專利名稱：從煙道氣分離二氧化碳的方法和相關(guān)設(shè)備的制作方法
從煙道氣分離二氧化碳的方法和相關(guān)設(shè)備 本發(fā)明涉及通過使用吸咐方法從煙道氣分離二氧化碳(C02)的方法，其中0)2積聚
(anlagern)在吸附器(Adsorber)上。此外，本發(fā)明涉及實施該方法的相關(guān)設(shè)備。 減少溫室氣體二氧化碳(C02)從發(fā)電廠和工業(yè)工廠(industrial plants)的排放
可通過使用低碳燃料實現(xiàn)。 然而后者對于目前的設(shè)計為使用高碳燃料的工廠不適用，特別如燃燒褐煤的發(fā)電廠。在此需要分離方法以從例如煙道氣或廢氣去除C(V 所有在燃燒過程產(chǎn)生的氣體稱為煙道氣，同時在整個下文中稱為廢氣。 從廢氣去除C02可通過在塊體中(im Volumen)物理和/或化學(xué)結(jié)合("吸收")
或通過在活性表面積聚("吸咐")而進行。 在這兩種情況下，物理或化學(xué)吸收為多步過程，其中將含C02的廢氣與物理或化學(xué)吸收劑(Absorber)接觸直到后者完全裝滿C02。之后必須排出吸收劑，從而C02在洗滌氣體的存在下釋放且最終從吸收劑分離。 該情形下的潛在問題是結(jié)合所需的物質(zhì)(即吸收劑)的滑脫(Schlupf)、以允許進一步使用C02的形式從洗滌氣體中分離(A、和用于再生的能量消耗高，特別在化學(xué)結(jié)合的情況下。 最近已建議通過氨結(jié)合(A，其為從氨的合成以來早就已知的方法(參見Parrish， Roger Warren :"Process for manufacture of ammonia，，， EP 0247 220B1禾口其中所弓l用的出片反物Uhde， Georg Friedrich :"Method of s印aratingammonia from gasesand mixtures of gases containing a,nia"，US 1 745 730A)，其中會在從廢氣分離C02的情況下發(fā)生氨的脫落，而且C02和NH3的分離存在問題，其中NH3結(jié)合成為碳酸銨或碳酸氫銨的形式存在，。 或者，可以使用吸附器進行，在第一過程步驟中例如在低溫或高壓下C02積聚在吸附器上，并在第二過程步驟中在高溫或低壓下解吸附(所謂的"變壓吸附"或"變溫吸附")。在此存在效率問題，因為吸附容量比吸收劑的容量小得多，從而需要大量能量以使得能夠進行溫度和壓力循環(huán)。 DE 1 911 670 A描述了凈化含有酸性成分(如C02)的氣體的方法，在本文以及以下三個出版物中的主要目的是進一步使用經(jīng)凈化的氣體，而不是進一步使用結(jié)合在吸附器上的氣體。從JP 04-022415可以知道，通過在裝載氨的沸石類上進行吸咐而從半導(dǎo)體工業(yè)的工業(yè)廢氣中分離(A，其中C02通過與氨的反應(yīng)在環(huán)境溫度下保持化學(xué)結(jié)合。從廢氣分離C02，例如從熱電廠分離，通過在60(TC至800°C的溫度碳酸化(Carbonatbildung)，這描述于JP10-272336A中。最后，"Applied Surface Science", Vol. 225， No. 1-4， pp. 235-242 (2004)中公開的內(nèi)容證實借助氨制備活性炭改善了 C02的結(jié)合。這些情況沒有一種公開了以下方法，即，通過該方法從待凈化氣體中去除的C02在合理能耗下經(jīng)加工以用于進一步使用或存放。 此外，可用于分離0)2的一些膜方法，由于成本和效率的原因，即分離過程在0)2和例如N2之間的低選擇性，至今不適合用于大型工廠。
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基于此，本發(fā)明的目的是建議一種用于大規(guī)模減少二氧化碳(C02)排放的改進方法和創(chuàng)造相關(guān)的設(shè)備。此時，C02應(yīng)從廢氣中分離以實現(xiàn)隨后對C02的使用及存放。
