Система для улавливания co2 и способ очистки устройства с фильтрующей мембраной - RU2390371C1
Код документа: RU2390371C1
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологии замены (обновления) фильтра, который накапливает сажу и твердые частицы в результате фильтрования раствора, абсорбирующего СО2, используемого для удаления СО2 или тому подобного вещества из отходящего газа, и очистки устройства с фильтрующей мембраной.
Уровень техники
В последние годы парниковый эффект, обусловленный выделением СО2, отмечен в качестве одной из причин глобального потепления, и для защиты мировой окружающей среды срочно требуются меры борьбы с ним в международном масштабе. Источники СО2 существуют в различных сферах деятельности человека, включая сжигание ископаемых топлив, и требования к подавлению выделения из них СО2 постоянно возрастают. В связи с этим рассматриваются способы подавления выбросов СО2 из установок для выработки энергии, таких как электростанции, которые используют огромное количество ископаемых топлив. Один из таких способов включает приведение выходящих из котлов отработанных газообразных продуктов сгорания в контакт с раствором, абсорбирующим СО2, приготовленном на основе амина, что позволяет улавливать и удалять СО2 из отработанных газообразных продуктов сгорания. Другой из известных способов включает накапливание извлеченного СО2 без его выброса в атмосферу.
Способ, описанный в выложенной заявке на патент Японии № Н 05-245339, используют как способ улавливания и удаления СО2 из отработанных газообразных продуктов сгорания с помощью раствора, абсорбирующего (поглощающего) СО2. Используемый способ включает приведение отработанных газообразных продуктов сгорания в контакт с раствором, абсорбирующим СО2, в абсорбционной колонне, нагревание абсорбирующего раствора, содержащего абсорбированный СО2, в колонне регенерации, удаление СО2, регенерацию раствора, поглощающего СО2, и возвращение регенерированного раствора, абсорбирующего СО2, в абсорбционную колонну, где регенерированный раствор повторно используется для абсорбирования СО2.
Как показано на фиг.8, в известной системе 1000 улавливания СО2 осуществляется охлаждение отходящего газа 1001А, содержащего СО2, отводимого из промышленных установок, таких, как котельные установки и газовые турбины, в охлаждающей колонне 1002, с использованием охлаждающей воды 1003. Охлажденный отходящий газ 1001А, содержащий СО2, при противоточном течении приводят в контакт с раствором 1005, абсорбирующим СО2, приготовленном на основе алканоламина (алифатического аминоспирта), в абсорбционной колонне 1004, в результате чего СО2 удаляется из отходящего газа 1001А, содержащего СО2. В колонне 1007 регенерации абсорбированный СО2 извлекают из раствора 1006, содержащего абсорбированный СО2 (крепкий раствор). Когда раствор 1006 с абсорбированным СО2 достигает нижней части колонны 1007 регенерации, из крепкого раствора 1006 извлекается большая часть СО2, и раствор 1005, абсорбирующий СО2, регенерируется с превращением в слабый раствор 1008. Регенерированный раствор 1008, абсорбирующий СО2 (слабый раствор), вновь направляют в абсорбционную колонну 1004, где регенерированный раствор 1008, абсорбирующий СО2, вновь используют в качестве раствора 1005, абсорбирующего СО2.
В способе улавливания CO2, использующем известную систему 1000 удаления СО2, отходящий газ 1001А, содержащий СО2, в режиме противотока приводят в контакт с раствором 1005, абсорбирующим СО2, который подают из форсунки 1011-1, служащей распылителем жидкости, в секцию 1010 улавливания СО2, размещенную в нижней части абсорбционной колонны 1004, и двуокись углерода, содержащаяся в отходящем газе 1001А, поглощается абсорбирующим раствором 1005, например, за счет химической реакции (R-NH2+H2O+CO2 → R-NH3HCO3).
Отходящий газ 1001В, из которого удалена CO2, приводят в контакт вида "газ-жидкость" со сконденсированной водой 1014-1, содержащей раствор 1005, абсорбирующий CO2, подводимой из форсунки 1011-2 в первую секцию 1013-1 промывки, а раствор 1005, абсорбирующий CO2, попутный отходящему газу 1001В, из которого удален CO2, извлекается. Сконденсированную воду 1014-1, собранную с помощью сборника 1015-1 первоначально сконденсированной воды, направляют в первую секцию 1013-1 промывки через первый циркуляционный трубопровод L1 и используют повторно в качестве очищающей (промывочной) воды в первой секции 1013-1 промывки.
Подобным образом, во второй секции 1013-2 промывки освобожденный от раствора, абсорбирующего CO2, отходящий газ 1001С приводят в газожидкостный контакт со сконденсированной водой 1014-2, содержащей раствор 1005, абсорбирующий CO2, поступающей из форсунки 1011-3, и извлекают указанный раствор 1005, абсорбирующий CO2, остающийся в отходящем газе, освобожденном от указанного раствора, абсорбирующего CO2. Кроме того, сконденсированную воду 1014-2, собранную вторым сборником 1015-2 сконденсированной воды, направляют во вторую секцию 1013-2 промывки через второй циркуляционный трубопровод L2 и повторно используют в качестве очищающей воды во второй секции 10130-2 промывки.
После этого отходящий газ 1001С, из которого удален раствор 1005, абсорбирующий СО2, отводят с верха абсорбционной колонны 1004.
Крепкий раствор 1006 нагревают слабым раствором 1008 в теплообменнике 1016 слабого и крепкого растворов и направляют в колонну 1007 регенерации через трубопровод 1017 подачи крепкого раствора. Крепкий раствор 1006, поступающий в колонну 1007 регенерации, улавливает большую часть CO2 за счет тепловой абсорбции. Раствор 1005, абсорбирующий CO2, из которого извлечена часть CO2 внутри колонны 1007 регенерации, называется "полуслабым раствором". Полуслабый раствор (не показан) становится слабым раствором 1008, из которого удалена большая часть CO2, когда он достигает нижней части колонны 1007 регенерации. Слабый раствор 1008 направляют в абсорбционную колонну 1004 по трубопроводу 1018 подачи слабого раствора. Кроме того, слабый раствор 1008 нагревают насыщенным водяным паром 1021 в регенеративном нагревателе 1020, а насыщенный водяной пар 1021, использованный в регенеративном нагревателе 1020, отводят в виде конденсата 1022 водяного пара.
