CN104321125A - 用于二氧化碳的离析装置和其运行方法以及分离单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气(RG)中的二氧化碳的离析装置(2)，其包括吸收单元(4)、配属于吸收单元(4)的解吸单元(5)和用于从洗气溶液中分离盐的分离单元(10)。在此，吸收单元(4)和解吸单元(5)通过用于再生的洗气溶液(A)的第一管路(6)和用于失效的洗气溶液(AM)的第二管路(7)相互连接。分离单元(10)包括用于形成盐晶体的结晶器(20)和处于结晶器下游的用于分离盐晶体的第一分离器(25)。本发明还涉及一种用于运行离析装置(2)的相应方法。本发明还涉及一种用于从洗气溶液(10)中分离盐的分离单元(10)，其包括结晶器(20)和处于结晶器下游的用于分离盐晶体的第一分离器(25)。结晶器(20)包括用于形成盐晶体的结晶室(21)和用于按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体的对流分级器(22)。在结晶室(21)上连接有第一分支管路(32)，所述第一分支管路通过第二分离器(26)通入对流分级器(22)中。
Description
本发明涉及一种用于尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的离析装置以及一种用于运行这种离析装置的方法。本发明还涉及一种用于从洗气溶液中分离盐的分离单元。
在燃烧化石燃料的用于产生电能的发电设备中，由于化石燃料的燃烧而产生含有二氧化碳的烟气。除了二氧化碳，烟气中还含有其它燃烧产物，如二氧化硫和二氧化氮以及固体颗粒、灰尘和炭黑。烟气通常在很大程度上离析出固体成分之后排放到大气中。
然而，人类所造成的二氧化碳在地球大气中的含量升高是称为气候变化的地表温度升高的主要原因。存在于大气中的二氧化碳阻碍了从地表到宇宙中的热辐射，这一般作为温室效应已知。
因此针对现有的发电设备讨论适当的辅助措施，以便在燃烧之后将所产生的二氧化碳从烟气中分离出来。为此，作为在燃烧过程之后从烟气中离析二氧化碳(Post Combustion Capture)的一种技术可能性，使烟气与洗气溶液接触，所述洗气溶液具有用于二氧化碳的适当吸收剂。在此，从烟气中洗出二氧化碳。
在经典的吸收-解吸过程中，烟气在吸收单元中与洗气溶液接触，由此尤其二氧化碳被吸收或者可逆地被结合。由此清洁的烟气从吸收单元中排出，而吸附或装载有二氧化碳的、即失效的洗气溶液导入解吸单元中，以便分离二氧化碳并且使洗气溶液再生。在该处通常进行热学分离，即通过输入热而使二氧化碳解吸。二氧化碳最后例如经过多级压缩和冷却并且输送至存放装置或使用装置。再生的洗气溶液导回至吸收单元，在吸收单元中洗气溶液又能用于吸收二氧化碳。
在这种吸收-解吸过程的范围内，通常应用通过碱性洗气溶液的化学吸收。在这种吸收中，酸性的烟气成分与洗气溶液中所含的碱性吸收剂发生反应。当前最有前景的是含胺类的吸收剂，其中，作为胺类尤其使用烷醇胺，但也可以使用具有较大烷基组的复合位阻胺、环形胺、氨基酸或者氨基酸盐。所使用的胺类与二氧化碳形成氨基甲酸盐，或者二氧化碳在洗气溶液中间接地反应成为碳氢酸盐和质子化的胺。
不期望的是，在含胺类的洗气溶液中除了二氧化碳也吸收了其它酸性气体，尤其是一氧化氮和/或一氧化硫。然而与二氧化碳不同，这些其它气体与含胺类的吸收剂主要形成耐热的盐(英语：“Heat Stable Salts”HSS)，这些盐在解析单元中不能回复原态。在运行期间，这些耐热的盐由于由此造成的胺类浓度的下降而使洗气溶液吸收二氧化碳的能力逐渐降低。此外，这些耐热的盐可能促进腐蚀并且不利地改变洗气溶液的流动特性。
因此，本发明所要解决的第一技术问题在于，提供一种用于尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的离析装置，其能够从洗气溶液中分离出盐。