該目的通過權(quán)利要求1所述的方法實現(xiàn)，其中本發(fā)明為一定順序的單獨的過程步驟。相關(guān)設(shè)備為權(quán)利要求19的技術(shù)主題。方法和相關(guān)設(shè)備的進一步實施方案列于各從屬權(quán)利要求中。 本發(fā)明建議，與廢氣中的(A的結(jié)合通過多相催化反應(yīng)用氨作為化學(xué)吸收劑在吸咐反應(yīng)器中進行，且該化學(xué)吸收劑結(jié)合至催化劑表面。此時，該過程在低溫T進行，因此滿足以下反應(yīng)方程式，含碳的反應(yīng)產(chǎn)物(如異氰酸(HNCO)和尿素((NH2)2CO))也結(jié)合至催化劑表面，其中結(jié)合至催化劑表面的分子用"s "標(biāo)記
NH3(s) + C02 HNCO(s) + H20 (1)
HNCO(s) + NH3(s) O (NH2)2CO(s) (2) 合適的溫度區(qū)間取決于所用的催化劑，特別是在低于T = 20(TC的溫度，且在本發(fā)明的情況下有利地是 70°C<T<140°C (la) 在低溫和高NH3表面濃度下，反應(yīng)(2)的平衡位于反應(yīng)方程式的右側(cè)，然而在高溫或低朋3表面濃度的情況下，反應(yīng)(2)的平衡位于左側(cè)。 隨后催化劑在更高的溫度中排除廢氣的情況下在由水蒸氣和(A構(gòu)成的氣體混合物中再生，同時(A選擇性地被釋放且因此輸送至最終分離，而吸收劑(Absorptionsmittel)恢復(fù)至其初始狀態(tài)且此時仍結(jié)合在表面上
HNCO (s) +H20 — NH3 (s) +C02 (3) 反應(yīng)(3)表示反應(yīng)(1)的逆反應(yīng)，通過提供過量的水蒸氣且溫度升高超過(la)限定的區(qū)間而推動該逆反應(yīng)。因此，反應(yīng)(2)的平衡移動至左側(cè)，這是因為異氰酸(HNCO)通過水解反應(yīng)(3)不斷被消除。 水蒸氣和C02的隨后的分離可通過在合適的壓力和溫度控制下冷凝而實現(xiàn)。
備選的反應(yīng)機理，例如導(dǎo)致形成氨基甲酸銨NH2C02—NH4+的反應(yīng)機理，當(dāng)選擇合適的反應(yīng)參數(shù)(低溫)和催化劑時，同樣可表示為
2NH3 (s) +C02 — NH2C02—NH4+ (s) (4) 即使在低溫時，氨基甲酸銨(NH2C02—NH4+)也可在水溶液中或在合適的催化劑表面
上通過水解轉(zhuǎn)化為碳酸銨 NH2C02—NH4+ (s) +H20 — (NH4) 2C03 (5) 碳酸銨隨溫度升高在分離水的情況下熱分解為NH3和C02 : (NH4) 2C03 — 2NH3 (s) +C02+H20 (6) 通過使用合適的催化劑可以確保NH3仍結(jié)合在表面。隨后進行的水蒸氣和C02的分離可再次通過借助合適的壓力和溫度控制進行的冷凝而實現(xiàn)。 關(guān)于本發(fā)明的設(shè)備，至少存在兩個反應(yīng)器。此時為了在流體技上實施
(zur str6mungstechnischen Durchf他rung)上述的本發(fā)明方法，可以執(zhí)行以下不同的裝置
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-兩個平行的反應(yīng)器被交替供應(yīng)廢氣以吸咐C02，然后當(dāng)吸附劑大量轉(zhuǎn)化時將各工作反應(yīng)器從廢氣流中取出，并進料已達到所需溫度的再生氣體。- —個吸咐反應(yīng)器和一個再生反應(yīng)器這樣彼此平行布置，以便反應(yīng)過程所需的催化劑可通過氣體閥(Gasschleuse)從吸咐反應(yīng)器導(dǎo)引進入再生反應(yīng)器并且可反向?qū)б?zuriick gef他rt)。 對于后者而言，可將該催化劑設(shè)計為例如可旋轉(zhuǎn)的盤式層疊(Scheibenst即el)，這種可旋轉(zhuǎn)的盤式層疊使得催化劑表面交替地穿過吸咐反應(yīng)器和再生反應(yīng)器?；蛘?，催化劑顆粒也可以在逆流(Gegenstrom)中流動。 