløsningen er blitt ekstrahert fra en øvre trinnside av regenereringstårnet som er delt, pg den oppvarmede delvis magre oppløsningen blir tilført til en nedre trinnside av regenereringstårnet.

Resultat av oppfinnelsen

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det mulig å tilveiebringe et forbedret og mere energieffektivt CO2-gjennvinningssystem og –fremgangsmåte.

Ytterligere er det mulig å tilveiebringe et CO2 gjenvinningssystem og en fremgangsmåte hvor det oppnås energibesparelse ved bruk av restvarme fra dampkondensat.

Ytterligere er det mulig å tilveiebringe et CO2 gjenvinningssystem og en fremgangsmåte med forbedret energieffektivitet ved oppvarming av en delvis mager oppløsning med restvarme fra en mager oppløsning hvor den delvis magre oppløsningen er oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra en rik oppløsning og ekstrahert fra den midtre delen av regenereringstårnet når den rike oppløsningen som har absorbert CO2 er regenerert i regenereringstårnet.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den første utførelsen.

Fig. 2 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den andre utførelsen.

Fig. 3 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den tredje utførelsen.

Fig. 4 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den fjerde utførelsen.

Fig. 5 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den femte utførelsen.

Fig. 6 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den sjette utførelsen.

Fig. 7 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den sjuende utførelsen.

Fig. 8 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den åttende utførelsen.

Fig. 9 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den niende utførelsen.

Fig. 10 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 1. Fig. 11 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 2. Fig. 12 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 3. Fig. 13 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 4. Fig. 14 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 5. Fig. 15 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 6. Fig. 16 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 7. Fig. 17 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 8. Fig. 18 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 9.

Fig. 19 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 10.

Fig. 20 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 11.

Fig. 21 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge eksempel 12.

Fig. 22 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge et konvensjonelt eksempel.

Forklaring av henvisningstall

11 CO2-holdig gass

12 CO2-absorberende oppløsning

13 Absorpsjonstårn

14 Rik oppløsning

15 Regenereringstårn

16 Mager oppløsning

17 Damp

18 Regenereringsoppvarmer

19 Dampkondensat

21 Dampkondensatvarmeveksler

22 Leveringsrør for mager oppløsning

23 Mager oppløsningsvarmeveksler

8 Dyse

9 Skorsteinsbrett

10 CO2-fjernet avgass

Beste metode(r) for utførelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen skal forklares i detaljer nedenfor med henvisning til de medfølgende tegningene. Det er bemerket at oppfinnelsen ikke er begrenset ved dens eksempelmaterialer og eksempler. Det skal også bemerkes at komponentene i de følgende utførslene og eksemplene er slike som personer på fagfeltet lett kan tenke på eller som er stort sett ekvivalente dertil.

Utførelsene av den foreliggende oppfinnelsen er forklart først, og eksempler er så forklart i detaljer.

(Første utførelse)

Fig. 1 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge den første utførelse.

Som vist i Fig.1 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den første utførelsen av oppfinnelsen et absorpsjonstårn 13 som fremstiller CO2-holdig gass 11 som inneholder CO2 og kontaktes med en CO2-absorberende oppløsning 12 for å danne en CO2-rik oppløsning 14, og et regenereringstårn 15 som regenererer en rik oppløsning 14 for å danne en mager oppløsning (regenerert oppløsning) 16. Den regenererte oppløsningen 16 gjenbrukes i absorpsjonstårn 13. CO2 gjenvinningssystemet inkluderer en regenereringsoppvarmer 18 som utfører varmeveksling mellom den magre oppløsningen 16 som akkumuleres nær bunnen av regenereringstårnet 15, og høytemperaturdamp 17, et leveringsrør for rike oppløsninger 20 som leverer den rike oppløsningen 14 fra absorpsjonstårnet 13 til regenereringstårnet 15, en dampkondensatvarmeveksler 21 som foreligger i leveringsrøret 20 til den rike oppløsningen og varmer opp den rike oppløsningen 14 med den gjenværende varmen fra et dampkondensat 19 matet fra regenereringsoppvarmeren 18.

Ifølge den første utførelsen blir den magre oppløsningen 16 som den regenererte oppløsningen levert fra regenereringstårnet 15 til absorpsjonstårnet 13 gjennom et leveringsrør for magre oppløsninger 22. En varmeveksler for magre oppløsninger 23 som varmer opp den rike oppløsningen 14 med restvarme fra den magre oppløsningen 16 er tilstedeværende i leveringsrøret for rike oppløsninger 20.

I Fig.1 refererer henvisningstall 8 til en dyse, 9 til et skorsteinsbrett, 10 til CO2-fjernet avgass, 25a og 25b er fyllag tilveiebrakt i absorpsjonstårnet 13, og 26a og 26b er fyllag tilveiebrakt i regenereringstårn 15.

Varmeveksleren brukt i den første utførselen er ikke særlig begrenset. Med andre ord kan en kjent varmeveksler så som en platevarmeveksler og en skall- og rørvarmeveksler anvendes.

Den CO2-absorberende oppløsningen brukt i oppfinnelsen er ikke særlig begrenset. For eksempel kan en alkanolamin og en blokkert amingruppe som omfatter alkanolamin og alkoholhydroksyl eksemplifiseres. Alkanolaminet kan eksemplifiseres ved monoetanolamin, dietanolamin, trietanolamin, metyldietanolamin, diisopropanolamin, diglykolamin, og lignende, men vanligvis er monoetanolamin (MEA) fortrinnsvis anvendt. Den blokkerte aminen som har et alkoholhydroksyl kan eksemplifiseres ved 2-amino-2-metyl-1-propanol (AMP), 2-(etylamino)-etanol (EAE), 2-(metylamino)-etanol (MAE), og 2-(dietylamino)-etanol (DEAE).

Derved er det frembrakt en dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den rike oppløsningen 14 med restvarme fra dampkondensat 19 matet fra regenereringsoppvarmeren 18. Derved kan den gjenværende varmen fra dampkondensat 19 effektivt anvendes til å heve leveringstemperaturen til den rike oppløsningen 14 som leveres til regenereringstårn 15 slik at reduksjon i den tilførte mengden damp anvendt i regenereringstårn 15 kan oppnås.

