用于分离容易挥发的降解产物的设施和用于运行该设施的方法技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于分离易挥发
的降解产物的设施。此外，本发明涉及一种用于运行这种设施的方法。
背景技术
在用于产生电能的化石燃料发电厂中，由于燃烧化石燃料而形成含
二氧化碳的烟气。为了避免或降低二氧化碳排放，必须从烟气中分离二
氧化碳。为了从气体混合物中分离二氧化碳通常已知不同的方法。尤其
为了在燃烧过程之后从烟气中分离二氧化碳，常使用吸收解吸的方法。
在此，二氧化碳在工业上大规模地借助吸收剂从烟气中清洗出来(CO2
分离工艺)。这种CO2捕获工艺在此基本上包括吸收器和解吸器，在所
述吸收器中借助吸收溶液从烟气中洗出CO2，在所述解吸器中再次从吸
收溶液中排出CO2。
常用的吸收溶液、例如单乙醇胺(MEA)、氨基酸盐溶液或氢氧化钾
溶液显示出对于CO2良好的选择性和高的容量。
由于包含在烟气中的微量元素，例如SOx和NOx，但是也尤其由于氧，
全部吸收溶液倾向于降解。在此产生不同的分解产物(降解产物)，所述
分解产物尤其在使用吸收剂、如链烷醇胺或环胺时是挥发性的并且能够随
被清洁的烟气离开吸收器。由此产生的排放需要尽可能被降低。
用于降低有害排放的第一方案是使用盐，例如氨基酸盐。具有氨基
酸盐的含水的吸收溶液具有如下优点：其本身不具有蒸汽压进而能够避
免从吸收器中排出。具有氨基酸盐的吸收溶液由于降解而产生的分解产
物大部分又是盐成分进而同样不具有显著的蒸汽压。然而，分解产物的
小部分也由容易挥发的成分、例如氨气构成。
分解和降解产物随着时间在吸收剂循环中浓缩。尤其在温度高的情
况下，所述分解和降解产物由于平衡而倾向于转变为气相。由于大的烟
气量和经过一段时间的浓缩，在此强制引起这些成分到大气中的排放。
至今为止已尝试通过下游的、在吸收器的顶部处的洗涤降低这些排放。
这需要更大的吸收塔，高的投资成本并且引起其他的被污染的废水流或
吸收介质流。
在专利文献中已知的方法中，从废气中去除氨气借助于添加硫酸或
者硝酸实现。该方法也称为“酸洗”，例如在US3,607,022中详述。氨
气经由化学吸收从废气流中去除并且在酸溶剂中转化为相应的铵盐。硝
酸的使用引起硝酸铵的形成，并且硫酸的使用引起硫酸铵的形成。由此，
酸洗需要大的设备和物流耗费，因为除了复杂的清洗器之外也必须购买
和贮存相应量的酸。
发明内容
本发明的第一目的是：以简单的方式并且在尽可能低的能量耗费下
提供一种用于从与负载相关的燃烧设备的烟气流中分离容易挥发的降
解产物的设施。另一个目的是提供一种用于运行这种设施的方法。
根据本发明，第一目的借助提供一种用于从与负载相关的燃烧设备
的烟气流中分离容易挥发的降解产物的设施来实现，所述设施包括CO2
分离设备，其中CO2分离设备与燃烧设备流体耦联，其中CO2分离设
备包括至少一个骤冷设备，所述骤冷设备由烟气流穿流，并且由此至少
部分地形成骤冷冷凝物。此外，CO2分离设备包括吸收器，所述吸收器
由烟气流至少部分地穿流，并且其中清洁设备流体连接在吸收器下游，
烟气至少部分地流入到所述清洁设备中。在此将用于清洁烟气的清洁介
质输送给清洁设备，其中清洁介质至少部分地包括骤冷冷凝物。
在吸收器的顶部处的清洁、尤其酸洗，主要用于减少碱性反应的物
质，例如氨气、短链的胺或者基于胺的洗涤剂。这种酸洗中的清洁介质
因此主要是酸。然而，为了达到这些碱性反应的物质的低的ppm范围，
需保证持续地将这些酸、例如硫酸和废水馈送和排放到清洁循环中。这
不仅引起用于酸的化学品成本，而且也产生提高的废水总量。
现在，根据本发明，将(如在上文中所描述的)骤冷冷凝物至少部