В то же время газ CO2 1024 вместе с водяным паром отводят из верхней части колонны 1007 регенерации, при этом водяной пар конденсируется с помощью конденсатора 1025, полученную воду отделяют с помощью разделительной цилиндрической емкости (сепаратора) 1026, затем газ CO2 1027 отводят за пределы системы и улавливают. Воду 1028, отсепарированную с помощью разделительной цилиндрической емкости 1026, по трубопроводу 1029 циркуляции воды направляют в верхнюю часть колонны 1007 регенерации и в верхнюю часть второй секции 1013-2 промывки для извлечения раствора, абсорбирующего CO2.
Следует отметить, что система 1000 для улавливания CO2, представленная на фиг.8, может быть переоборудована с целью извлечения CO2 из отходящего газа имеющегося источника CO2, и одновременно она может быть использована для нового источника отходящего газа.
Известная система 1000 улавливания CO2 используется до сих пор в котельных установках, работающих со сжиганием газа, однако в последнее время она также используется в котлах, работающих на угле. В дальнейшем, если известная система 1000 для улавливания CO2 используется в котле, работающем со сжиганием угля, отводится большее количество твердой фазы, содержащей сажу и летучую золу (угольную золу), которая не может быть удалена с помощью установки сероочистки (не показана) или тому подобного средства, по сравнению с количеством, отводимым из котла, работающего со сжиганием газа.
Твердую фазу извлекают в абсорбционной колонне 1004, однако эта твердая фаза постепенно накапливается в слабом растворе 1008. Следовательно, если известная система 1000 извлечения СО2 используется в котле, работающем на угле, необходимо обеспечить устройство с фильтрующей мембраной, которое удаляет твердую фазу, содержащуюся в растворе, абсорбирующем CO2.
Твердую фазу, содержащуюся в растворе 1005, абсорбирующем CO2, собирают или удаляют с помощью фильтрующего элемента или фильтрующего материала, содержащегося в устройстве с фильтрующей мембраной. В качестве фильтра используют кассетный фильтр, фильтр с покрытием или тому подобное.
Однако, поскольку раствор, абсорбирующий СО2, прилипает к фильтру, то в случае выбрасывания фильтрующего элемента или фильтрующего материала при их замене потери раствора 1005, абсорбирующего CO2, увеличиваются.
Кроме того, если для очистки раствора, абсорбирующего СО2, прилипающего к фильтру, используют воду, которую отводят в качестве отработавшей воды, отработавшая вода содержит раствор 1005, абсорбирующий СО2, например амин. В связи с этим химическое потребление кислорода в отработавшей воде высокое, и по этой причине эта вода не может быть отведена за пределы системы в качестве отработавшей воды.
Помимо этого, раствор, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру, счищают с помощью воды, подводимой извне, при этом концентрация амина в растворе 1005, содержащем СО2, уменьшается.
Поэтому желательно разработать такую систему для улавливания СО2, которая может функционировать таким же образом, как и известная система 1000 улавливания CO2, в котле, работающем со сжиганием газа, и может непрерывно удалять большое количество твердой фазы, содержащейся в слабом растворе 1008 даже в том случае, если система для улавливания СО2 используется в котле, работающем со сжиганием угля, когда количество сажи значительно увеличивается.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы, по меньшей мере, частично решить проблемы, существующие в известной технологии.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения система для улавливания CO2 включает абсорбционную колонну, в которой осуществляется контакт отходящего газа, содержащего CO2, с раствором, абсорбирующим CO2, и удаление CO2; колонну регенерации, обеспечивающую регенерацию крепкого раствора, который абсорбировал СО2, за счет теплообмена; и разделительную цилиндрическую емкость, в которой происходит конденсация водяного пара, содержащегося в газе СО2, вместе с паром, отводимым из регенерационной колонны, и отделение воды. Слабый раствор, полученный за счет удаления СО2 из крепкого раствора, используют повторно в абсорбционной колонне. Абсорбционная колонна содержит секцию улавливания CO2, в которой осуществляется контакт отходящего газа, содержащего СО2, с раствором, абсорбирующим СО2, и абсорбирование СО2, содержащегося в отходящем газе; секцию промывки, размещенную с верхней стороны от секции улавливания СО2, в которой происходит охлаждение отходящего газа после извлечения из него СО2 и удаление раствора, абсорбирующего СО2, попутного потоку отходящего газа, из которого извлечена СО2; сборник сконденсированной воды, размещенный с нижней стороны секции промывки, который собирает сконденсированную воду в каждой секции промывки; устройство с фильтрующей мембраной, которое фильтрует твердую фазу, остающуюся в слабом растворе и/или крепком растворе, за счет использования фильтра; при этом раствор, абсорбирующий СО2, имеющий низкую концентрацию, который циркулирует в системе, используют для очистки фильтра, причем раствор, абсорбирующий СО2, имеющий низкую концентрацию, использованный для очистки, вновь возвращают в систему.
Собранная сконденсированная вода или отсепарированная вода, или же как собранная сконденсированная вода, так и отсепарированная вода из растворов, абсорбирующих СО2 и имеющих низкую концентрацию, могут быть использованы в качестве очищающей воды.
Кроме того, система для улавливания СО2 может содержать отвод трубопровода для слабого раствора, который подает слабый раствор к устройству с фильтрующей мембраной; и трубопровод подачи очищающей воды, который подводит раствор с низкой концентрации, абсорбирующий CO2, в отвод трубопровода для слабого раствора.
Система для улавливания СО2 может также содержать обратный (возвратный) трубопровод для очищающей воды, который подает раствор, абсорбирующий CO2, имеющий низкую концентрацию, использованный для очистки фильтра, в сборник сконденсированной воды.