Den CO2-holdige gassen 11 som skal leveres til en CO2 fjerningsanordning blir først nedkjølt med en nedkjølingsanordning (ikke vist) til om lag 40°C til 50°C, og levert til CO2 gjenvinningsanordningen. På den andre siden blir den magre oppløsningen 16 som er den absorberende oppløsningen 12 regenerert og nedkjølt til om lag 40°C med en kjøleanordning (ikke vist).

Den rike oppløsningen 14 levert fra absorpsjonstårnet 13 fra CO2 fjerningsanordningen er sendt mot regenereringstårnet 15 ved om lag 50°C på grunn av varmereaksjon. Den rike oppløsningen 14 er så varmet opp til om lag 110°C i varmeveksleren for magre oppløsninger 23, og levert til regenereringstårn 15. Men ved å fremskaffe dampkondensatvarmeveksleren 21 hvori den rike oppløsningen 14 er varmevekslet med varmen (for eksempel 137°C) til dampkondensatet 19 kan temperaturen til den rike oppløsningen 14 bli økt ved flere grader.

I skissen på til Fig.1 kan flash-trommelen fås til å slippe ut CO2 i den rike oppløsningen på utsiden av regenereringstårnet. Ifølge en slik konfigurering er delen av CO2 i den rike oppløsningen 14 som skal regenereres i regenereringstårnet 15 tidligere fjernet av flash-trommelen og det muliggjør redusering av leveringsmengden av damp som skal anvendes for CO2 fjerning i regenereringstårnet 15.

(Andre utførelse)

Fig. 2 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge en andre utførelse.

De samme komponentene som de brukt i CO2 gjenvinningssystemet ifølge den første utførelsen har de samme referansenumre og er derfor ikke forklart.

Som vist i Fig.2 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den andre utførselen av oppfinnelsen ytterligere i tillegg til konfigurasjonen i den første utførelsen et forgreningspunkt 24 tilstedeværende i leveringsrør 20 til den rike oppløsningen som forgrener den rike oppløsningen 14 inn i et første leveringsrør for rike oppløsninger 20-1 og et andre leveringsrør for rike oppløsninger 20-2, dampkondensatvarmeveksleren 21 som foreligger i det første leveringsrøret 20-1 for en rik oppløsning og varmer opp den rike oppløsningen 14, en flash-trommel 27 tilstedeværende nedenstrøms for dampkondensatvarmeveksler 21 og en varmeveksler for delvis magre oppløsninger 29 som foreligger i det andre leveringsrøret 20-2 for en rik oppløsning, og varmer opp den rike oppløsningen 14 med den gjenværende varmen fra en delvis mager oppløsning 28 oppnådd ved fjerning av CO2 fra den rike oppløsningen i flash-trommel 27. En ende av leveringsrøret for den delvis magre oppløsningen 30 for levering av delvis mager oppløsning 28 er tilknyttet en midtre nivådel av absorpsjonstårn 13. Det andre leveringsrøret for rike oppløsninger 20-2 er tilknyttet nær den øvre delen av regenereringstårn 15 og CO2 ble fjernet og gjenvunnet i regenereringstårn 15.

Derved varmer dampkondensatvarmeveksler 21 opp den rike oppløsningen 14 med restvarme til dampkondensat 19 matet fra regenereringsoppvarmer 18 hvori den rike oppløsningen er varmet opp med restvarme fra dampkondensatet. Derfor er den gjenværende varmen til dampkondensat 19 som har blitt anvendt i regenereringsoppvarmer 18 effektivt brukt. En rik oppløsning 14 oppvarmet med restvarme blir introdusert inn i flash-trommel 27. Den rike oppløsningen 14 blir så fått til å slå gnistrer i flash-trommel 27. Den rike oppløsningen 14 slår så gnister i flashtrommel 27 for å muliggjøre forbedring av CO2 fjerningseffektiviteten. Ytterligere blir den rike oppløsningen 14 varmevekslet med den gjenværende varmen fra den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen og matet fra flash-trommel 27 i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 satt inn i det andre forgrenete leveringsrøret 20-2 for rike oppløsninger. Det er derfor mulig å øke temperaturen til den rike oppløsningen 14 som skal introduseres inn i regenereringstårn 15, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres. Det meste av CO2 er fjernet fra den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i flash-trommel 27. Derfor er CO2 absorbert ved å forsyne denne delvis magre oppløsningen 28 til det midtre nivået av absorpsjonstårn 13 uten at CO2 er regenerert i regenereringstårn 15.

Ytterligere forenes CO2 fjernet fra flash-trommel 27 med CO2 matet fra regenereringstårn 15 som gjenvinnes separat.

Forholdet mellom deling av den rike oppløsningen 14 inn i et første leveringsrør for rike oppløsninger 20-1 og et andre leveringsrør for rike oppløsninger 20-2 ved forgreningspunkt 24 er rett og slett satt i et område på mellom 30:70 til 70:30, fortrinnsvis 50:50.

Den andre utførelsen er konfigurert for å ytterligere dele den indre siden av absorpsjonstårn 13 inn i to stadium: I et øvre nivå fyllag 13-U og et lavere nivå fyllag 13-L å ekstrahere den absorberende løsningen 12 som har absorbert CO2 fra det øvre stadium fyllnivå 13-U til utsiden, og å blande absorberingsoppløsning 12 med den delvis magre oppløsningen 28 som skal nedkjøles. Dette blir gjort fordi det er å foretrekke å senke temperaturen av en oppløsning som skal leveres fordi absorpsjonsreaksjonen er en varmeabsorpsjonsreaksjon. I denne utførelsen senkes temperaturen til ca 40 til 50°C.

(Tredje utførelse)

Fig. 3 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge en tredje utførelse.

Komponentene er de samme som i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første og andre utførelsen og har de samme referansehenvisningstallene, og forklaringene derav er fjernet.

Som vist i Fig.3 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den tredje utførelsen ytterligere i tillegg til konfigurasjonen til den første utførelsen forgreningspunkt 24 tilstedeværende i leveringsrør 20 til en rik oppløsning, og deler den rike oppløsningen 14 inn i det første leveringsrøret for rike oppløsninger 20-1 og det andre leveringsrøret for rike oppløsninger 20-2, og dampkondensatvarmeveksler 31 i enden av det første leveringsrøret for rike oppløsninger 20-1, og fører til at den rike oppløsningen 14 slår gnist, og varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 i den andre leveringslinjen for rike oppløsninger 20-2 og varmer opp den rike oppløsningen 14 med den gjenværende varmen til den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i dampkondensatvarmeveksleren 31. Enden av leveringsrøret for den delvis magre oppløsningen 30 for levering av den delvis magre oppløsningen 28 er tilknyttet mellomnivådelen til absorpsjonstårn 13.