分地用作为清洁剂。该骤冷冷凝物通过骤冷设备酸化。这不仅引起废水
的减少，因为仅存在一个废水流，而且也尽可能节约化学品、例如硫酸
的全部成本。在骤冷设备中，热气与相对大量的冷却介质接触并且在此
部分地或完全地冷凝，所述冷却介质也能够由原本的冷凝物构成。所产
生的冷凝物通常是高腐蚀性的。在此，首先从烟气中去除无机的氟金属
化合物、氯金属化合物和重金属化合物并且将其在骤冷设备的冷却介质
中溶解。将氢氧化钠溶液添加到清洗水中随后实现对于高效的二氧化硫
分离有利的条件。该骤冷冷凝物现在至少部分地被输送给清洁设备。
优选地，骤冷冷凝物至少部分地由已在骤冷设备之内与烟气接触的
冷却介质形成。在骤冷设备中，烟气与冷却介质接触进而形成骤冷冷凝
物。在此，也能够由原本的冷凝物构成的冷却介质能够与烟气接触，其
中所述烟气部分地或完全地冷凝。通过回引骤冷冷凝物能够节约水或废
水。优选地，骤冷冷凝物至少由硫酸和/或硫酸酯和/或硝酸和/或硫酸盐
和/或硝酸盐，和/或碳酸氢盐形成。骤冷冷凝物通过烟气的酸性的气体
组分酸化。由此，现在所述骤冷冷凝物尤其适合作为清洁介质，所述清
洁介质尤其用于清洁设备中的酸洗。
优选地，骤冷设备连接在吸收器上游。由此，烟气以冷却的方式到
达吸收器中。
在有利的设计方案中，烟气包括碱性反应的物质、尤其氨气和短链
的胺，所述碱性反应的物质与骤冷冷凝物进行中和反应。优选地，从清
洁设备中离开的清洁介质可用作为肥料。由此可以利用所有的废水。
优选地，清洁设备与闭合的清洁循环连接，使得通过清洁设备中的
清洁而产生的清洁废水可至少部分地再次引回到清洁设备中。由此，清
洁废水部分地循环进而也可多次用于清洁。由此产生更少的清洁废水。
优选地，骤冷设备与骤冷循环管道连接，借助所述骤冷循环管道可
将从骤冷底部(Quenchboden)导出的骤冷冷凝物至少部分地再次引回
到骤冷设备中。由此产生较少的骤冷冷凝物。
优选地，骤冷循环管道具有骤冷提取部位(Quenchentnahmestelle)，
在所述骤冷提取部位处提取骤冷冷凝物，其中骤冷提取部位经由管道与
清洁设备连接，以将骤冷冷凝物输送给清洁设备。优选地，所述管道经
由闭合的清洁循环与清洁设备连接。
根据本发明，第二目的借助于提供一种用于运行如在上文中所描述
的设施的方法来实现，所述设施包括：骤冷设备，所述骤冷设备由烟气
流至少部分地穿流，并且由此至少部分地形成酸化的骤冷冷凝物。此外，
所述设施还包括吸收器，所述吸收器由烟气流至少部分地穿流，其中清
洁设备流体连接在吸收器下游，烟气至少部分地流入到所述清洁设备
中，其中将用于清洁烟气的清洁介质输送给清洁设备。根据本发明，至
少部分地将酸化的骤冷冷凝物用作为清洁介质。
针对所述设备提出的优点在此按意义而言能够转用于所述方法。
附图说明
本发明的其他的特性、特征和优点参考附图从下述描述中得出。其
中示意地示出：
图1示出用于从烟气流中分离容易挥发的降解产物的根据本发明的
设施。
具体实施方式
在图1中示出用于烟气流中的二氧化碳的分离设备1。分离设备1
包括吸收器3和与其流体连接的解吸器5。
为了从燃烧设施的烟气中分离二氧化碳，将烟气从燃烧设施2转送
到CO2分离设备1中。对此，经由烟气管道7将烟气输送给骤冷设备4。
在骤冷设备4中，热的烟气与相对大量的冷却介质、优选水接触并
且在此部分地或完全地冷凝。热气以逆流或顺流引导穿过骤冷设备4。
在此产生的骤冷冷凝物聚集在骤冷底部处并且通常是高腐蚀性的和酸
化的。骤冷设备4具有烟气出口6，其中冷却的和部分清洁的烟气再次
离开并且转送给吸收器3。骤冷冷凝物从骤冷设备4的骤冷底部借助泵
8和换热器9运送到骤冷循环管道17中。骤冷冷凝物能够至少部分地再