與過去一些方法(其使用液體如氨的水溶液工作)相比，上述本發(fā)明的優(yōu)點實質(zhì)上在于選擇對NH3具有結(jié)合位點的合適的催化劑，氨的脫落可明顯減少。此外，該反應(yīng)動力學(xué)可因此更有選擇性，從而抑制不期望的副產(chǎn)物的形成，這些副產(chǎn)物會消耗吸收劑，或?qū)е翪02的結(jié)合極強且僅能使用大量的能量消耗才能釋放。 更有利地是相當(dāng)大部分的源自廢氣的C02以以下形式分離，其實現(xiàn)了隨后以低能量消耗使用(A，從而獲得C02排放的可持續(xù)減少。 優(yōu)選地，考慮氧化物和氧化物混合物作為催化材料，如Ti02和V205，其中二氧化鈦例如為合適的水解催化劑，而V205有利于將氨結(jié)合至表面。或者，離子交換的沸石類可用作催化劑，同時它也可非常有選擇性地結(jié)合氨。 本發(fā)明方法的應(yīng)用尤其對于在工藝溫度> l(TC時通過氨溶液分離(A而言是有利的。因為在該情況下一定比例的朋3(取決于溫度，在幾個體積百分比的范圍內(nèi))仍存在于分離的C02中，而不能通過常規(guī)方法經(jīng)濟地消除。 本發(fā)明的其它細節(jié)和優(yōu)點將參考附圖與權(quán)利要求從以下對實施方案的


中得到。

圖1顯示借助固體催化劑從廢氣中分離C02的裝置，禾口
圖2顯示具有可旋轉(zhuǎn)布置的板式催化劑的圖1的備選裝置，
圖3顯示具有催化劑顆粒的另一裝置，禾口 圖4和圖5顯示在根據(jù)圖1至3的反應(yīng)器的交替功能( 一方面作為吸咐反應(yīng)器或另一方面作為解吸反應(yīng)器)的情況下的傳感器系統(tǒng)。 在下文中，這兩幅圖在各情況下單獨描述。其中具有相同功能的基本部件，如反應(yīng)器和閥包括管線，具有相同的附圖標(biāo)記。 在圖1至3中，分別存在兩個相同的反應(yīng)器10和10' 、20和20'、以及30和30'，它們交替操作運行。換句話說，例如 圖1，當(dāng)兩個反應(yīng)器10，10'中的一個用于吸咐含0)2的廢氣中的0)2時，兩個反應(yīng)器10，10'中的另一個排出，這在以下進一步詳述。對于這種類型的交替操作，需要具有一系列閥的流體管線以及用于C02的吸收劑的另外的貯藏容器，以及用于從再生物中分離C02的設(shè)備。 圖1中的兩個反應(yīng)器10和10'各自具有各自的催化床ll和ll'。含0)2的廢氣通過廢氣管線1輸送且通過分支2通向第一反應(yīng)器10或通過具有分支管線2a的平行管線la引入并行連接的第二反應(yīng)器10'中。出于該目的，閥V1、V2、V7和V8連接至管線1、la。相關(guān)的控制單元未示出。 因此在任一時間，反應(yīng)器10、10'中的一個處于吸咐操作，而另一個反應(yīng)器處于再生操作。對此，反應(yīng)氣體混合物，也稱為再生物，從反應(yīng)器的另一側(cè)通過管線6和平行的管線6a以及各自的分支管線7和7a輸送至交替工作的兩個反應(yīng)器。為此，閥V3、 V4、 V5和V6(其功能根據(jù)交替操作的描述)連接在管線6、6a中。將(A含量減少的廢氣通過管線8排出，且含(A的再生物通過管線3導(dǎo)引至單元5。在單元5中實現(xiàn)0)2從再生物中的分離，以便回收的純C02 (C02-Entlagerung)在此被移除。吸收劑的容器用4表示且通過閥V9與流體回路進行有效連接。 已提及的圖1中的兩個反應(yīng)器10，10'具有含固體催化劑的催化床ll和ll'，其例如設(shè)計為板式催化劑(Plattenkatalysator)。或者，該催化床也可涉及為所謂的填料床(Schiittbett)("填充床(packed bed)，，)。 圖2顯示圖1的備選裝置的簡化圖解，具有反應(yīng)器20和20'。在此未顯示單獨的閥，除了閥V9。在該情形，該兩個反應(yīng)器20，20'通過氣密閥彼此連接。代替圖1中的催化床，此處存在裝置為圍繞垂直軸可旋轉(zhuǎn)的催化劑板15。兩個反應(yīng)器都通過氣密閥30連接，從而通過在各情況下旋轉(zhuǎn)催化劑板裝置，裝載滿的催化劑板的一半(KatalysatorplattenMlfte )可引入第二反應(yīng)器用于生產(chǎn)，且卸料的催化劑板的一半用于