I den tredje utførelsen er dampkondensatvarmeveksleren 31 ikke en veksler så som en platevarmeveksler, men inkluderer som vist i Fig.3 en første flash-trommel 33 hvori en gnistdel 32 for å få den rike oppløsningen 14 til å slå gnist er fremskaffet på den øvre siden, og et fyllag 34 er fremskaffet i den første flash-trommelen 33, og en dampleveringsdel 36 er fremskaffet i den lavere delen av flash-trommelen og leverer dampen 35 fra dampkondensatet 19.

Dersom dampkondensat 19 er mettet damp under trykk blir en andre flash-trommel 37 tilveiebrakt for å gjøre det til damp med atmosfærisk trykk, og dampen 35 blir levert til den første flash-trommel 33 hvor CO2 er fjernet fra den rike oppløsningen 14 ved bruk av varme fra damp 35.

Varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 varmer den rike oppløsningen 14 ved bruk av restvarme fra den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i den første flash-trommel 33, og så blir den rike oppløsningen levert til den midtre porsjonsdelen av absorpsjonstårn 13.

Derved varmer dampkondensatvarmeveksler 31 opp den rike oppløsningen 14 i det første leveringsrøret for rike oppløsninger 20-1 med restvarme fra dampkondensat 19 matet fra regenereringsoppvarmer 18 hvori den rike oppløsningen er oppvarmet med damp 35. Derfor har den gjenværene varmen i dampkondensat 19 blitt brukt effektivt i regenereringsoppvarmer 18. Den rike oppløsningen 14 er varmevekslet ved bruk av restvarme fra den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av CO2 ved gnist i dampkondensatvarmeveksler 31 i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 innsatt i det andre leveringsrøret for rike oppløsninger 20-2 som er forgrenet. Derfor er det mulig å øke temperaturen til den rike oppløsningen 14 som skal introduseres inn i regeneratortårn 15, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Ytterligere forenes CO2 fjernet fra den første flash-trommelen 33 CO2 matet fra regenereringstårn 15 for separat gjenvinning.

Den første flash-trommel 33 som har funksjon som et tilleggsregenereringstårn for regenereringstårn 14.

(Fjerde utførelse)

Komponentene er de samme som i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge de første og til og med tredje utførelsene, og er gitt de samme henvisningstallene, og er derfor ikke forklart..

Som vist i Fig.4 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den fjerde utførelsen av oppfinnelsen i tillegg til konfigurasjonen til den første utførelsen et øvre dels regenereringstårn 15-U og et lavere dels regenereringstårn 15-L inni hvis den indre siden av regenereringstårn 15 er vertikalt oppdelt; forgreningspunktet 24 i leveringsrøret for rike oppløsninger 20 og deler den rike oppløsningen 14, dampkondensatvarmeveksler 21 satt inn i det første leveringsrøret for rike oppløsninger 20-1 som er forgrenet, og varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som er frembrakt i det andre leveringsrøret for rike oppløsninger 20-2, og varmer opp den rike oppløsningen 14 med restvarme fra den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i den øvre delen av regenereringstårn 15-U. Enden på det første rike oppløsningsforsyningsrøret 20-1 er tilkoplet lavere dels regenereringstårn 15-L, mens enden på det andre forsyningsrør for rike oppløsninger 20-2 er tilkoplet den øvre delen av regenereringstårn 15-U, og enden på delvis magre oppløsningsforsyningsrør 30 for forsyning av delvis magre oppløsning 28 er tilkoplet den midtre delen av absorpsjonstårn 13.

Den fjerde utførelsen er konfigurert for å fremskaffe dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den rike oppløsningen 14 med restvarme fra dampkondensat 19 matet fra regenereringsoppvarmer 18 hvori den rike oppløsningen er oppvarmet med restvarme fra dampkondensatet. Derved er den gjenværene varmen fra dampkondensat 19 som er blitt brukt i regenereringsoppvarmer 18 blitt effektivt anvendt. Ytterligere blir den rike oppløsningen 14 oppvarmet med restvarme introdusert inn i den lavere delen av regenereringstårn 15-L hvor den regenereres.

Den delvis magre oppløsningen 28 fremskaffet ved å fjerne en del av CO2 fra den rike oppløsningen 14 i den øvre delen av regenereringstårn 15-U blir ekstrahert til utsiden gjennom det delvis magre forsyningsrør 30, og den rike oppløsningen 14 blir varmevekslet med den gjenværende varmen fra den delvis magre oppløsningen i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som er satt inn i den andre forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-2 ved en forgrening. Derfor er det mulig å øke temperaturen til den rike oppløsningen 14 som skal introduseres inn i regenereringstårn 15, og følgelig kan forsyningsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Forholdet på oppdeling av den rike oppløsningen 14 inn i den første forsyningsrør for rike oppløsninger 20-1 og det andre forsyningsrør for rike oppløsninger 20-2 ved forgreningspunktet 24 er enkelt satt til et nivå på fra 25:75 til 75:25.

(Femte utførelse)

Fig. 5 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge den femte utførelsen.

Komponentene er de samme som de i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første til og med den fjerde utførelsen, og er gitt de samme henvisningstallene, og er derfor ikke forklart..