本发明所要解决的第二技术问题在于，提供一种用于离析尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的方法，通过该方法能够从洗气溶液中分离出盐。
本发明所要解决的第三技术问题在于，提供一种用于从洗气溶液中分离盐的分离单元。
所述第一技术问题按本发明通过权利要求1的特征解决。本发明的有利实施形式和扩展设计在从属权利要求和以下的说明中示出。
按照本发明的用于尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的离析装置包括吸收单元、配属于所述吸收单元的解吸单元和用于从洗气溶液中分离盐的分离单元。所述吸收单元和解吸单元通过用于再生的洗气溶液的第一管路和用于失效的(亦即用过的)洗气溶液的第二管路相互连接。所述分离单元包括用于形成盐晶体的结晶器和处于所述结晶器下游的用于分离盐晶体的第一分离器。
在此，本发明从这种考虑出发，即通过含胺类的洗气溶液与酸性烟气成分的中和反应形成的盐不能回复原态并且它们降低了洗气溶液吸收二氧化碳的能力。本发明还从这种考虑出发，即，使洗气溶液中的盐结晶。这样结晶的盐可以作为固体相对简单地从洗气溶液中移除。因此本发明规定，将洗气溶液输送至分离单元，在分离单元中，洗气溶液所含的盐借助结晶器结晶并且所形成的盐晶体借助分离器从洗气溶液中移除。这允许将洗气溶液中所含的盐分离并且由此能够简单地回收洗气溶液。
吸收单元用于通过洗气溶液吸收二氧化碳，解吸单元用于解吸二氧化碳。第一管路连接解吸单元和吸收单元并且导引再生的洗气溶液。第二管路连接吸收单元和解吸单元并且导引失效的洗气溶液。为了分离盐，分离单元可以直接集成在离析装置中。但是同样可行的是，将洗气溶液从离析装置中取出，单独地输送至分离单元并且在分离盐之后重新在离析装置中使用。
晶核的形成和盐晶体的生长基本上在结晶器中进行。在此，过饱和是结晶的驱动力。除了蒸发洗气溶液，过饱和尤其可以通过冷却洗气溶液产生。通过相应较低的温度，盐在洗气溶液中的溶解度降低并且待结晶的盐处于过饱和状态。由此实现盐的结晶。
结晶器优选指的是用于持续结晶的、也就是用于连续运行的结晶器。结晶器例如可以包括搅拌机或者循环泵和用于加热和/或冷却的装置。在此，搅拌机或者循环泵的主要任务是尽可能均匀地分配悬浮物并且混合从解吸单元输出的洗气溶液。用于冷却的装置尤其可以用于冷却洗气溶液的温度。
盐晶体的颗粒尺寸尤其能够通过局部和平均的过饱和以及盐晶体在过饱和溶液中的分布和停留时间来控制。在洗气溶液内部尤其可能存在较小的、中等大小的和较大的盐晶体，其中，这种划分可分别通过相互比较盐晶体而看出。换而言之，较小的盐晶体小于中等大小的盐晶体，并且中等大小的盐晶体又小于较大的盐晶体。
第一分离器在流体技术上连接在结晶器之后并且设计用于将所形成的盐晶体与洗气溶液分开。由第一分离器分开的盐晶体输送至存放装置、清除装置或者使用装置。作为备选，尤其是中等大小和较小的盐晶体可以再次完全或部分地输送至结晶器，以便保持结晶器中的相应固体浓度，这对结晶器的结晶效率有积极影响。尽可能不再含有盐晶体的洗气溶液则被传输或输送至吸收单元。
本发明所提供的离析装置的优点在于，通过该离析装置可以从洗气溶液中分离盐。离析装置使得溶解在洗气溶液中的盐结晶并且由此作为固体存在于洗气溶液中，由此盐可以通过第一分离器经过相对简单的固液分离过程从洗气溶液中分离出来。
失效的洗气溶液中所包含的二氧化碳促进了盐在洗气溶液中的溶解度并且因此加大了盐结晶的难度。因此，再生的洗气溶液优选从解吸单元传输或输送至分离单元。
因此，分离单元相宜地连接在第一管路内。第一管路在此连接解吸单元与分离单元并且又将分离单元与吸收单元相连。以此方式，分离单元直接连入吸收单元与解吸单元之间的洗气溶液循环回路中。