Для образования слоя покрытия на поверхности фильтра может быть использован раствор с низкой концентрацией, абсорбирующий СО2, в котором растворяется фильтрующий материал.
Раствор, абсорбирующий СО2, может представлять собой абсорбирующий раствор на основе амина.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ очистки устройства с фильтрующей мембраной, который включает осуществление контакта отходящего газа, содержащего CO2, с раствором, абсорбирующим CO2, улавливание CO2в секции для улавливания CO2 абсорбционной колонны, регенерацию крепкого раствора, абсорбировавшего CO2, в колонне регенерации, и фильтрацию твердой фазы, остающейся в слабом растворе, полученном при удалении CO2 из крепкого раствора с помощью фильтра, установленного в устройстве с фильтрующей мембраной, и, кроме того, включает подачу раствора с низкой концентрацией, абсорбирующего CO2, который циркулирует в системе, в устройство с фильтрующей мембраной, очистку фильтра с использованием раствора с низкой концентрацией, абсорбирующего CO2; и возврат вновь в систему раствора с низкой концентрацией, абсорбирующего CO2, использованного для очистки фильтра.
В качестве очищающей воды могут быть использованы собранная сконденсированная вода или отсепарированная вода, или же как собранная сконденсированная вода, так и отсепарированная вода из растворов, абсорбирующих CO2и имеющих низкую концентрацию.
Раствор, абсорбирующий CO2, может представлять собой абсорбирующий раствор на основе амина.
Вышеуказанные и другие задачи, особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость настоящего изобретения будут лучше поняты из нижеследующего подробного описания предпочтительных в настоящее время воплощений изобретения, рассмотренных со ссылками на сопровождающие чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схема системы для улавливания CO2 в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.
Фиг.2 - блок-схема процесса формирования покрывающего слоя на фильтре и процесса очистки фильтра.
Фиг.3 - схема системы для улавливания CO2, соответствующей второму воплощению настоящего изобретения.
Фиг.4 - схема системы для улавливания CO2, соответствующей третьему воплощению настоящего изобретения.
Фиг.5 - схема системы для улавливания CO2, соответствующей четвертому воплощению настоящего изобретения.
Фиг.6 - схема системы для улавливания CO2, соответствующей пятому воплощению настоящего изобретения.
Фиг.7 - схема системы для улавливания СО2, соответствующей шестому воплощению настоящего изобретения.
Фиг.8 - схема известной системы для улавливания СО2.
Подробное описание предпочтительных воплощений изобретения
Ниже будут подробно рассмотрены примеры воплощения настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Следует отметить, что настоящее изобретение этими воплощениями не ограничено. Поэтому элементы, указанные в иллюстрируемых ниже воплощениях, включают такие, которые легко могут представить себе специалисты в данной области техники, или они включают по существу их эквиваленты.
На фиг.1 представлена схема системы 10А для улавливания СО2 в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения. На фиг.1 такие же элементы системы улавливания CO2, как и показанные на фиг.8, обозначены такими же ссылочными номерами позиций, как и на фиг.8, и пояснения этих элементов здесь не приводятся. Следует отметить, что на фиг.1 изображение колонны 1002 охлаждения, показанной на фиг.8, не приведено.
Как показано на фиг.1, система 10А для улавливания CO2 включает абсорбционную колонну 1004, в которой осуществляется контакт отходящего газа 1001А, содержащего СО2, с раствором, абсорбирующим СО2, и улавливание СО2, включает также колонну 1007 регенерации, в которой за счет теплообмена производится регенерация сильного раствора 1006 с абсорбированным в нем CO2, и разделительную цилиндрическую емкость 1026, в которой происходит конденсация водяного пара, содержащегося в газе CO2, в потоке, отведенном из колонны 1007 регенерации, и отделение воды. Система 10А для улавливания СО2 повторно использует слабый раствор (регенерированный раствор) 1008 в абсорбционной колонне 1004, при этом слабый раствор 1008 получают при удалении CO2из крепкого раствора в колонне 1007 регенерации.
Абсорбционная колонна 1004 включает секцию 1010 для улавливания СО2, в которой осуществляются контакт отходящего газа 1001А с раствором 1005 и абсорбирование CO2, содержащегося в отходящем газе 1001А, содержащем CO2, первую секцию 1013-1 промывки и вторую секцию 1013-2 промывки, которые размещены с верхней стороны от секции 1010 и служат для извлечения СО2, охлаждения отходящего газа 1001В после извлечения из него СО2 и извлечения попутного раствора 1005, абсорбирующего СО2. Абсорбционная колонна 1004, кроме того, содержит первый сборник 1015-1 сконденсированной воды, который размещен с нижней стороны от первой секции 1013-1 промывки и собирает сконденсированную воду 1014-1 в первой секции 1013-1 промывки, содержит второй сборник 1015-2 сконденсированной воды, который размещен с нижней стороны от второй секции 1013-2 промывки и собирает сконденсированную воду 1014-2 во второй секции 1013-2 промывки. Кроме того, имеется устройство 13 с фильтрующей мембраной, которое с помощью фильтра 12 обеспечивает фильтрацию твердой фазы 11, остающейся в слабом растворе 1008. На основе такого конструктивного выполнения раствор с низкой концентрацией, абсорбирующий СО2, который циркулирует в системе, используют для очистки фильтра 12, и указанный раствор с низкой концентрацией, абсорбирующий СО2, использованный для очистки, вновь возвращают в систему.
Система для улавливания СО2, кроме того, содержит ответвление 14-1 трубопровода, которое предназначено для подачи слабого раствора 1008 к устройству 13 с фильтрующей мембраной, и первый трубопровод 15А подачи очищающей воды, который служит для подвода сконденсированной воды 1014-1, собранной первым сборником 1015-1 сконденсированной воды, к ответвлению 14-1 трубопровода для слабого раствора.
Согласно настоящему изобретению сконденсированную воду 1014-1, собранную первым сборником 1015-1 сконденсированной воды, используют как раствор низкой концентрации, абсорбирующий CO2, при этом сконденсированную воду 1014-1, которую подают в устройство 13 с фильтрующей мембраной, называют здесь "очищающая вода 16А".
