СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА ИЗ ДЫМОВОГО ГАЗА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ улавливания углекислого газа из дымового газа электростанции, включающий стадии:
1) обеспечение органического амина и ионной жидкости в молярном отношении (1-1,1):1, смешивание органического амина, ионной жидкости и воды с получением водного раствора композитного абсорбента, имеющего концентрацию 20-40% масс.;
2
2
2
2
2
применение водного раствора композитного абсорбента, содержащего органический амин и ионную жидкость, в качестве абсорбента CO, равномерное распыление водного раствора композитного абсорбента в дымовом газе с задней части котла электростанции после удаления пыли и десульфуризации, предоставление возможности дымовому газу перемещаться вверх для полного контактирования с распыляемым вниз водным раствором композитного абсорбента, и предоставление возможности СО в дымовом газе реагировать с композитным абсорбентом, в результате чего происходит поглощение CO и образуется раствор, богатый A·CO и B·CO, в котором А представляет собой органический амин, и В представляет собой ионную жидкость; и
3
регулирование отношения жидкость-газ от 5 до 25 л/м, температуры реакции от 40°С до 55°С, и давления реакции от 0,01 до 10 атм (1,01-1013 кПа);
2
2
2
2
2
2
2) предоставление возможности раствору, богатому A·CO и B·CO, отстояться и стать прозрачным под действием самоагрегации с образованием различных слоев жидкости, включающих нижний слой, являющийся смешанным раствором, богатым A·CO и B·CO, и верхний слой, являющийся водным раствором композитного абсорбента; отделение нижнего слоя с получением смешанного раствора, богатого A·СO и В·СO;
2
2
2
2
2
осуществление теплообмена на отделенном смешанном растворе, богатом A·CO и B·CO, чтобы позволить газу СО, растворенному или абсорбированному в водном растворе композитного абсорбента, испариться, образуя тем самым смешанный раствор, богатый A·CO и B·CO после теплообмена;
2
2
2
2
3) термическое разложение смешанного раствора, богатого A·CO и B·CO после теплообмена, с высвобождением химически абсорбированного СО, тем самым получая высококонцентрированный газ CO и водный раствор композитного абсорбента;
2
4) возвращение водного раствора композитного абсорбента, полученного на стадии 3), на стадию 1) в качестве абсорбента CO для рециркуляции;
2
5) охлаждение высококонцентрированного газа CO, отделенного на стадии 3), для конденсации в нем водяного пара;
2
2
6) осуществление газожидкостной сепарации на высококонцентрированном газе CO после обработки охлаждением на стадии 5), для удаления сконденсированной в нем воды, в результате чего образуется газ СО, имеющий чистоту, превышающую 99%; и
2
2
2
7) осушение, сжатие и конденсация газа CO, имеющего чистоту свыше 99%, полученного на стадии 6), для превращения газа CO в жидкое состояние, тем самым получая высококонцентрированный промышленный жидкий CO.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионную жидкость на стадии 1) выбирают из группы, состоящей из традиционной ионной жидкости, функционализированной ионной жидкости, полимерной ионной жидкости и их смеси в произвольном соотношении.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что традиционную ионную жидкость выбирают из группы, состоящей из соли имидазола, соли пиррола, соли пиридина, соли аммония, сульфоната и их смеси в произвольном соотношении.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что функционализированная ионная жидкость является ионной жидкостью, содержащей аминогруппу.
5. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что традиционную ионную жидкость выбирают из группы, состоящей из 1-тетрафторбората, 1-гексафторфосфата, 1-бис(трифторметилсульфонил)имида, 1-гексафторфосфата и их смеси в произвольном соотношении.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что ионную жидкость, содержащую аминогруппу, выбирают из группы, состоящей из 1-(1)-бромида, 1-(3)-тетрафторбората и их смеси в произвольном соотношении.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что полимерную ионную жидкость выбирают из группы, состоящей из поли-(4)-тетрафторбората, поли-(4)-гексафторфосфата, поли-(4)-имида, поли-(4)-трифторметилсульфонилимида, поли-(4)-тетрафторбората и их смеси в произвольном соотношении.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что органический амин на стадии 1) выбирают из группы, состоящей из этаноламина, N-метилдиэтаноламина и их смеси в произвольном соотношении.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическое разложение на стадии 3) проводят при температуре от 80°С до 110°С, давлении от 0,01 атм до 10 атм (1,01-1013 кПа) и времени от 1 мин до 5 мин.