在一种有利的实施形式中，结晶器包括用于形成盐晶体的结晶室和用于按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体的分级装置。结晶室在此由基本上呈圆柱体形的容器构成，洗气溶液和生长的盐晶体处于该容器中。在分级装置中，按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体。在此，使较大的盐晶体在很大程度上与中等大小和较小的盐晶体分离。通过分离简化了有针对性地提取较大盐晶体的过程(其能够更简单地与洗气溶液分离)，并且可以保留中等大小和较小的盐晶体以在结晶室中进一步生长。再生的洗气溶液优选在导入离析装置的结晶器之前例如通过热交换器置于较低的温度，尤其是10℃至15℃。由此可以实现或促进盐的晶体形成。
所述分级装置相宜地设计为对流分级器。在此，分级装置成型在结晶室的底侧上并且本身包括基本上呈空心圆柱体形的本体，所述本体具有尤其呈漏斗状延伸的底部。在空心圆柱体形本体的外表面上，在靠近底部的下部区域内设有入口，通过该入口导入对流，所述对流从所述入口向上朝结晶室的方向流过空心圆柱体形本体。为了按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体，在此利用具有不同颗粒尺寸的盐晶体的不同沉降速度，其中，较大的盐晶体的沉降速度大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。沉降速度小于对流速度的盐晶体随着对流向上朝结晶室的方向输送。具有较高沉降速度的盐晶体向下运动通过空心圆柱体形本体并且汇集在分级装置的底部。在此，对流的速度这样设置，使得该速度小于较大盐晶体的沉降速度但是大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。因此，汇集在分级装置底部的基本上是较大的盐晶体，其可以从该处被提取。
在所述结晶室上优选连接有第一分支管路，所述第一分支管路通过第二分离器通入对流分级器中。第一分支管路用于将洗气溶液从结晶室中抽取出并且输送至第二分离器和连接在之后的对流分级器。第二分离器在此设计为，使得其尤其阻留抽取出的洗气溶液中所含的较大的和中等大小的盐晶体。阻留的盐晶体又输送至结晶室，以便保持洗气溶液内部的相应固体浓度，这对结晶器的结晶效率有积极影响。基本上只还含有较小盐晶体的洗气溶液从第二分离器导出，经过第一分支管路导入对流分级器的入口中，其在该处用作对流。
所述第二分离器相宜地设计为过滤器。在此，第二分离器可以是持续工作的过滤器，例如边缘缝隙过滤器。作为备选，第二分离器也可以设计为水力旋转分离器或者分选器。
在一种相宜的实施形式中，所述第一分离器包括离心分离器，所述离心分离器尤其可以是筛状离心分离器。所述离心分离器尤其将较大的盐晶体从洗气溶液中分离出。此外，第一分离器还可以包括过滤器，所述过滤器将可能还存在的中等大小和较小的盐晶体从洗气溶液中分离出。取代筛状离心分离器和过滤器的组合尤其也可行的是，第一分离器例如包括将所述两个功能相统一的筛式螺旋输送离心分离器。
在一种有利的实施形式中，在所述结晶器上连接有第二分支管路，所述第二分支管路又通过粉碎装置回引至结晶器中。由此可以通过第二分支管路连续地或者周期性地从结晶器中抽取洗气溶液并且可以使包含在其中的盐晶体在粉碎装置(例如磨或者分散器)中经历粉碎过程。第二分支管路设计为，使得被粉碎的盐晶体随即又随着洗气溶液输送至结晶器。以此方式可以为结晶器提供更多可以生长的较小盐晶体，由此提高结晶器的结晶效率。
优选在分离单元内部设置用于籽晶的输送装置。籽晶可以添加到结晶器中的洗气溶液内。籽晶在该处通过结晶生长。
优选在分离单元内部设置用于碱(尤其是氢氧化钙)的第二输送装置。通过向洗涤剂中加入碱可以拦截通过吸收酸性气体和形成盐而产生的质子。
在第一分离器之后优选连接“安全性”过滤器。通过所述“安全性”过滤器可以阻留没有通过第一分离器分离的盐晶体。