Твердую фазу 11, оставшуюся в слабом растворе 1008А, собирают с помощью фильтра 12 и подают слабый раствор 1008В, полученный в результате удаления из слабого раствора 1008А твердой фазы 11, в трубопровод 1018 подачи слабого раствора.
Когда устройство 13 с фильтрующей мембраной фильтрует слабый раствор 1008А, клапаны V11 и V12 открыты, в то время как клапан V13 закрыт. Поэтому слабый раствор 1008А, который частично извлечен из трубопровода 1018 подачи слабого раствора, направляется внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной через ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора, который обеспечивает подачу слабого раствора 1008А в устройство 13 с фильтрующей мембраной, и твердую фазу 11, оставшуюся в слабом растворе 1008А, собирают с помощью фильтра 12. После этого слабый раствор 1008В, не содержащий твердой фазы 11, направляют в трубопровод 1018 подачи слабого раствора через ответвление 14-2 трубопровода для слабого раствора.
Устройство 13 с фильтрующей мембраной использует очищающую воду 16А, подводимую к корпусу 17 устройства с фильтрующей мембраной, для забора в очищающую воду 16А раствора 1005, абсорбирующего CO2, прилипшего к фильтру 12, и для очистки фильтра 12.
Система 10А для улавливания СО2 включает первый трубопровод 15А подачи очищающей воды, который служит для подачи сконденсированной воды 1014-1, собранной первым сборником 1015-1 сконденсированной воды, в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора.
За счет обеспечения первого трубопровода 15А для подачи очищающей воды сконденсированная вода 1014-1 может быть направлена в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора, и, следовательно, сконденсированная вода 1014-1 может быть использована в качестве очищающей воды 16А.
Когда очищающая вода 16А поступает внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной, в результате чего фильтр 12 очищается, клапан V11 закрыт, в то время как клапаны V12-V14 открыты. Следовательно, становятся возможной подача в устройство 13 с фильтрующей мембраной сконденсированной воды 1014-1 в качестве очищающей воды 16А, забор раствора 1005, абсорбирующего CO2, прилипшего к фильтру 12, в очищающую воду 16А и очистка фильтра 12. Очищающая вода 16А, использованная для очистки фильтра 12, поступает в трубопровод 1018 подачи слабого раствора по отводу 14-2 трубопровода для слабого раствора.
Сконденсированная вода 1014-1 в первом циркуляционном трубопроводе L1 содержит, например, приблизительно 4 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, а крепкий раствор 1006 в трубопроводе 1017 подачи крепкого раствора содержит, например, приблизительно 50 мас.% раствора 1005, абсорбирующего CO2.
Следовательно, отсутствует необходимость в подаче воды извне в устройство 13 с фильтрующей мембраной для обновления фильтра 12, таким образом раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру 12, может быть собран сконденсированной водой 1014-1, фильтр 12 может быть очищен без разбавления циркулирующего в системе раствора 1005, абсорбирующего CO2, поступающей извне водой.
Кроме того, воду, циркулирующую в системе, например, сконденсированную воду 1014-1, транспортируемую по первому трубопроводу 15А подачи очищающей воды, используют для очистки фильтра 12 и затем подают в раствор 1005, абсорбирующий СО2, протекающий в трубопроводе 1018 подачи слабого раствора. Таким образом, предотвращается вывод отработавшей воды за пределы системы после использования воды для очистки раствора 1005, абсорбирующего CO2, такого, как амин, прилипшего к фильтру 12. В результате фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего CO2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего CO2.
В качестве фильтра 12 предпочтительно используют кассетный фильтр или фильтр с покрытием, однако настоящее изобретение указанными фильтрами не ограничено. Таким образом, требуется всего лишь любой фильтр, который может обеспечивать фильтрование твердой фазы 11, содержащейся в растворе 1005, абсорбирующем СО2, любой фильтр, включающий пустотелую волоконную мембрану, спеченный металлический фильтр и мембрану для микрофильтрации.
Ниже будет разъяснено, как обновляется фильтр, если в качестве фильтра 12 используется фильтр с покрытием.
На фиг.2 представлена блок-схема процесса образования покрывающего слоя на фильтре и процесса очистки фильтра.
Если в качестве фильтра 12 используют фильтр с покрытием, покрывающий слой образуется на фильтре 12 за счет использования очищающей воды 16А в качестве раствора с низкой концентрацией, абсорбирующего СО2, в котором растворяются фильтрующие материалы.
При использовании в качестве фильтра 12 фильтра с покрытием, в соответствии с фиг.2, процессы образования покрывающего слоя на поверхности фильтра 12 (стадия S11), фильтрования твердой фазы 11, содержащейся в растворе 1005, абсорбирующем СО2, удаления из него твердой фазы 11 (стадия S12) и сбора раствора 1005, абсорбирующего CO2, прилипшего к поверхности фильтра 12, с использованием промывочной воды 16А и очистки фильтра 12 (стадия S13) повторяются.
Сначала, на стадии S11, фильтрующий материал, который образует покрывающий слой на фильтре 12, растворяется в очищающей воде 16А, и очищающая вода 16А с растворенным в ней фильтрующим материалом контактирует с фильтром 12 с образованием на нем покрывающего слоя.
Затем, на стадии S12, в устройство 13 с мембранным фильтром по ответвлению 14-1 трубопровода для слабого раствора подают раствор 1005, абсорбирующий CO2, и фильтруют в устройстве слабый раствор 1008А для отделения и сбора твердой фазы 11, остающейся в слабом растворе 1008А. Слабый раствор 1008В, из которого удалена твердая фаза 11, направляется в трубопровод 1018 подачи слабого раствора.
На стадии S13 в устройство 13 с фильтрующей мембраной направляют очищающую воду 16А, при этом раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, забирается в очищающую воду 16А, и фильтр 12 очищается. После отвода очищающей воды 16А внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной подают сжатый воздух и фильтрующий материал сдувают, в результате чего покрывающий слой удаляется.