Som vist i Fig.5 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den femte utførelsen av oppfinnelsen en øvre del av regenereringstårn 15-U, en midtre del av regenereringstårn 15-M, og en lavere del av regenereringstårn 15-L, som er fremskaffet ved å dele regenereringstårn 15 inn i tre deler: En øvre, midtre og lavere del, hvor forgreningspunkt 24 i forsyningsrør for rike oppløsninger 20 deler den rike oppløsningen 14, varmeveksler for magre oppløsninger 23 er innsatt i den første rike oppløsningsforgreningsrør 20-1 ved forgreningen, varmeveksler 29 for delvis varmede oppløsninger i det andre forsyningsrør for rike oppløsninger20-2, og varmer opp den rike oppløsningen med restvarme fra den delvis magre oppløsningen 28 fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i en øvre delen av regenereringstårn 15-U, hvor dampkondensatvarmeveksler 21 som ekstraherer den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i den midtre delen av regenereringstårn 15-M til utsiden av regenereringstårnet gjennom et ekstraheringsrør 41, og som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 med restvarme fra dampkondensat 19. Enden på det første forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-1 er koplet til den midtre delen av regenereringstårn 15-M, enden på det andre forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-2 er koplet til den øvre delen av regenereringstårn 15-U, ekstraheringsrør 41 er koplet til den lavere delen av regenereringstårn 15-L, og enden på forsyningsrør 30 for forsyning av delvis mager oppløsning 28 er koplet til den midtre delen av absorpsjonstårn 13.

Den femte utførelsen er konfigurert for å gi dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert ved ekstraheringsrør 41 hvori den delvis magre oppløsningen 28 er varmet opp med restvarme fra dampkondensat 19. Derfor har den gjenværene varmen fra dampkondensat 19 blitt brukt i regenereringsoppvarmer 18 på en effektiv måte, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes til regenereringstårn 15 reduseres.

Ytterligere blir den rike oppløsningen 14 varmevekslet ved bruk av en mager oppløsning 16 regenerert til regenereringstårn 15 i varmeveksler for magre oppløsninger 23 som er innsatt i det første forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-1, og den rike oppløsningen 14 er varmet opp med den gjenværende varmen introdusert inn i den midtre delen av regenereringstårn 15-M, som tillater reduksjon i leveringsmengden av damp som anvendes i regenereringstårnet.

Den delvis magre oppløsningen 28 som fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i den øvre delen av regenereringstårn 15-U blir ekstrahert til utsiden gjennom et delvis magert forsyningsrør 30, og den rike oppløsningen 14 blir varmevekslet med den gjenværende varmen i den delvis magre oppløsningen 28 i den delvis magre oppløsningsvarmeveksler 29 innsatt i det andre forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-2 ved forgreningspunktet. Det er derved mulig å øke temperaturen i den rike oppløsningen 14 som skal introduseres inn i den øvre delen av regenereringstårn 15-U, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes til regenereringstårn 15 reduseres. Forholdet på fordelingen av den rike oppløsningen 14 inn i det første forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-1 og det andre forsyningsrøret for rike oppløsninger 20-2 ved forgreningspunkt 24 er lett satt på et nivå fra 25:75 til 75:25.

(Sjette utførelse)

Komponentene er de samme som de i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første til og med den femte utførelsen, og er gitt de samme henvisningstallene, og er derfor ikke forklart.

Som vist i Fig.6 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den sjette utførelsen av oppfinnelsen et øvre dels regenereringstårn 15-U, og et lavere dels regenereringstårn 15-L, som oppnås ved å dele regenereringstårnet inn i minst to deler, og en dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen med den gjenværende varmen fra dampkondensatet, hvor den delvis magre oppløsningen 28 er ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U gjennom ekstraheringsrør 41. Den oppvarmede delvis magre oppløsningen 28 er levert til den lavere delen av regenereringstårn 15-L.

Den sjette utførelsen er konfigurert for å fremskaffe dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert gjennom ekstrasjonsrør 41 med den gjenværende varmen fra dampkondensat 19 matet fra regenereringstårn 18, hvori den delvis magre oppløsningen 28 er varmet opp med restvarme fra dampkondensatet. Derfor er den gjenværende varmen fra dampkondensat 19 som har blitt anvendt i regenereringsoppvarmer 18 effektiv brukt, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

(Syvende utførelse)

Fig. 7 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge en syvende utførelse.

Komponentene er de samme som de i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første til og med den sjette utførelsen, og er gitt de samme henvisningstallene, og er derfor ikke forklart..

Som vist i Fig.7 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den syvende utførelsen av oppfinnelsen i tillegg til systemet ifølge den sjette utførelsen et første forgreningspunkt 24-1 gitt i forsyningsrør 20 for rike oppløsninger og deler den rike oppløsningen 14, en første varmeveksler for magre oppløsninger 23-1 satt inn i den første forsyningsrør for rike oppløsninger 20-1 forgrenet ved det første forgreningspunktet 24-1, varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som er gitt i den andre forgreningsrør 20-2 for rike oppløsninger forgrenet ved det første forgreningspunkt 24-1, og varmer den rike oppløsning 14 med restvarme fra den delvis magre oppløsning 28 fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen i den øvre delen av regenereringstårn 15-U, en andre varmeveksler for magre oppløsninger 23-2 hvori den rike oppløsningen 14 sammenføyet ved forbindelse 42 mellom det første forsyningsrør for rike oppløsninger 20-1 og det andre forsyningsrør for rike oppløsninger 20-2, varmeveksles etter varmevekslingen i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29, og et andre forgreningspunkt 24-2 er gitt i nedstrømssiden til varmeveksleren 29 for delvis magre oppløsninger gitt i forsyningsrør 30 for forsyning av delvis mager oppløsning 28, og dampkondensatvarmeveksler 21 er satt inn i et første delvis magert oppløsningsforsyningsrør 30-1, forgrenet ved det andre forgreningspunktet 24-2. Ved enden på det første delvis magre oppløsningsforsyningsrør 30-1 er det koplet til den lavere delen av regenereringstårn 15-L, og enden på det andre delvis magre oppløsningsforsyningsrør 30-2 forgrenet ved det andre forgreningspunktet 24-2 er koplet til den midtre delen av absorpsjonstårn 13.

I den syvende utførelsen bruker varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 den gjenværende varmen fra den delvis magre oppløsning 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 14-U for å varme opp den rike oppløsningen 14, og den gjenværende varmen til den delvis magre oppløsning 28 er derved effektivt anvendt. Ytterligere, siden dampkondensatvarmeveksler 21 er gitt på en måte slik at deler av den delvis magre oppløsningen 28 blir returnert til den lavere delen av regenereringstårn 15-L gjennom den første delvis magre oppløsningsforsyningsrør 30-1, kan den delvis magre oppløsningen 28 bli oppvarmet med den gjenværende varmen fra dampkondensat 19. Den gjenværende varmen til dampkondensat 19 som har blitt brukt i regenereringsoppvarmer 18 er derved effektivt anvendt, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Etter levering kan en del av den rike oppløsningen 14 bli varmevekslet i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29, og den andre delen av den rike oppløsningen 14 blir også varmevekslet i den første varmeveksler 23-1 for mageroppløsninger, og disse delene av en rike oppløsningen 14 er sammenføyet ved forbindelse 42, og er ytterligere varmevekslet i den andre varmeveksleren 23-2 for mageroppløsninger for å leveres til den øvre delen av regenereringstårn 15-U. Temperaturen på den rike oppløsningen 14 som skal introduseres inn i regenereringstårnet er derved økt, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårnet 15 reduseres.