2
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработка охлаждением на стадии 5) включает охлаждение отделенного высококонцентрированного газа CO до температуры от 20°С до 35°С и регулирование времени охлаждения от 1 мин до 5 мин.
11. Установка для улавливания углекислого газа из дымового газа электростанции по способу по п. 1 включает в себя: абсорбционную колонну (1), седиментационный резервуар (7), содержащий наклонные пластины, регенерационную колонну (22), газожидкостный сепаратор (19), осушитель (18), компрессор (17) и конденсатор (16); богатый раствор, поступающий из донной части абсорбционной колонны (1) в седиментационный резервуар (7), содержащий наклонные пластины, для разделения на слои; выход для газа из газожидкостного сепаратора (19), последовательно соединенный с осушителем (18), компрессором (17), конденсатором (16) и резервуаром (15) для хранения жидкого углекислого газа, соответственно;
отличающаяся тем, что
выход для донного потока из седиментационного резервуара (7), содержащего наклонные пластины, соединен со входом для первой среды второго теплообменника (23) с помощью трубопровода, в котором находится насос (8) для богатого раствора; слив для супернатанта из седиментационного резервуара (7), содержащего наклонные пластины, соединен со входом резервуара (10) для хранения циркулирующего абсорбционного раствора с помощью трубопровода; выход резервуара (10) для хранения циркулирующего абсорбционного раствора соединен с распылительным трубопроводом яруса (2) распыления в абсорбционной колонне (1) с помощью трубопровода, в котором находится насос (9) для циркулирующего абсорбционного раствора;
выход для первой среды второго теплообменника (23) соединен со входом для первой среды первого теплообменника (21) с помощью трубопровода; выход для первой среды первого теплообменника (21) соединен со входом, расположенным в верхней части регенерационной колонны (22), с помощью трубопровода; выход для газа, расположенный вверху второго теплообменника (23) соединен с трубопроводом, связывающим первый теплообменник (21) и охладитель (20); выход для газа, расположенный в верхней части регенерационной колонны (22), соединен со входом для второй среды первого теплообменника (21) с помощью трубопровода; выход для второй среды первого теплообменника (21) соединен со входом охладителя (20) с помощью трубопровода; выход из охладителя (20) соединен со входом газожидкостного сепаратора (19) с помощью трубопровода;
выход для жидкости, расположенный в нижней части регенерационной колонны (22), соединен со входом для второй среды второго теплообменника (23) с помощью трубопровода, в котором находится насос (13) для бедного раствора; выход второй среды из второго теплообменника (23) соединен со входом резервуара (10) для хранения циркулирующего абсорбционного раствора с помощью трубопровода, в котором находится фильтр (24); слив для конденсата из газожидкостного сепаратора (19) соединен со входом резервуара (10) для хранения циркулирующего абсорбционного раствора с помощью трубопровода; резервуар (12) хранения раствора для хранения водного раствора композитного абсорбента соединен со входом резервуара (10) для хранения циркулирующего абсорбционного раствора с помощью трубопровода, в котором находится насос (11) для раствора.
12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что
абсорбционная колонна (1) является пневматической барботажной колонной; ситчатая тарелка (5), пневматический кипящий слой (4), слой (3) наполнителя и каплеуловитель (26) расположены, соответственно, снизу вверх в абсорбционной колонне (1) между входом (6) для дымового газа, расположенным в нижней части абсорбционной колонны (1), и выходом (27) для дымового газа, расположенным наверху абсорбционной колонны (1);
абсорбционная колонна (1) дополнительно снабжена ярусом (2) распыления, и ярус (2) распыления предусмотрен с 2-4 распылительными трубопроводами; множество форсунок (25) расположено на каждом распылительном трубопроводе;
ситчатая тарелка (5) содержит круглые сквозные отверстия, и отношение площадей круглых сквозных отверстий и ситчатой тарелки (5) составляет от 30% до 40%; и
каплеуловитель (26) содержит: верхний сетчатый фильтр, нижний сетчатый фильтр и распылительное устройство, расположенное между ними.