Подобным изложенным выше образом на фильтре 12 вновь формируют новый покрывающий слой, используя очищающую воду 16А с растворенным в ней фильтрующим материалом.
В результате в обоих случаях, в которых на фильтре 12 формируют покрывающий слой и затем фильтр 12 очищается, отсутствует необходимость в подаче в устройство 13 с фильтрующей мембраной воды извне. Следовательно, становится возможным образовать на фильтре 12 покрывающий слой, собрать раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру, и очистить фильтр 12 без разбавления раствора 1005, абсорбирующего CO2. Таким образом, вода, циркулирующая в системе, может быть также эффективно использована и в случае формирования покрывающего слоя на фильтре, помимо ее использования для очистки фильтра 12.
Предполагая, что количество отходящего газа составляет, например, 1000000 Нм3/час и обычное количество сажи составляет, например, 5,0 мг/Нм3, необходимо, чтобы сажа или подобное образование, которое не было извлечено в колонне 1002 охлаждения, или с помощью аппарата десульфуризации, или тому подобного устройства (не показано), было извлечено с помощью абсорбционной колонны 1004. В данном случае количество сажи, подлежащее удалению с помощью абсорбционной колонны 1004, составляет до 1000000 (Нм3/час)×5,0 (мг/Нм3)=5,0 кг/час. Кроме этого, количество собранной сажи на фильтр обычно составляет примерно от 100 до 200 грамм, что требует обновления приблизительно 50 фильтров/час.
С другой стороны, за счет использования воды, циркулирующей в этой системе, служащей для очистки фильтра 12 и для образования покрывающего слоя, сравнительно большое количество твердой фазы, находящейся в слабом растворе, может быть непрерывно обработано в пределах короткого интервала времени, даже если с помощью абсорбционной колонны 1004 необходимо извлечь большое количество сажи.
Как было объяснено выше, в систему 10А для улавливания СО2 включено устройство 13 с фильтрующей мембраной, в котором раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, забирают в сконденсированную воду 1014-1. Указанный раствор является раствором 1005 низкой концентрации, который абсорбирует СО2 и очищает фильтр 12 в процессе очистки этого фильтра, фильтрующего твердую фазу 11, оставшуюся в растворе 1005, абсорбирующем СО2, таком как амин. Кроме того, система выполнена с возможностью возврата очищающей воды 16А, использованной для очистки фильтра 12, обратно в систему. Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость в подводе воды в систему извне, и поэтому становится возможным осуществить забор раствора 1005, абсорбирующего СО2, прилипшего к поверхности фильтра 12, в очищающую воду 16А и очистить фильтр 12 без разбавления циркулирующего в системе раствора 1005, абсорбирующего СО2, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего СО2, и может значительно снизить потери раствора 1005, абсорбирующего СО2.
В результате указанная система для улавливания СО2 может быть также использована для котла, работающего на угле, и сравнительно большое количество находящейся в слабом растворе твердой фазы может быть непрерывно обработано в короткий период времени, хотя размеры системы для улавливания CO2 при этом увеличиваются, и количество сажи, которое необходимо удалить с помощью абсорбционной колонны 1004, возрастает, например, до 5,0 кг/час.
Кроме того, следует отметить, что указанная система 10А для улавливания СО2 содержит две секции промывки, однако настоящее изобретение таким количеством не ограничено, и поэтому может быть использована одна секция или более двух секций промывки.
Ниже со ссылкой на фиг.3 будет описана система для улавливания СО2 в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения.
На фиг.3 представлена схема системы 10В для улавливания CO2 в соответствии со вторым воплощением. На фиг.3 такие же элементы системы улавливания СО2, как и элементы системы 10А улавливания СО2, показанной на фиг.1, обозначены такими же ссылочными номерами позиций, и их пояснения здесь не приводится. Следует отметить, что на фиг.3 изображение колонны 1002 охлаждения не приведено.
Как показано на фиг.3, система 10В для улавливания CO2 использует сконденсированную воду 1014-2, как очищающую воду, циркулирующую по второму циркуляционному трубопроводу L2, вместо сконденсированной воды 1014-1 в описанной выше системе 10А для улавливания СО2.
В частности, система 10В для улавливания CO2 содержит второй трубопровод 15В для подачи очищающей воды, который подает сконденсированную воду 1014-2, накопленную при помощи второго сборника 1015-2 сконденсированной воды, в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора через второй циркуляционный трубопровод L2, вместо первого трубопровода 15А подачи очищающей воды в системе 10А для улавливания CO2.
За счет обеспечения второго трубопровода 15В подачи очищающей воды сконденсированную воду 1014-2 можно направлять в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора с тем, чтобы эту воду можно было использовать в качестве очищающей воды 16В.
Когда очищающую воду 16В подают внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной и за счет этого фильтр 12 очищается, клапан V11 закрыт, в то время как клапаны V12, V13 и V15 открыты. Следовательно, можно подавать сконденсированную воду 1014-2 как очищающую воду 16В в устройство 13 с фильтрующей мембраной, собрать раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, в очищающую воду 16В и очистить фильтр 12. Очищающую воду 16В, использованную для очистки фильтра 12, подают в трубопровод 1018 подачи слабого раствора по ответвлению 14-2 трубопровода для слабого раствора.
Сконденсированная вода 1014-2 во втором циркуляционном трубопроводе L2 содержит, например, приблизительно 0,9 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, и крепкий раствор 1006 в трубопроводе 1017 подачи крепкого раствора содержит, например, приблизительно 50 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость подачи воды извне в устройство 13 с фильтрующей мембраной, и таким образом раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, может быть собран сконденсированной водой 1014-2, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления водой, подводимой извне, раствора 1005, абсорбирующего СО2, который циркулирует в системе.
Воду, циркулирующую в системе, например сконденсированную воду 1014-2 во втором трубопроводе 15В с очищающей водой используют для очистки фильтра 12 и подают в раствор 1005, абсорбирующий СО2, находящийся в трубопроводе 1018 со слабым раствором. Следовательно, предотвращается отвод за пределы системы отработавшей воды, использованной для очистки раствора 1005, абсорбирующего CO2, например раствора амина, прилипшего к фильтру 12. В результате этого фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы.