(Åttende utførelse)

Fig. 8 viser en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge en åttende utførelse.

Som vist i Fig.8 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den åttende utførelsen av oppfinnelsen den øvre delen av regenereringstårn 15-U og den lavere delen av regenereringstårn 15-L, som er fremskaffet ved å dele regenereringstårnet i minst to deler, hvor den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1 er satt inn i ekstraksjonsrør 41 for ekstraksjon av den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U som er delt, og varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 med restvarme fra den magre oppløsningen 16 som flyter gjennom forsyningsrøret for magre oppløsninger 22, og dampkondensatvarmeveksler 21 som er gitt på nedstrømssiden av og ved siden av den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1 i ekstraksjonsrør 41, og gjenoppvarme den delvis magre oppløsningen 28 som har blitt varmet opp en gang, med dampkondensat 19. Den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2 som varmer opp den rike oppløsningen 14 med restvarme fra den magre oppløsningen etter delvis mager oppløsning 28 er varmet opp og fremskaffet i forsyningsrøret for rike oppløsninger 20.

I den åttende utførelsen blir den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U og varmet opp i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1, og ytterligere varmet i dampkondensatvarmeveksler 21, og den gjenværende varmen til dampkondensat 19 som er blitt brukt i regenereringstårn 18 er derved effektivt anvendt. Følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Når innsiden på regenereringstårnet er delt opp i et flertall av stadier og den delvis magre oppløsningen 28 som er ekstrahert fra hvert stadium av regenereringstårnet som er oppdelt er returnert til regenereringstårnet på et lavere stadium blir den delvis magre oppløsningen 28 varmevekslet i henholdsvis varmeveksleren for magre oppløsninger og dampkondensatvarmeveksleren. Dette fører til at temperaturen i den delvis magre oppløsningen 28 som er regenerert i regenereringstårn 15 økes, og som en konsekvens derav kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

(Niende utførelse)

Komponentene er de samme som de i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første til og med den åttende utførelsen, og er gitt de samme henvisningstallene, og er derfor ikke forklart.

Som vist i Fig.9 inkluderer Fig.8 en skjematisk tegning av et CO2 gjenvinningssystem ifølge en åttende utførelse.

Komponentene er de samme som de i hvert av CO2 gjenvinningssystemene ifølge den første til og med den sjette utførelsen, og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

Som vist i Fig.9 inkluderer CO2 gjenvinningssystemet ifølge den niende utførelsen av oppfinnelsen den øvre delen av regenereringstårn 15-U, den midtre delen av regenereringstårn 15-M, og den lavere delen av regenereringstårn 15-L, som er oppnådd ved å dele regenereringstårn 15 inn i tre deler: En øvre, midtre og lavere del, den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1 som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 oppnådd ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen og ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U gjennom et første ekstraksjonsrør 41-1, der den magre oppløsningen er matet fra regenereringstårnet, en dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den delvis magre oppløsningen 28 fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen og ekstrahert fra den midtre delen av regenereringstårn 15-M gjennom et andre ekstraksjonsrør 41-2 med dampkondensatet, den andre varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som er gitt i forsyningsrøret for rike oppløsninger 20 og varmer opp den rike oppløsningen 14 med deler av den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den midtre delen av regenereringstårn 15-M, og den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2 som er gitt nedenstrøms fra varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 i et forsyningsrør for rike oppløsninger 20, og varmer den rike oppløsningen 14 med restvarme fra den magre oppløsningen 16 etter at den delvis magre oppløsningen 28 er varmet opp. Den oppvarmede delvis magre oppløsningen er levert til den nedre delen av regenereringstårnet, og den delvis magre oppløsningen 28 etter varmeveksling er utført i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 er frembrakt i den midtre delen av absorpsjonstårn 13 gjennom den forsyningsrøret for delvis magre oppløsninger 30.

Ifølge den niende utførelsen blir den delvis magre oppløsningen 28 henholdsvis ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U og den midtre delen av regenereringstårn 15-M varmet opp i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1 eller i dampkondensatvarmeveksleren 21, og den gjenværende varmen til den magre oppløsningen 16 og dampkondensat 19 er derved effektivt anvendt. Følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Den gjenværende varmen fra den delvis magre oppløsningen 28 etter at varmeveksling er utført i dampkondensatvarmeveksleren 21 blir brukt for oppvarming av den rike oppløsningen, og den gjenværende varmen fra den magre oppløsningen blir varmevekslet i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1 brukt for oppvarming av den rike oppløsningen i den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2. Det er derved mulig å øke temperaturen på den rike oppløsningen 14 som fremskaffes til regenereringstårn 15, og følgelig kan leveringsmengden av damp som skal anvendes i regenereringstårn 15 reduseres.

Eksempler som indikerer effekten av den foreliggende oppfinnelsen er forklart nedenfor, men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse eksemplene.

Eksempel 1

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 1 i samsvar med oppfinnelsen er forklart nedenfor ved referanse til den følgende tegningen.

Fig. 10 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 1.

Som vist i Fig.10 blir CO2-holdig avgass 11 levert til CO2 absorpsjonstårnet 13 og brakt i motstrøms kontakt med absorpsjonsoppløsning 12 i en fyllende del, hvor absorpsjonsoppløsning 14 har en på forhånd bestemt konsentrasjon og er fremskaffet fra dyse 8. CO2 i forbrenningsavgassen er absorbert og fjernet ved CO2 absorpsjonsoppløsning 12, og den gjenværende CO2-fjernede avgass 10 hvorfra CO2 er blitt absorbert og fjernet blir matet til utsiden. Absorpsjonsoppløsningen 12 levert til CO2 absorpsjonstårn 13 absorberer CO2 og reaksjonsvarmen på grunn av absorpsjonen fører til at temperaturen i absorpsjonsoppløsningen 12 blir høyere enn den normale temperaturen i tårntoppen. Den absorberende oppløsningen som har absorbert CO2 er sendt ytterligere med en tømmepumpe 51 for den absorberende oppløsningen som rik oppløsning 14 til mageroppløsningsvarmeveksler 23 og dampkondensatvarmeveksler 21, hvor det varmes opp for å introduseres inn i regenereringstårn 15.