本发明的第二技术问题按照本发明通过权利要求9的特征解决。本发明的有利实施形式和扩展设计在从属权利要求和以下的说明中示出。
在按照本发明的用于离析尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的方法中，将失效的洗气溶液从吸收单元导引至解吸单元，并且将再生的洗气溶液从所述解吸单元导引至所述吸收单元。在此，将洗气溶液输送至分离单元，在所述分离单元中借助结晶器在洗气溶液中形成盐晶体并且借助处于下游的分离器分离盐晶体。
再生的洗气溶液优选借助分离单元回收。
在吸收单元中，洗气溶液通过吸收二氧化碳而富含二氧化碳。由此失效的洗气溶液通过管路输送至解吸单元。在解吸单元中进行二氧化碳的解吸并且优选将以此方式再生的洗气溶液输送至分离单元并且接着输送至吸收单元。
晶核的形成和盐晶体的生长基本上在优选持续工作的结晶器中进行，在所述结晶器中尤其均匀地分配由洗气溶液和盐晶体组成的悬浮物并且混合新输入的洗气溶液。
盐晶体的颗粒尺寸尤其通过局部和平均的过饱和以及晶体在过饱和溶液中的分布和停留时间来控制。在洗气溶液内尤其存在较小的、中等大小的和较大的盐晶体。这种划分是分别针对盐晶体的相互比例关系而言的，也就是说，较小的盐晶体小于中等大小的盐晶体，并且中等大小的盐晶体又小于较大的盐晶体。
借助在流体技术上连接在结晶器之后的分离器将所形成的盐晶体与洗气溶液分开。为此，尤其从结晶器中抽取含有较大盐晶体的洗气溶液并且输送至分离器。通过分离器分离的盐晶体输送至存放装置、清除装置或者使用装置。作为备选，尤其是中等大小和较小的盐晶体可以再次完全或部分地输送至结晶器，以便保持结晶器中的相应固体浓度，这对结晶器的结晶效率有积极影响。这些中等大小和较小的盐晶体在结晶器中进一步生长。尽可能不再含有盐晶体的洗气溶液被输送至吸收单元。
所示的方法的优点在于，通过所述方法可以从洗气溶液中分离盐。通过所述方法可以使溶解在洗气溶液中的盐结晶并且作为固体经过相对简单的固液分离过程从洗气溶液中分离出来。
在所述方法的一种优选实施形式中，盐晶体形成于所述结晶器的结晶室中并且按照盐晶体的颗粒尺寸在结晶器的分级装置中分离。具有生长的盐结晶的洗气溶液处于结晶室中。在分级装置中，盐结晶按照其颗粒尺寸进行分离。在此，更容易与洗气溶液分离的较大盐晶体在很大程度上与中等大小和较小的盐晶体分离。通过这种分离过程可以更有针对性地抽取较大的盐晶体，其中，中等大小和较小的盐晶体保留在结晶室中并且进一步生长。再生的洗气溶液优选在导入分离单元的结晶器之前置于较低的温度，尤其是10℃至15℃。通过相应较低的温度，盐在洗气溶液中的溶解度下降并且待结晶的盐处于过饱和状态。由此实现或者促进了盐的晶体形成。
相宜地借助对流按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体。为此，对流与盐晶体的沉降方向相反地流过分级装置。在此，对流的速度这样设置，使得该速度小于较大盐晶体的沉降速度但是大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。沉降速度小于对流速度的中等大小和较小的盐晶体被对流向上朝结晶室的方向输送。沉降速度大于对流速度的较大盐晶体向下沉降并且汇集在分级装置的底部。因此，汇集在分级装置底部的基本上是较大的盐晶体，其可以从该处被提取。
有利地从所述结晶室中提取出洗气溶液的第一支流，并且分离出包含在所述第一支流中的盐晶体，其中，将所述第一支流作为对流输送至所述分级装置。在此，在从结晶室中提取之后，首先分离处于提取的洗气溶液中的尤其是较大和中等大小的盐晶体。这种盐晶体又输送至结晶室并且在该处进一步生长。基本上只还含有较小的盐晶体的支流接下来作为对流导入分级装置。