再裝料。另外，該交替原理與一方面輸送再生氣體混合物(〃 再生物〃 )和另一方面從廢氣分離(co2)是相同的。在兩種情況下都重要的是，(A分離后吸收劑可以規(guī)定的方式添加至再生器以補償實際操作過程出現(xiàn)的再生試劑不可避免的損失。 根據(jù)本發(fā)明的其它實施方案包括涂覆催化劑的板反應(yīng)器，特別是具有活動板或具有大的比表面的其它結(jié)構(gòu)的那些，其中為0)2分離，板從裝料區(qū)(煙道氣氣體流、0)2氣體
流)經(jīng)閥系統(tǒng)以旋轉(zhuǎn)(umlaufend)方式運輸至卸料區(qū)，并回到裝料區(qū)。 與圖1和2不同，基于該要求保護的申請限定的本發(fā)明還包括以下裝置，其中待凈
化的氣體流穿過小催化劑顆粒(〃 流化床反應(yīng)器〃 )的流化床，其中特別優(yōu)選小顆粒和具
有高比表面的那些，例如多孔顆粒。該裝載的顆粒不斷地從裝料區(qū)去除，輸送至解吸區(qū)，然
后再次進料至吸咐反應(yīng)器。 在圖3的簡化的圖示中，在另一裝置中，待凈化的氣體流在逆流工藝中通過淋澆("Dusche")具有高比表面的催化劑涂覆的顆粒輸送("滴流床反應(yīng)器")，其中該裝載的顆粒同樣不斷地去除、再生和再次輸送返回至滴流床反應(yīng)器。 對此，圖3中示出兩個以逆流原理工作的反應(yīng)器30和30'。在該情形，兩個反應(yīng)器30,30'分別具有催化劑板31和31'，其分別設(shè)計為催化顆粒的填料床(Schiltt皿g)。這兩個反應(yīng)器30和30'分別在它們的端部通過氣密閥32和32'連接。
另夕卜，圖3的設(shè)備以與圖2相應(yīng)的方式運行。然而，此處重要的是，含C02的廢氣通過管線1引入反應(yīng)器30，在此在逆流中流動至催化劑顆粒。與之相反地，該再生物被引入反應(yīng)器30'，從而此處的催化劑顆粒再次根據(jù)箭頭在逆流中流動。實踐中，為該目的使用通流泵(Durchflusspumpe)，其未單獨在圖3中顯示。 另一方面，傳感器系統(tǒng)以及信號處理未包含在圖1至3的實例中?；旧蠈D1至3的所有三個實例都是相同的，且參考圖4和5詳細解釋。
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在圖4中，吸咐反應(yīng)器全包含地(pauschal)通過40指示。經(jīng)由管線41存在閥VIO用于輸送煙道氣，且在反應(yīng)器的出口經(jīng)由管線49設(shè)置了閥VI1用于氣體排出。在吸咐反應(yīng)器40中，溫度傳感器42和用于C02濃度的氣體傳感器43位于輸入側(cè)。另一用于C02濃度的氣體傳感器44位于輸出側(cè)。因此重要的是，一方面輸入端的濃度c(CO》和另一方面輸出端的濃度c(CO》可進行測量，且對應(yīng)于熱活化的過程與溫度T相關(guān)聯(lián)。吸附器的吸附容量可根據(jù)具體溫度T下的C02濃度的增加而確定。當(dāng)該吸附能力降低至低于一定的極限值時，再生被引發(fā)。 在圖5中，圖示了解吸反應(yīng)器50，其具有輸入管線51、51a和輸出管線59。閥V12和V13再次設(shè)置在輸入端和輸出端，且在進料管線51a中另外設(shè)置了閥V14用于輸送吸收劑。 在解吸反應(yīng)器50中，在輸入端設(shè)置了傳感器52用于溫度T，且在輸出端設(shè)置了傳感器53用于吸收劑的濃度c(Abs)。 一方面濃度信號和另一方面溫度信號在控制設(shè)備(未單獨描述)中處理，該控制設(shè)備例如是已知的微處理器控制單元。在該情形，關(guān)于控制的重要標(biāo)準(zhǔn)是，根據(jù)吸咐反應(yīng)器上當(dāng)前(A的測量值所確定的催化材料對(A的吸附容量通過催化劑表面上的吸收劑的儲存以適當(dāng)?shù)姆绞降靡员３?。出于該目的，關(guān)閉閥V12以停止輸送解吸氣體混合物。然后打開閥V14以輸送吸收劑(例如氨)。