I regenereringstårn 15 blir absorpsjonsoppløsningen regenerert ved å varmes opp med damp 17 av regenereringsoppvarmer 18, nedkjølt som mager oppløsning 16 ved mageroppløsningsvarmeveksler 23 og kjøler 52 som gitt dersom det er nødvendig, og er returnert til CO2 absorpsjonstårn 13. I den øvre delen av regenereringstårn 15 blir CO2 separert fra absorpsjonsoppløsningen nedkjølt ved en regenereringstårn-tilbakestrømskondensator 53, og dampen forbundet med CO2 separeres fra kondensert tilbakestrømningsvann i en CO2 separator 54, og blir utmattet til utsiden av systemet gjennom en gjenvunnet CO2 utslippslinje 55.

Tilbakestrømmingsvann 56 flyter tilbake til regenereringstårn 15 ved en tilbakestrømningspumpe 57.

I eksempel 1 blir dampen brukt i regenereringstårn 18 introdusert inn i CO2 separator 54 for å tennes, og den gjenværende varmen til dampen som tennes som dampkondensat 19 er anvendt for å varme opp den rike oppløsning 14 i dampkondensatvarmeveksler 21.

For sammenligning er tilfelle der dampkondensatvarmeveksler 21 ikke brukes vist i Fig. 22.

Dersom temperaturen på den rike oppløsningen 14 som skal tømmes fra absorpsjonstårn 13 var 50,5°C, var temperaturen 114,2°C når bare mageroppløsningsvarmeveksler 23 ble gitt, mens i Eksempel 1 ble dampkondensatvarmeveksler 21 gitt og temperaturen ble derved økt til 116,7°C. Derved ble mengden på damp brukt i regenereringstårn 1597,96 MMkcl/h.

I Fig.10 er temperaturen (°C) omgitt av et rektangel, flytfarten (t/t) er omgitt av et parallellogram, og mengden på varme (MMkcl/h) er representert av vinklede klammer. Det samme er tilfelle for Fig.11 t.o.m. Fig.21.

Mengden damp konsumert i det sammenlignende eksempelet i Fig.22 var 98,77 MMkcl/h. Dersom man går ut at det sammenlignende eksempelet er 100, blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 99,2%. Derfor var reduksjonshastigheten på spesifikk dampkonsumering (forbedret effekt) 0,8%.

Eksempel 2

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 2 ifølge oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 11 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 2. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1, og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 2 blir en flash-trommel 61 frembrakt på nedstrømssiden av dampkondensatvarmeveksler 21 som varmer opp den rike oppløsningen 14. På oppstrømssiden av flash-trommel 61 blir den rike oppløsningen 14 varmet opp i dampkondensatvarmeveksleren 21, og derfor kan CO2 i den rike oppløsningen 14 fjernes i flash-trommel 61.

Temperaturen på den rike oppløsningen matet fra flash-trommel 61 er 103,9°C, men fordi deler av CO2 har blitt fjernet fører en senkning i innløpstemperaturen til regenereringstårn 15 til at damp sluppet ut fra tårntoppen reduseres, noe som er å foretrekke.

Som et resultat blir i Eksempel 2 mengden av damp konsumert i regenereringstårn 15 97,64 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 98,1%. Derfor var reduksjonsmengden på spesifikk dampkonsumpsjon (forbedret effekt) 1,1%.

Eksempel 3

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 3 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 12 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 3. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1, og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 3 blir flash-trommel 61 gitt oppstrøms fra dampkondensatvarmeveksleren 21 som varmer opp den rike oppløsningen 14.

Nedenstrøms fra flash-trommel 61 ble den rike oppløsningen 14 oppvarmet i dampkondensatvarmeveksleren 21, for derved å øke temperaturen i den rike oppløsningen 14 som leveres til regenereringstårn 15.

Følgelig ble i Eksempel 3 mengden damp konsumert i regenereringstårn 1597,27 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden av damp konsumert i dette eksempelet 98,5%. Derfor er den reduserte mengden av spesifikk damp konsumert (forbedret effekt) på 1,5%.

Eksempel 4

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 4 i oppfinnelsen er forklart nedenfor ved referanse til den følgende tegningen.

Fig. 13 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 4. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1, og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 4 blir den rike oppløsningen 14 delt, og deler av den delte oppløsningen 14 ble sendt til varmeveksleren 31 av flash-trommeltypen, hvor den rike oppløsningen 14 ble varmevekslet med damp fra dampkondensat, og CO2 ble fjernet fra den rike oppløsningen 14. Ved bruk av den gjenværende varmen fra den delvis magre oppløsningen 28 etter varmevekslingen ble den andre delen av den rike oppløsningen 14 varmevekslet i den samme varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 for å øke temperaturen i den rike oppløsningen 14 som leveres til regenereringstårn 15.

I Eksempel 4 ble følgelig mengden av damp konsumert i regenereringstårn 1597,56 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at sammenligningseksempel er 100 blir mengden av damp konsumert i dette eksempelet 98,8%. Derfor er reduksjonsmengden av spesifikk dampkonsumpsjon (økt effekt) 1,2%.

Eksempel 5

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 5 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 14 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 5. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 5 ble den rike oppløsningen 14 delt opp, og deler av den rike oppløsningen 14 som var delt opp ble sendt til varmeveksleren 31 som er av flashtrommeltypen, men på vei til varmeveksler 31 ble den rike oppløsningen 14 varmevekslet med den gjenværende varmen til dampkondensatet i dampkondensatvarmeveksler 21 for å forbedre fjerningsgraden av CO2 fra den rike oppløsningen 14 i flash-trommel 31. Ved bruk av den gjenværende varmen i den delvis magre oppløsningen 28 etter varmevekslingen ble den andre delen av den rike oppløsningen 14 som oppdelt varmevekslet i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29, for å derved øke temperaturen til den rike oppløsningen 14 som skal leveres til regenereringstårn 15.