相宜地，为了从所述第一支流中分离盐晶体而进行过滤，由此尤其从第一支流中分离出较大的和中等大小的盐晶体。所述分离出的较大的和中等大小的盐晶体再输送至结晶器以进一步生长。
为了分离盐颗粒，相宜地借助所述分离器进行离心分离。在此，基本上通过旋转的滚筒利用离心力从洗气溶液中分离出盐颗粒。可选地，洗气溶液接着还能进行过滤，以便尽可能完全地分离出可能还包含在其中的盐颗粒。
优选从所述结晶器中提取出洗气溶液的第二支流，并且粉碎包含在所述第二支流中的盐晶体，并且再将所述第二支流回引至所述结晶器。所述过程可以连续地或者周期性地进行。以此方式为结晶器提供更多的能够生长的较小盐晶体，由此提高结晶器的结晶效率。
优选在结晶器中向洗气溶液加入籽晶，所述籽晶在结晶器中进一步生长。
有利地向洗气溶液中加入碱，尤其是氢氧化钙。通过加入碱，可以拦截由于吸收酸性气体和形成盐而产生的质子。
洗气溶液优选在流过分离器之后还进行过滤。由此可以阻留没有通过第一分离器分离的盐晶体。
本发明的第三技术问题按照本发明通过权利要求16的特征解决。本发明的有利实施形式和扩展设计在从属权利要求和以下的说明中示出。
按照本发明的用于从洗气溶液中分离盐的分离单元包括结晶器和处于所述结晶器下游的用于分离盐晶体的第一分离器。所述结晶器包括用于形成盐晶体的结晶室和用于按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体的对流分级器。在所述结晶室上连接有第一分支管路，所述第一分支管路通过第二分离器通入所述对流分级器中。
洗气溶液指的是用于离析尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气中的二氧化碳的再生的洗气溶液。二氧化碳已经从洗气溶液中被解吸出。该洗气溶液被输送至分离单元。
盐晶体的颗粒尺寸尤其能够通过局部和平均的过饱和以及盐晶体在过饱和溶液中的分布和停留时间来控制。在洗气溶液内部尤其可能存在较小的、中等大小的和较大的盐晶体，其中，这种划分是分别针对盐晶体的相互比例关系而言的。换而言之，较小的盐晶体小于中等大小的盐晶体，并且中等大小的盐晶体又小于较大的盐晶体。
晶核的形成和盐晶体的生长基本上在结晶器中进行，在所述结晶器中尤其均匀地分配由洗气溶液和盐晶体组成的悬浮物并且混合新输入的洗气溶液。
结晶器优选指的是用于持续结晶的、也就是用于连续运行的结晶器。结晶器例如可以包括搅拌机或者循环泵和用于加热和/或冷却的装置。在此，搅拌机或者循环泵的主要任务是尽可能均匀地分配由洗气溶液和盐晶体构成的悬浮物并且混合所输送的洗气溶液。用于冷却的装置尤其可以用于冷却洗气溶液的温度。
结晶室由基本上呈圆柱体形的容器构成，洗气溶液和生长的盐晶体处于该容器中。在分级装置中，按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体。在此，使较大的盐晶体在很大程度上与中等大小和较小的盐晶体分离。通过分离简化了有针对性地提取较大盐晶体的过程(其能够更简单地与洗气溶液分离)，并且可以保留中等大小和较小的盐晶体以在结晶室中进一步生长。洗气溶液优选在导入结晶器之前例如通过热交换器置于较低的温度，尤其是10℃至15℃。由此可以实现或促进盐的晶体形成。
对流分级器成型在结晶室的底侧上并且本身包括基本上呈空心圆柱体形的本体，所述本体具有尤其呈漏斗状延伸的底部。在空心圆柱体形本体的外表面上，在靠近底部的下部区域内设有入口，通过该入口导入对流，所述对流从所述入口向上朝结晶室的方向流过空心圆柱体形本体。为了按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体，在此利用具有不同颗粒尺寸的盐晶体的不同沉降速度，其中，较大的盐晶体的沉降速度大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。沉降速度小于对流速度的盐晶体随着对流向上朝结晶室的方向输送。具有较高沉降速度的盐晶体向下运动通过空心圆柱体形本体并且汇集在分级装置的底部。在此，对流的速度这样设置，使得该速度小于较大盐晶体的沉降速度但是大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。因此，汇集在分级装置底部的基本上是较大的盐晶体，其可以从该处被提取。