然后立即關(guān)閉閥V13以避免吸收劑的脫離。 一旦在解吸反應(yīng)器50的輸出區(qū)中的傳感器53鑒定出吸收劑濃度高于第一極限值時，關(guān)閉閥V14。 在按規(guī)定操作的設(shè)備中，溫度T和吸收劑濃度c(Abs)通過傳感器監(jiān)測在催化劑未受損的情況下，隨著溫度T下降，吸收劑的儲存容量升高，從而在短暫等待時間后仍包含在氣相中的吸收劑的濃度c(Abs)下降至低于第二極限值，該第二極限值分類為不關(guān)鍵的，且反應(yīng)器或裝載吸收劑的催化劑可再次進行操作。偏離該行為則給出催化劑被破壞的指示，這是由于機械、熱或化學(xué)的影響，從而可按需要進行系統(tǒng)的保養(yǎng)。 參考附圖描述的具有兩個反應(yīng)器的設(shè)備可有利地用于從含C02的廢氣中分離C02。在該情形，具體進行以下過程步驟-將含C02的廢氣導(dǎo)引通過催化劑，在該催化劑的活性中心積聚NH3， -C02在第一過程溫度通過與NH3的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化合物，該穩(wěn)定的化合
物同樣結(jié)合至催化劑表面。該溫度指定為1\。-使這種加載C02的催化劑在高于第一過程溫度的第二過程溫度經(jīng)受由C02和水蒸氣(H20)構(gòu)成的洗滌氣體流。該溫度指定為T2(T2 > T》。在該溫度由C02和NH3構(gòu)成的化合物分解，C02釋放進入洗滌氣體流，但NH3仍然積聚積聚在催化劑的表面上。
-將富集(A的洗滌氣體流轉(zhuǎn)送至另一反應(yīng)器，且在該反應(yīng)器冷卻至低于第一過程溫度的溫度。該溫度指定為13013<1\)。在該溫度將水冷凝且排出。 由于該溫度控制，然后可將在水表面上方的干燥的純C02用泵抽出且輸送用于其它用途。 總之，可以看出通過使用上述方法和用于實施該方法的設(shè)備，尤其從煙道氣(且原則上從所有類型的含0)2的廢氣)分離(A可以簡單的方式進行。從而可以減少損害氣候的溫室氣體(A的排放。在該情形中重要的是，在所述方法的最后階段(A以幾乎純的形式存在，從而其可被壓縮，例如用于天然氣田或油田中的儲存，同時增加生產(chǎn)體積(所謂的
9"原油強化回收"，"天然氣強化回收氣體")。同樣重要的是(A從煙道氣分離的徹底性原始(》2含量的10%的殘余量可很容易地剩余在煙道氣中，由此，例如，分離所需的能量，相比于排放煙道氣的工廠的能量轉(zhuǎn)化，可以保持為較小。 氧化催化劑有利地用作工廠的吸附器(Adsorber)。在該情形下，催化劑由例如氧化鈦(Ti02)或氧化鈦(Ti02)和另一金屬氧化物的混合物、特別是氧化釩(V205)摻雜的氧化鈦(Ti02)構(gòu)成。其也可由離子交換型沸石構(gòu)成。 本發(fā)明的目的，S卩能在本發(fā)明方法的最后階段制備純二氧化碳(C02)用于進一步使用或處理，以有效的方式得以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
通過二氧化碳(CO2)與氨(NH3)的多相催化反應(yīng)從廢氣中分離出二氧化碳(CO2)的方法，其具有以下順序的過程步驟-將含CO2的廢氣導(dǎo)引通過催化劑，在該催化劑的活性中心積聚有NH3，-此時，CO2在第一過程溫度(T1)通過與NH3的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化合物，該穩(wěn)定的化合物同樣結(jié)合至催化劑表面，-隨后，使這種加載CO2的催化劑在高于第一過程溫度的第二過程溫度(T2＞T1)經(jīng)受由CO2和水蒸氣(H2O)組成的洗滌氣體流，由此，由CO2和NH3形成的化合物分解，CO2釋放進入洗滌氣體流，但NH3仍然積聚在催化劑的表面上，-然后將富集CO2的洗滌氣體流轉(zhuǎn)送至另一反應(yīng)器，且在該反應(yīng)器中冷卻至低于第一過程溫度的溫度(T3＜T1)，從而將水冷凝且排出，-最后，將在水表面上方的干燥的純CO2用泵抽出，輸送用于其它用途。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一過程溫度選擇低于20(TC的溫度，以便含碳的反應(yīng)產(chǎn)物，如異氰酸(HNCO)和尿素((NH丄CO)，也結(jié)合至催化劑表面。