Følgelig ble i Eksempel 5 mengden av damp konsumert i regenereringstårn 1595,52 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden av damp konsumert i dette eksempelet 96,7%. Derved er reduksjonsgraden på spesifikk dampkonsumpsjon (forbedret effekt) på 3,3%.

Eksempel 6

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 6 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 15 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 6. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene, og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 6 ble regenereringstårn 15 oppdelt i to deler, hvor den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U ble varmevekslet med den gjenværende varmen til dampkondensat 19 i dampkondensatvarmeveksler 21, og den delvis magre oppløsningen 28 varmevekslet ble returnert til den lavere delen av regenereringstårn 15-L. Dette førte til en økning i temperaturen til den delvis magre oppløsningen som ble levert til den lavere delen av regenereringstårn 15.

Følgelig ble i Eksempel 6 mengden av damp konsumert i regenereringstårn 1593,65 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 er mengden damp konsumert i dette eksempelet 94,8%. Derved er reduksjonsgraden på spesifikk dampkonsum (forbedret effekt) på 5,2%.

Eksempel 7

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 7 i oppfinnelsen er forklart nedenfor ved referanse til den følgende tegningen.

Fig. 16 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 7. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 7 ble regenereringstårn 15 oppdelt i to deler og den rike oppløsningen 14 ble delt. Mager oppløsningsvarmeveskler 23 ble gitt i det første forsyningsrør for rike oppløsninger20-1, og nedenstrøms derfra ble dampkondensatvarmeveksler 21 gitt for derved å øke temperaturen på den rike oppløsningen 14 som skulle leveres til den lavere delen av regenereringstårn 15-L. Ytterligere ble varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som bruker restvarme fra den delvis magre oppløsning 28 matet fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U fremskaffet i det andre forsyningsrør for rike oppløsninger20-2 for derved å øke temperaturen i den rike oppløsningen som skulle leveres til den øvre delen av regenereringstårn 15-U.

Forholdet på oppdeling av den rike oppløsningen 14 er slik at den første rike oppløsningen ble satt til 70% og den andre rike oppløsningen ble satt til 30%.

I Eksempel 7 ble følgelig mengden av damp konsumert i regenereringstårn 1593,58 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100% er mengden damp konsumert i dette eksempelet 94,8%. Derfor er reduksjonsgraden på spesifikk dampkonsumering (forbedret effekt) på 5,2%.

Eksempel 8

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 8 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 17 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 8. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 8 ble regenereringstårn 15 delt opp i to deler, og den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U ble først varmevekslet i første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1, og så varmevekslet med den gjenværende varmen i dampkondensat 19 i dampkondensatvarmeveksleren 21, og den varmevekslede delvis magre oppløsningen 28 ble returnert til den lavere delen av regenereringstårn 15-L. Dette førte til en økning i temperaturen i den delvis magre oppløsningen som skulle leveres til den nedre delen av regenereringstårn 15.

Følgelig ble i Eksempel 8 mengden damp konsumert i regenereringstårn 1591,1 MMkcl/h. Dersom man går ut fra et sammenlignbart eksempel på 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 92,3%. Derved er reduksjonsgraden på spesifikk damp konsumert (forbedret effekt) på 7,7%.

Eksempel 9

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 9 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 18 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 9. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 9 ble regenereringstårn 15 delt opp i fire deler, så som en første regenereringstårn 15-1, et andre regenereringstårn 15-2, et tredje regenereringstårn 15-3, og et fjerde regenereringstårn 15-4. Den delvis magre oppløsningen 28 henholdsvis ekstrahert fra det første regenereringstårnet 15-1 og det tredje regenereringstårnet 15-3 ble varmevekslet med henholdsvis restvarme fra dampkondensatet i den første dampkondensatvarmeveksleren 21-1, og den andre dampkondensatvarmeveksler 21-2. Fordi temperaturen i den lavere delen av regenereringstårnet var høy ble den gjenværende varmen til dampkondensat 19 effektivt anvendt.

Ytterligere ble den delvis magre oppløsningen ekstrahert fra det andre regenereringstårnet 15-2 varmevekslet med den gjenværende varmen fra den magre oppløsningen 16 i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1. Den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra det første regenereringstårn 15-1 ble før det ble returnert til det andre regenereringstårnet 15-2 på det lavere nivået varmevekslet i den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2 hvori den delvis magre oppløsning 28 ble varmevekslet med restvarme fra den magre oppløsningen 16 som hadde blitt varmevekslet i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1. I Eksempel 9 ble etter den første varmevekslingen den rike oppløsningen 14 matet fra absorpsjonstårn 13 varmevekslet i en tredje mageroppløsningsvarmeveksler 23-3.

I Eksempel 9 ble følgelig mengden av damp konsumert i regenereringstårnet 15 85,49 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 86,6%. Derfor er reduksjonsgraden på spesifikk damp konsumert (forbedret effekt) på 13,4%.

Eksempel 10

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 10 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 19 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 10. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 10 ble regenereringstårn 15 oppdelt i tre deler så som en øvre dels regenereringstårn 15-U, en midtre dels regenereringstårn 15-M, og en lavere dels regenereringstårn 15-L. Den delvis magre oppløsning 28 ekstrahert fra den midtre delen av regenereringstårn 15-M ble varmevekslet med den gjenværende varmen til dampkondensatet i dampkondensatvarmeveksler 21. Deler av den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert ble levert til varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 som varmer opp den rike oppløsningen 14, hvor den gjenværende varmen til den delvis magre oppløsningen ble effektivt anvendt.

Ytterligere ble den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U varmevekslet med restvarme fra den magre oppløsningen 16 i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1.

Den rike oppløsningen 14 varmevekslet i varmeveksleren for delvis magre oppløsninger 29 ble varmevekslet i den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2 hvori den rike oppløsningen 14 ble varmevekslet med den gjenværende varmen til den magre oppløsningen 16 som hadde blitt varmevekslet i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 23-1.

Følgelig ble i Eksempel 10 mengden på damp konsumert i regenereringstårn 1591,9 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 93,0%. Derved er reduksjonsgraden på spesifikk dampkonsum (forbedret effekt) på 7%.