第一分支管路用于将洗气溶液从结晶室中抽取出并且输送至第二分离器和连接在之后的对流分级器。第二分离器在此设计为，使得其尤其阻留抽取出的洗气溶液中所含的较大的和中等大小的盐晶体。阻留的盐晶体优选借助单独的管路又输送至结晶室，以便保持洗气溶液内部的相应固体浓度，这对结晶器的结晶效率有积极影响。基本上只还含有较小盐晶体的洗气溶液从第二分离器导出，经过第一分支管路导入对流分级器的入口中，其在该处用作对流。
第一分离器设计用于将所形成的盐晶体与洗气溶液分开。由第一分离器分开的盐晶体输送至存放装置、清除装置或者使用装置。作为备选，尤其是中等大小和较小的盐晶体可以再次完全或部分地输送至结晶器，以便保持结晶器中的相应固体浓度，这对结晶器的结晶效率有积极影响。尽可能不再含有盐晶体的洗气溶液可以尤其被输送至用于二氧化碳的离析装置的吸收单元。
所提供的分离单元的优点在于，通过该分离单元可以从洗气溶液中分离盐。分离单元使得溶解在洗气溶液中的盐结晶并且由此作为固体存在于洗气溶液中，由此盐可以通过第一分离器经过相对简单的固液分离过程从洗气溶液中分离出来。在此，结晶器中的洗气溶液内部相应较高的固体浓度还对结晶器的结晶效率有积极影响。
所述第二分离器相宜地设计为过滤器。在此，所述第二分离器尤其可以是连续工作的过滤器，如边缘缝隙过滤器。作为备选，第二分离器也可以设计为水力旋转分离器或者分选器。
在一种相宜的实施形式中，所述第一分离器包括离心分离器，所述离心分离器尤其可以是筛状离心分离器。所述离心分离器尤其将较大的盐颗粒从洗气溶液中分离出。此外，第一分离器还可以包括过滤器，所述过滤器将可能还存在的中等大小和较小的盐晶体从洗气溶液中分离出。取代筛状离心分离器和过滤器的组合尤其也可行的是，第一分离器例如包括将所述两个功能相统一的筛式螺旋输送离心分离器。
在一种有利的实施形式中，在所述结晶器上连接有第二分支管路，所述第二分支管路又通过粉碎装置回引至结晶器中。由此可以通过第二分支管路连续地或者周期性地从结晶器中抽取洗气溶液并且可以使包含在其中的盐晶体在粉碎装置(例如磨或者分散器)中经历粉碎过程。第二分支管路设计为，使得被粉碎的盐晶体随即又随着洗气溶液输送至结晶器。以此方式可以为结晶器提供更多可以生长的较小盐晶体，由此提高结晶器的结晶效率。
优选在分离单元内部设置用于籽晶的输送装置。籽晶可以添加到结晶器中的洗气溶液内。籽晶在该处通过结晶生长。
优选在分离单元内部设置用于碱(尤其是氢氧化钙)的第二输送装置。通过向洗涤剂中加入碱可以拦截通过吸收酸性气体和形成盐而产生的质子。
在第一分离器之后优选连接“安全性”过滤器。通过所述“安全性”过滤器可以阻留没有通过第一分离器分离的盐晶体。
以下根据附图进一步阐述本发明的实施例。在唯一的附图中以示意图示出了具有分离单元的离析装置。
在附图中以示意图示出了用于来自燃烧设备的烟气RG中的二氧化碳的离析装置2。所述离析装置2包括吸收单元4以及解吸单元5。所述吸收单元4通过用于再生的洗气溶液A的第一管路6并且通过用于失效的洗气溶液A’的第二管路7与解吸单元5相连。通过第二管路7将装载有二氧化碳的失效的洗气溶液A’从吸收单元4导引至解吸单元5以进行再生。通过第一管路6将再生的洗气溶液A从解吸单元5重新引入吸收单元4中。在第一管路6中连接有用于从再生的洗气溶液A中分离盐的分离单元10。
解吸单元5配属有再沸器12，在运行状态下将来自燃烧设备的过程蒸汽D导引通过所述再沸器，以便输入热。所述热通过洗气溶液A的再循环引入解吸单元5中，从而将处于其中的洗气溶液A加热到解析温度TD，由此热学地解吸溶解的二氧化碳。