次馈送到骤冷设备4中。用于冷却骤冷设备4中的烟气的冷却介质因此
也能够由原本的骤冷冷凝物构成。骤冷设备4的冷却介质能够是含水的
氨基酸溶液，其pH值通过适当地添加例如氢氧化钾调节到10至13的
值。
被清洁的烟气流入到吸收器3中以进行进一步的清洁。作为洗涤介
质包含在吸收器3中的含水的氨基酸盐溶液在吸收器5中与烟气接触并
且包含在烟气中的二氧化碳在洗涤介质中被吸收。
已清除二氧化碳的气体流在吸收器顶部10处从吸收器3离开，而
加载有CO2的洗涤介质经由吸收器3的与解吸器5的输送管道12流体
连接的导出管道11并且借助于泵13泵送至解吸器5。在此，加载有二
氧化碳的洗涤介质经过换热器14，在所述换热器中将从解吸器5流动至
吸收器3的再生的洗涤介质的热量传递到从吸收器3输送给解吸器5的
被加载的洗涤介质上，进而洗涤介质相应地预热。
在解吸器5内部，将在洗涤介质中吸收的二氧化碳热学解吸。为了
处理和转化二氧化碳，给解吸器5接上导出管道15，所述导出管道通入
到未详细描述的处理装置16中。在此，被解吸的富含CO2的气体流能
够被压缩，以便例如实现至贮存场所的运输。
此外，给解吸器5接上回引管道21，所述回引管道与吸收器3的输
送管道18流体连接。因此，在解吸器5中再生的洗涤介质能够借助于
泵19引回到吸收器3中并且在那里用于重新从烟气中吸收二氧化碳。
为了提供对于从洗涤介质分离二氧化碳而言必要的再生热量，给解
吸器5接上重沸换热器20，在所述重沸换热器中，被加载的洗涤介质通
过蒸汽再生。
显然，在这种示例的设施中也能够存在其他的和/或更少的构件。
在吸收器下游，烟气能够在未进一步描述的设备22、尤其在水洗器
中进一步清洁。随后，将烟气输送给清洗设备23以进行进一步清洁。
清洁在此借助于清洁介质执行。在此，这种清洁主要作为酸洗来执行。
由此，在酸洗中将容易挥发的降解产物从烟气流中分离出来。特别地，
在此主要发生碱性反应的物质、例如氨气、短链的胺或者基于胺的洗涤
剂的还原反应。为了达到这些成分的低的ppm范围，需保证持续地将
酸、例如硫酸还有废水作为清洁介质馈送和排放到清洁设备23中或清
洁设备23的循环中。这不仅产生用于酸的化学品成本，而且也产生提
高的废水总量。
现在，根据本发明，使用骤冷设备4的酸化的骤冷冷凝物用于对清
洁设备23进行馈送进而用作为酸洗。这不仅引起废水的减少(仅一个
废水流)，而且也节约用于化学品、例如硫酸的全部成本。此外，在硫
酸酯与氨的中和反应中产生硫酸铵，所述硫酸铵刚好如硝酸酯那样是有
价值的肥料进而实现利用所有的废水流。在此，骤冷冷凝物能够经由管
道24运输至清洁设备23。在此，骤冷循环管道17具有骤冷提取部位
28。清洁设备23也能够具有闭合的清洁循环25，使得通过清洁设备23
中的清洁所产生的清洁废水部分地再次引回到清洁设备23中。优选地，
现在骤冷冷凝物经由管道24馈入到该清洁循环25中。这就是说，管道
24为了骤冷冷凝物提取而与骤冷循环管道17连接，并且为了馈入到清
洁设备23中而与清洁循环25连接。显然，被提取的骤冷冷凝物也能够
直接输送给清洁设备23。显然，全部骤冷冷凝物能够经由管道24运输
至清洁设备23。但是也能够部分地再次回运到骤冷设备4中。为此，在
骤冷循环管道17中能够设有调节机构、例如阀(未示出)。
现在，在清洁循环25中设有提取部位26，在所述提取部位处，提
取未回流至清洁设备的清洁废水并且能够(如在上文中所描述的那样)
用作为肥料。
因此，通过本发明，显著地降低化学品需求。此外，也减少废水量，
因为骤冷冷凝物不再必须单独地被清除。此外，也减少工业用水。清洁
废水还能够用作为肥料。根据本发明，也降低了排放。