Eksempel 11

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 11 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 20 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 11. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 11 ble regenereringstårn 15 oppdelt i to deler slik som en øvre del av regenereringstårn 15-U og en lavere dels av regenereringstårn 15-L. Den delvis magre oppløsningen 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U ble anvendt for å varme opp den rike oppløsningen i det andre forsyningsrør for rike oppløsninger20-2, i den delvis magreoppløsningsvarmeveksleren 29. Deretter ble den delvis magre oppløsningen 28 delt for å varmeveksles med restvarme i dampkondensatet i dampkondensatvarmeveksler 21 før det ble levert til den lavere delen av regenereringstårn 15-L.

Den rike oppløsningen i det første forsyningsrør for rike oppløsninger20-1 ble varmevekslet i den første varmeveksleren for magre oppløsninger 21-1 og ble ført sammen med den andre som skulle varmeveksles med restvarme fra den magre oppløsningen 16 i den andre varmeveksleren for magre oppløsninger 23-2, og ble tilført regenereringstårn 15.

I Eksempel 11 ble følgelig mengden av damp konsumert i regenereringstårn 15 93,96 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 95,1%. Derved er reduksjonsgraden på spesifikk dampkonsum (forbedret effekt) på 4,9%.

Eksempel 12

Et CO2 gjenvinningssystem ifølge Eksempel 12 i oppfinnelsen er forklart nedenfor med referanse til den følgende tegningen.

Fig. 21 viser en skjematisk tegning av CO2 gjenvinningssystemet ifølge Eksempel 12. Komponentene er de samme som de i Eksempel 1 og er gitt de samme henvisningstallene og forklaringer derav er ikke gitt.

I Eksempel 12 ble regenereringstårn 15 oppdelt i tre deler så som den øvre delen av regenereringstårn 15-U, den midtre delen av regenereringstårn 15-M, og den lavere delen av regenereringstårn 15-L. Den delvis magre oppløsning 28 ekstrahert fra den midtre delen av regenereringstårn 15-M ble varmevekslet med den gjenværende varmen til dampkondensatet i dampkondensatvarmeveksler 21.

Ytterligere ble den rike oppløsningen 14 delt, og mageroppløsningsvarmeveksler 23 ble gitt i det første forsyningsrøret for rike oppløsninger20-1. Varmeveksleren for magre oppløsninger 29 ble gitt i det andre forsyningsrøret for rike oppløsninger20-2 hvor varmeveksling ble utført ved bruk av delvis mager oppløsning 28 ekstrahert fra den øvre delen av regenereringstårn 15-U, slik at den gjenværende varmen til den delvis magre oppløsningen ble effektivt anvendt.

I Eksempel 12 ble følgelig mengden av damp konsumert i regenereringstårn 15 91,14 MMkcl/h. Dersom man går ut ifra at det sammenlignbare eksempelet er 100 blir mengden damp konsumert i dette eksempelet 92,3%. Derved er reduksjonsgraden av spesifikk dampkonsum (forbedret effekt) på 7,7%.

Industriell anvendbarhet

CO2 gjenvinningssystemet ifølge oppfinnelsen er passende for reduksjon av leveringsmengden av oppvarmet damp anvendt i regenereringstårnet ved å effektivt anvende restvarme i dampkondensatet og den gjenværende varmen til den delvis magre oppløsningen.

Claims

Patentkrav

1. CO2-gjenvinningssystem k a r a k t e r i s e r t v e d at det omfatter et absorpsjonstårn (13) hvor CO2-holdig gass (11) kontaktes med en CO2-absorberende oppløsning (12) for å fjerne CO2 og et regenereringstårn (15) som regenererer en rik oppløsning (14) som har absorbert CO2, og en mager oppløsning (16), fremskaffet ved fjerning av CO2 fra den rike oppløsningen (14) i regenereringstårnet (15) gjenbrukes i absorpsjonstårnet (13), hvori regenereringstårnet (15) er delt inn i det minste to trinn, og CO2 gjenvinningssystemet videre omfatter:

en regenereringsoppvarmer (18) som ekstraherer den magre oppløsningen (16) gjenvunnet nær bunndelen av regenereringstårnet (15) til utsiden, og varmeveksler den magre oppløsningen (16) med mettet damp (19), og

en dampkondensatvarmeveksler (21) som varmer opp en delvis mager oppløsning (28) fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen (14) eller som varmer opp den rike oppløsningen som

skal leveres til regenereringstårnet, med restvarme til dampkondensatet (19) matet fra regenereringsoppvarmeren (18), hvor den delvis magre oppløsningen er blitt ekstrahert fra en øvre trinnside (15-U) av regenereringstårnet (15) som er delt, hvor den oppvarmede delvis magre oppløsningen (28) er tilført til en nedre trinnside (15-L) av regenereringstårnet (15).

2. CO2-gjenvinningssystem i samsvar med krav 1

k a r a k t e r i s e r t v e d at det ytterligere omfatter en varmeveksler for magre oppløsninger som er satt inn i et forsyningsrør for rikte oppløsninger som varmer den rike oppløsningen med restvarme fra en mager oppløsning matet fra regenereringstårnet.

3. CO2-gjenvinningsfremgangsmåte, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter å kontakte CO2-holdig gass med en CO2-absorberende oppløsning (12) i et absorpsjonstårn (13) for å fjerne CO2, og regenerere en rik oppløsning (14) som har absorbert CO2 i et regenereringstårn (15) som er delt inn i det minste to trinn, og gjenbruk av den magre oppløsningen (16), regenerert ved fjerning av CO2 fra den rike oppløsningen (14) i regenereringstårnet (15), i absorpsjonstårnet (13), omfattende:

ekstrahere den magre oppløsningen (16) gjenvunnet nær bunndelen av regenereringstårnet (15) til utsiden, og varmeveksler den magre oppløsningen (16) med mettet damp (19), og

oppvarming av en delvis mager oppløsning (28) fremskaffet ved fjerning av deler av CO2 fra den rike oppløsningen (14) som tilføres regenereringstårnet (15) med restvarme fra dampkondensatet (19), matet fra regenereringsoppvarmeren (18), hvor den delvis magre oppløsningen(28) er blitt ekstrahert fra en øvre trinnside (15-U) av regenereringstårnet (15) som er delt, pg den oppvarmede delvis magre oppløsningen (28) blir tilført til en nedre trinnside (15-L) av regenereringstårnet (15).