在运行状态下，燃烧设备的烟气RG被提供给吸收单元4。在该处，较冷的烟气RG在对流中与再生的洗气溶液A接触，从而吸收或溶解所包含的二氧化碳。在吸收温度TA时，含胺类的洗气溶液A具有较高的二氧化碳装载能力。去除了二氧化碳的烟气RG被排放到大气中。
装载有二氧化碳的洗气溶液A’流入解吸单元5中以进行再生。在解吸单元5的头部区域中，富含二氧化碳的气体通过气体管路15排出并且导引经过第一热交换器16以及连接的压缩机18。所携带的气态二氧化碳在压缩机18中压缩并且用于其它用途，例如注射到地下蓄水层中或者输送到其它的二氧化碳存储器中。
用于从再生的洗气溶液A中分离盐的分离单元10包括结晶器20以及两个分离器25、26和粉碎装置30，所述结晶器20由结晶室21和对流分级器22组成。第一分离器25在入口侧通过第三管路31与对流分级器22相连，并且在出口侧通过第一管路6与吸收单元4相连。第二分离器26在入口侧通过第一分支管路32与结晶器20的结晶室21相连，并且在出口侧与对流分级器22相连。粉碎装置30通过第二分支管路34与结晶室21相连。
在运行状态下，再生的洗气溶液A通过第一管路6流入结晶器20的结晶室21中。在再生的洗气溶液A进入结晶室21之前，通过第二热交换器36将所述洗气溶液A冷却至10℃至15℃。通过该冷却使盐在再生的洗气溶液A中的溶解度降低并且使待结晶的盐过饱和。由此实现了盐的晶体形成。晶核的形成和盐晶体的生长基本上在结晶室21中进行。在结晶器20中，在再生的洗气溶液A内部尤其存在较小的、中等大小的和较大的盐晶体，其中，这种划分是分别针对盐晶体的相互比较关系而言的。也就是说，较小的盐晶体小于中等大小的盐晶体，并且中等大小的盐晶体又小于较大的盐晶体。
通过第一分支管路32，从结晶器20的结晶室21中抽取由再生的洗气溶液A和盐晶体组成的第一支流并且输送至第二分离器26。第二分离器26阻留所抽取的第一支流中的较大的和中等大小的盐晶体。所阻留的盐晶体又通过第四管路38输送至结晶室21，以保持结晶器20内部较高的固体浓度。这些盐晶体在结晶器20中进一步生长。由此基本上只还含有较小盐晶体的第一支流被导入对流分级器22中，其在该处用作对流。所述对流与盐晶体的沉降方向相反地流过对流分级器22。在此，对流的速度这样设置，使得该速度小于较大盐晶体的沉降速度但是大于中等大小和较小的盐晶体的沉降速度。沉降速度小于对流速度的中等大小和较小的盐晶体随着对流向上朝结晶室21的方向输送。沉降速度大于对流速度的较大盐晶体向下沉降并且汇集在对流分级器22的底部。由此可以更有针对性地取出较大的盐晶体，其能够更简单地与再生的洗气溶液A分离。
从结晶器20的结晶室21中通过第二分支管路34抽取由洗气溶液和盐晶体组成的第二支流并且输送至粉碎装置30。所述粉碎装置30粉碎包含在第二支流中的盐晶体。接着，具有粉碎的盐晶体的第二支流又被回引至结晶室21中。以此方式为结晶器提供更多能够在结晶器20中生长的较小盐晶体，由此提高结晶器的结晶效率。
通过第三管路31从对流分级器22的底部抽取尤其包含较大盐晶体的再生的洗气溶液A并且输送至第一分离器25。所述第一分离器25将盐晶体与再生的洗气溶液A分离。通过第一分离器25分离的盐晶体通过第五管路40输送至存放装置。在很大程度上去除了盐的再生的洗气溶液A通过第一管路6向吸收单元4输送并且在此输送过程中通过第二热交换器42加热到吸收温度TA。
Claims (20)
1.一种用于尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气(RG)中的二氧化碳的离析装置(2)，包括吸收单元(4)、配属于所述吸收单元(4)的解吸单元(5)和用于从洗气溶液中分离出盐的分离单元(10)，其中，所述吸收单元(4)和解吸单元(5)通过用于再生的洗气溶液(A)的第一管路(6)和用于失效的洗气溶液(A’)的第二管路(7)相互连接，并且其中，所述分离单元(10)包括用于形成盐晶体的结晶器(20)和处于所述结晶器下游的用于分离出盐晶体的第一分离器(25)。