В соответствии с выполнением системы 10В для улавливания СО2 сконденсированную воду 1014-2 подают в качестве очищающей воды 16В внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной, и за счет этого фильтр 12 очищается, так, что раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к поверхности фильтра 12, может быть собран в очищающей воде 16В, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления раствора 1005, абсорбирующего CO2, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего CO2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего CO2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Ниже со ссылкой на фиг.4 будет описана система для улавливания CO2 в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения.
На фиг.4 представлена схема системы 10С для улавливания СО2 в соответствии с третьим воплощением. На фиг.4 такие же элементы системы улавливания CO2, как и элементы системы 10А улавливания CO2, показанной на фиг.1, обозначены такими же ссылочными номерами позиций, и их пояснения здесь не приводятся. Следует отметить, что на фиг.4 изображение колонны 1002 охлаждения не приведено.
Как показано на фиг.4, система 10С для улавливания СО2, вместо сконденсированной воды 1014-1, используемой в описанной выше системе 10А для улавливания CO2, использует воду 1028, которая является очищающей водой, отведена из колонны 1007 регенерации и отделена (отсепарирована) в разделительной цилиндрической емкости 1026.
В частности, система 10С для улавливания СО2 содержит третий трубопровод 15С для подачи очищающей воды, который подает отсепарированную воду 1028 в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора, а не в первый трубопровод 15А подачи очищающей воды, как это имеет место в системе 10А для улавливания СО2.
За счет обеспечения третьего трубопровода 15С подачи очищающей воды эту воду 1028 можно направлять в ответвление 14-1 трубопровода для слабого раствора с тем, чтобы указанную воду 1028 можно было использовать в качестве очищающей воды 16С.
Когда очищающую воду 16С подают внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной и за счет этого фильтр 12 очищается, клапан V11 закрыт, в то время как клапаны V12, V13 и V16 открыты. Следовательно, в устройство 13 с фильтрующей мембраной можно подавать воду 1028 в качестве очищающей воды 16С, собрать раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру 12, в очищающую воду 16С и очистить фильтр 12. Очищающую воду 16С, использованную для очистки фильтра 12, подают в трубопровод 1018 подачи слабого раствора по ответвлению 14-2 трубопровода для слабого раствора.
Вода 1028 в циркуляционном трубопроводе 1029 содержит, например, приблизительно 0,5 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, а крепкий раствор 1006 в трубопроводе 1017 для подачи крепкого раствора содержит, например, приблизительно 50 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость подачи в устройство 13 с фильтрующей мембраной воды извне, и таким образом раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, может быть собран водой 1028, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления абсорбирующего СО2 раствора 1005, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне.
Воду, циркулирующую в системе, например воду 1028, содержащую раствор 1005, абсорбирующий СО2, протекающую в циркуляционном водяном трубопроводе 1029, используют для очистки фильтра 12 и подают ее в раствор 1005, абсорбирующий CO2, находящийся в трубопроводе 1018 со слабым раствором. Следовательно, предотвращается отвод за пределы системы отработавшей воды, использованной для очистки раствора 1005, абсорбирующего СО2, например раствора амина, прилипшего к фильтру 12. В результате этого фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы.
В соответствии с выполнением системы 10С для улавливания СО2 воду 1028 подают в качестве очищающей воды 16С внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной, в результате фильтр 12 очищается так, что может быть осуществлен забор в очищающую воду 16С раствора 1005, абсорбирующего СО2, прилипшего к поверхности фильтра 12, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления абсорбирующего СО2 раствора 1005, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего СО2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего CO2.
Ниже со ссылкой на фиг.5 будет описана система для улавливания CO2 в соответствии с четвертым воплощением настоящего изобретения.
На фиг.5 представлена схема системы 10D для улавливания CO2 в соответствии с четвертым воплощением. На фиг.5 такими же ссылочными номерами позиций обозначены такие же элементы, как и элементы системы 10А улавливания CO2, показанной на фиг.1, и элементы системы 10В улавливания CO2, показанной на фиг.3, и их пояснения здесь не приводятся. Следует отметить, что на фиг.5 изображение колонны 1002 охлаждения не приведено.
Как показано на фиг.5, система 10D для улавливания CO2 использует для очистки фильтра 12 сконденсированную воду 1014-2, которая служит очищающей водой в системе 10В для улавливания CO2, показанной на фиг.3, и обеспечивает подачу сконденсированной воды 1014-2, после ее использования для очистки, в первый циркуляционный трубопровод L1 вместо направления в трубопровод 1018 подачи слабого раствора.
В частности, система 10D для улавливания CO2 содержит первый обратный трубопровод 18А для очищающей воды, который подает очищающую воду 16В после очистки фильтра 12 в устройстве 13 с фильтрующей мембраной в первый циркуляционный трубопровод L1 вместо ее подачи в ответвление 14-2 трубопровода для слабого раствора, как это имеет место в системе 10В для улавливания СО2, показанной на фиг.3.
За счет наличия первого возвратного трубопровода 18А для очищающей воды сконденсированную воду 16В после очистки фильтра 12 можно направлять в первый циркуляционный трубопровод L1, так, чтобы очищающую воду 16В можно было смешивать со сконденсированной водой 1014-1, и таким образом смешанную воду можно было использовать для извлечения раствора 1005, абсорбирующего СО2, попутного потоку отходящего газа 1001В, из которого удалена СО2, в первой секции 1013-1 промывки.
Когда очищающую воду 16В подают внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной и за счет этого фильтр 12 очищается, клапаны V11 и V12 закрыты, в то время как клапаны V13, V15 и V17 открыты. Следовательно, в устройство 13 с фильтрующей мембраной можно подавать сконденсированную воду 1014-2 как очищающую воду 16В, собрать раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, в очищающей воде 16В и очистить фильтр 12. Очищающую воду 16В, использованную для очистки фильтра 12, подают в первый циркуляционный трубопровод L1 по первому обратному трубопроводу 18А очищающей воды.