2.按权利要求1所述的离析装置(2)，其中，所述分离单元(10)连入所述第一管路(6)中。
3.按权利要求1或2所述的离析装置(2)，其中，所述结晶器(20)包括用于形成盐晶体的结晶室(21)和用于按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体的分级装置(例如22)。
4.按权利要求3所述的离析装置(2)，其中，所述分级装置设计为对流分级器(22)。
5.按权利要求4所述的离析装置(2)，其中，在所述结晶室(21)上连接有第一分支管路(32)，所述第一分支管路通过第二分离器(26)通入对流分级器(22)中。
6.按权利要求5所述的离析装置(2)，其中，所述第二分离器(26)设计为过滤器。
7.按前述权利要求之一所述的离析装置(2)，其中，所述第一分离器(25)包括离心分离器。
8.按前述权利要求之一所述的离析装置(2)，其中，在所述结晶器(20)上连接有第二分支管路(34)，所述第二分支管路又通过粉碎装置(30)回引至结晶器(20)中。
9.一种用于离析尤其来自燃烧化石燃料的发电站的烟气(RG)中的二氧化碳的方法，其中，失效的洗气溶液(A’)从吸收单元(2)导引至解吸单元(5)，并且再生的洗气溶液(A)从所述解吸单元(5)导引至所述吸收单元(4)，并且其中，将洗气溶液(A)输送至分离单元(10)，在所述分离单元中借助结晶器(20)在洗气溶液(A)中形成盐晶体并且借助处于下游的分离器(25)分离出盐晶体。
10.按权利要求9所述的方法，其中，盐晶体形成于所述结晶器(20)的结晶室(21)中并且按照盐晶体的颗粒尺寸在结晶器(20)的分级装置(22)中分离。
11.按权利要求10所述的方法，其中，借助对流按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体。
12.按权利要求11所述的方法，其中，从所述结晶室(21)中提取出洗气溶液的第一支流，并且分离出包含在所述第一支流中的盐晶体，并且其中，将所述第一支流作为对流输送至所述分级装置(22)。
13.按权利要求12所述的方法，其中，为了从所述第一支流中分离出盐晶体而进行过滤。
14.按权利要求9至13之一所述的方法，其中，为了分离出盐颗粒，借助所述分离器(25)进行离心分离。
15.按权利要求9至14之一所述的方法，其中，从所述结晶器(20)中提取出洗气溶液的第二支流，并且粉碎包含在所述第二支流中的盐晶体，并且其中，再将所述第二支流回引至所述结晶器(20)。
16.一种用于从洗气溶液中分离出盐的分离单元(10)，包括结晶器(20)和处于所述结晶器下游的用于分离出盐晶体的第一分离器(25)，其中，所述结晶器(20)包括用于形成盐晶体的结晶室(21)和用于按照盐晶体的颗粒尺寸分离盐晶体的对流分级器(22)，并且其中，在所述结晶室(21)上连接有第一分支管路(32)，所述第一分支管路通过第二分离器(26)通入所述对流分级器(22)中。
17.按权利要求16所述的分离单元(10)，其中，所述第二分离器(26)通过管路(38)与所述结晶室(21)相连，以便输送分离出的盐晶体。
18.按权利要求16或17所述的分离单元(10)，其中，所述第二分离器(26)设计为过滤器。
19.按权利要求16至18之一所述的分离单元(10)，其中，所述第一分离器(25)包括离心分离器。
20.按权利要求16至19之一所述的分离单元(10)，其中，在所述结晶器(20)上连接有第二分支管路(34)，所述第二分支管路又通过粉碎装置(30)回引至结晶器(20)中。
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