Сконденсированная вода 1014-2 во втором циркуляционном трубопроводе L2 содержит, например, приблизительно 0,8 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, а сконденсированная вода 1014-1 в первом циркуляционном трубопроводе содержит, например, приблизительно 4,0 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость подачи воды извне в устройство 13 с фильтрующей мембраной, и таким образом раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, может быть собран сконденсированной водой 1014-2, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления раствора 1005, абсорбирующего СО2, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне.
Кроме того, поскольку сконденсированную воду 1014-2 во втором трубопроводе 15В с очищающей водой используют для очистки фильтра 12, предотвращается вывод за пределы системы отработавшей воды после ее использования для очистки раствора 1005, абсорбирующего CO2, прилипшего к фильтру 12. В результате этого фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы.
В соответствии с выполнением системы 10D для улавливания СО2 сконденсированную воду 1014-2 подают в качестве очищающей воды 16В внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной, в результате фильтр 12 очищается так, что раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к поверхности фильтра 12, может быть собран в очищающей воде 16В, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления абсорбирующего CO2 раствора 1005, циркулирующего в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего CO2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего CO2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего CO2.
Ниже со ссылкой на фиг.6 будет описана система для улавливания CO2 в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения.
На фиг.6 представлена схема системы 10Е для улавливания CO2 в соответствии с пятым воплощением. На фиг.6 такими же ссылочными номерами позиций обозначены такие же элементы, как и элементы системы 10А улавливания CO2, показанной на фиг.1, элементы системы 10С улавливания CO2, показанной на фиг.4, элементы системы 10D улавливания CO2, показанной на фиг.5, и поэтому их пояснения здесь не приводятся. Следует отметить, что на фиг.6 изображение колонны 1002 охлаждения не приведено.
Как показано на фиг.6, система 10Е для улавливания CO2 использует для очистки фильтра 12 воду 1028, которая служит очищающей водой в системе 10С для улавливания CO2, показанной на фиг.4, и затем обеспечивает подачу воды 1028, после ее использования для очистки, в первый циркуляционный трубопровод L1, а не в трубопровод 1018 для подачи слабого раствора.
В частности, система 10Е для улавливания CO2 содержит первый возвратный трубопровод 18А для очищающей воды, который подает очищающую воду 16С после очистки фильтра 12 в устройстве 13 с фильтрующей мембраной в первый циркуляционный трубопровод L1 вместо подачи в ответвление 14-2 трубопровода для слабого раствора, как это имеет место в системе 10С для улавливания CO2, показанной на фиг.4.
Когда очищающую воду 16С подают внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной и за счет этого фильтр 12 очищается, клапаны V11 и V12 закрыты, в то время как клапаны V13, V16 и V17 открыты. Следовательно, в устройство 13 с фильтрующей мембраной можно подавать воду 1028 как очищающую воду 16С, собрать в очищающую воду 16С раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру 12, и очистить фильтр 12. Очищающую воду 16С, использованную для очистки фильтра 12, подают в первый циркуляционньш трубопровод L1 по первому возвратному трубопроводу 18А для очищающей воды.
Вода 1028 в циркуляционном водяном трубопроводе 1029 содержит, например, приблизительно 0,5 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, а сконденсированная вода 1014-1 в первом циркуляционном трубопроводе L1 содержит, например, приблизительно 4,0 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость подачи в устройство 13 с фильтрующей мембраной воды извне, раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру 12, может быть собран водой 1028, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления раствора 1005, абсорбирующего СО2, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне.
Кроме того, поскольку вода 1028 в циркуляционном водяном трубопроводе 1029 используется для очистки фильтра 12, предотвращается вывод за пределы системы отработавшей воды после ее использования для очистки раствора 1005, абсорбирующего СО2, прилипшего к фильтру 12. В результате этого фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего CO2, за пределы системы.
В соответствии с выполнением системы 10Е для улавливания СО2 воду 1028 подают в качестве очищающей воды 16С внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной, и в результате фильтр 12 очищается так, что раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к поверхности фильтра 12, может быть собран в очищающей воде 16С, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления раствора 1005, абсорбирующего СО2, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего СО2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Ниже со ссылкой на фиг.7 будет описана система для улавливания СО2 в соответствии с шестым воплощением настоящего изобретения.
На фиг.7 представлена схема системы 10F для улавливания СО2 в соответствии с шестым воплощением. На фиг.7 такими же ссылочными номерами позиций обозначены такие же элементы, как и элементы системы 10А улавливания СО2, показанной на фиг.1, и элементы системы 10С улавливания СО2, показанной на фиг.4, и их пояснения здесь не приводятся. Следует отметить, что на фиг.7 изображение колонны 1002 охлаждения не приведено.
Как показано на фиг.7, система 10F для улавливания СО2, использует воду 1028, которая служит очищающей водой в системе 10С для улавливания СО2, показанной на фиг.4, для очистки фильтра 12, и затем обеспечивает подачу воды 1028, после ее использования для очистки, во второй циркуляционный трубопровод L2, а не в трубопровод 1018 подачи слабого раствора.
В частности, система 10F для улавливания СО2 содержит второй обратный трубопровод 18В для очищающей воды, который подает очищающую воду 16С после очистки фильтра 12 в устройстве 13 с фильтрующей мембраной во второй циркуляционный трубопровод L2 вместо ее подачи в первый обратный трубопровод 18А для очищающей воды, как это имеет место в системе 10Е для улавливания СО2, показанной на фиг.6.
За счет обеспечения второго обратного трубопровода 18В для очищающей воды очищающую воду 16С после очистки фильтра 12 можно направлять во второй циркуляционный трубопровод L2 так, чтобы очищающую воду 16С можно было смешивать со сконденсированной водой 1014-2, и таким образом смешанную воду можно было использовать для улавливания раствора 1005, абсорбирующего СО2, попутного потоку отходящего газа 1001В, из которого удалена СО2, во второй секции 1013-2 промывки.
Когда очищающую воду 16С подают внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной и за счет этого фильтр 12 очищается, клапаны V11 и V12 закрыты, в то время как клапаны V13, V16 и V18 открыты. Следовательно, можно подавать в устройство 13 с фильтрующей мембраной воду 1028 как очищающую воду 16С, можно собрать в очищающую воду 16С раствор 1005, абсорбирующий СО2, прилипший к фильтру 12, и очистить фильтр 12. Очищающую воду 16С, использованную для очистки фильтра 12, подают во второй циркуляционный трубопровод L2 по второму обратному трубопроводу 18В для очищающей воды.
Вода 1028 в циркуляционном водяном трубопроводе 1029 содержит, например, приблизительно 0,5 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2, а сконденсированная вода 1014-2 во втором циркуляционном трубопроводе L2 содержит, например, приблизительно 0,8 мас.% раствора 1005, абсорбирующего СО2.
Следовательно, при обновлении фильтра 12 отсутствует необходимость подачи воды извне в устройство 13 с фильтрующей мембраной, раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру 12, может быть собран водой 1028, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления абсорбирующего СО2 раствора 1005, циркулирующего в системе, водой, подводимой извне.
Кроме того, поскольку вода 1028 в циркуляционном водяном трубопроводе 1029 используется для очистки фильтра 12, предотвращается вывод за пределы системы отработавшей воды после ее использования для очистки раствора 1005, абсорбирующего СО2, прилипшего к фильтру 12. В результате этого фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы.
В соответствии с выполнением системы 10F для улавливания СО2 в качестве очищающей воды 16С внутрь корпуса 17 устройства с фильтрующей мембраной подают воду 1028, и за счет этого фильтр 12 очищается, при этом раствор 1005, абсорбирующий CO2, прилипший к поверхности фильтра 12, может быть собран в очищающей воде 16С, и фильтр 12 может быть очищен без разбавления раствора 1005, абсорбирующего СО2, который циркулирует в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр 12 может быть очищен без отвода раствора 1005, абсорбирующего СО2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора 1005, абсорбирующего CO2, и может значительно уменьшить потери раствора 1005, абсорбирующего CO2.
В настоящем изобретении способ удаления твердой фазы 11, прилипшей к фильтру 12, поясняется для случая использования очищающей воды от 16А до 16С, однако настоящее изобретение использованием только этой воды не ограничено. Так, может быть просто обеспечена подача раствора с концентрацией в нем раствора 1005, абсорбирующего СО2 от низкой до высокой, или может быть использован раствор из какого-либо трубопровода, в котором циркулирует иной раствор 1005, абсорбирующий CO2.
Кроме того, настоящее изобретение приспособлено для удаления твердой фазы 11, оставшейся в слабом растворе 1008А, который частично отводится из трубопровода 1018 подачи слабого раствора, однако изобретение этим не ограничено. Так, крепкий раствор 1006 может быть удален частично, и может быть удалена твердая фаза 11, находящаяся в крепком растворе.
Настоящее изобретение может быть также приспособлено для частичного удаления как слабого раствора 1008, так и крепкого раствора 1006, и для удаления твердой фазы 11, оставшейся в обоих растворах.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения система для улавливания CO2 включает устройство с фильтрующей мембраной, которое забирает абсорбирующий CO2 раствор, прилипший к фильтру, в раствор, абсорбирующий CO2, имеющий низкую концентрацию, в то время как твердая фаза, остающаяся в растворе, абсорбирующем CO2, фильтруется фильтром, при этом фильтр в устройстве очищается, а очищающая вода, использованная для очистки фильтра, вновь возвращается в систему. Следовательно, при обновлении фильтра отсутствует необходимость в подаче воды в систему извне, и таким образом раствор, абсорбирующий CO2, прилипший к фильтру, может быть собран в очищающей воде, и фильтр может быть очищен без разбавления абсорбирующего CO2 раствора, циркулирующего в системе, водой, подводимой извне. Кроме того, фильтр может быть очищен без отвода раствора, абсорбирующего CO2, за пределы системы, что может предотвратить уменьшение концентрации раствора, абсорбирующего CO2, и может значительно снизить потери раствора, абсорбирующего CO2.
Соответственно, настоящее изобретение может быть также применимо к котлу, работающему на угле, и может обеспечить непрерывное удаление большого количества твердой фазы, содержащейся в слабом растворе, даже если в абсорбционной колонне подлежит удалению большое количество сажи.
Хотя изобретение для его полного и ясного раскрытия описано выше в отношении конкретных воплощений, приложенные пункты формулы не следует рассматривать как ограничение изобретения, а следует истолковывать как воплощающие все модификации и альтернативные выполнения, которые может представить себе специалист в области техники и которые явно соответствуют изложенной здесь основной идее изобретения.
Реферат
Изобретение относится к технологии обновления фильтра, который накапливает сажу и твердые частицы в результате фильтрования раствора, абсорбирующего CO2, используемого в устройстве для удаления CO2 из отходящего газа. Система для улавливания CO2 содержит абсорбционную колонну, которая обеспечивает извлечение CO2 из отходящего газа, регенерационную колонну, обеспечивающую регенерацию крепкого раствора, разделительную цилиндрическую емкость, в которой происходит конденсация водяного пара, содержащегося в газе CO2, отводимом из регенерационной колонны, и отделение воды. Слабый раствор, полученный за счет извлечения CO2 из крепкого раствора, используют повторно в абсорбционной колонне. Система также содержит устройство с фильтрующей мембраной, которое фильтрует твердую фазу, остающуюся в слабом растворе и/или крепком растворе за счет использования фильтра. Абсорбирующий CO2 раствор, имеющий низкую концентрацию, используют для очистки фильтра, и использованный раствор вновь возвращают в систему. Технический результат: возможность использования системы для улавливания CO2 в котле, работающем со сжиганием угля, непрерывное удаление большого количества твердой фазы, уменьшение потерь раствора, абсорбирующего CO2. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