3. 按權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一過程溫度位于70°C至14(TC的范圍內(nèi)。
4. 按權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述催化劑表面上結(jié)合根據(jù)以下反應(yīng)方程式進行NH3(s) + C02 e HNCO(s) + H20 (1)HNCO(s) + NH3(s) O (NH2)2CO(s) (2)，其中s表示結(jié)合至催化吸附劑表面的分子。
5. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在低溫和NH3表面濃度高的情況下，所述反應(yīng)平衡根據(jù)方程(2)導(dǎo)致形成尿素，在高溫或朋3表面濃變低的情況下，相反地由方程(1)決定，并且導(dǎo)致釋放(A。
6. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在使用水蒸氣的情況下，在釋放0)2時所述吸收劑根據(jù)下式恢復(fù)至其初始狀態(tài)(NH2) 2C0 — NH3 (s) +HNC0 (s) (2a)HNCO (s) +H20 — NH3 (s) +C02 (3)。
7. 按權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，組合使用壓力控制和溫度控制通過冷凝來分離水蒸氣和C02。
8. 按權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，使用備選反應(yīng)機理結(jié)合C02，其例如導(dǎo)致形成碳酸銨(NH2C02NH4+)，其根據(jù)下式<formula>formula see original document page 2</formula> (4)。
9. 按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述碳酸銨在水溶液中和/或在合適的催化劑表面上，在低溫時通過水解轉(zhuǎn)化為碳酸銨，其根據(jù)下式<formula>formula see original document page 2</formula> (5)。
10. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述碳酸銨在分離水的條件下受熱分解為NH3和(A，其根據(jù)下式(NH4) 2C03 — 2NH3 (s) +C02+H20 (6)。
11. 按權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，為了流動技術(shù)的實施，使用平行連接的兩個反應(yīng)器，該兩個反應(yīng)器被交替供應(yīng)廢氣以吸咐C02，當(dāng)吸附器已大量完成吸附時，就將其從廢氣流移出，并為了再生目的向該吸附器供給在所需溫度的解吸氣體混合物。
12. 按權(quán)利要求l至ll中任一項所述的方法，其特征在于，使用彼此平行連接的一個吸咐反應(yīng)器和一個再生反應(yīng)器，其中，反應(yīng)過程所需的催化劑可不斷地經(jīng)氣體閥從吸咐反應(yīng)器流入至解吸反應(yīng)器中，以及從解吸反應(yīng)器流入至吸附反應(yīng)器中。
13. 按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，使用可旋轉(zhuǎn)的盤式層疊作為催化劑，該盤式層疊這樣布置，以便所述催化劑表面交替地通過吸咐反應(yīng)器和解吸反應(yīng)器。
14. 按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述催化劑以提供大表面的小顆粒填料床形式存在，該填料床不斷地輸送給位于氣體出口的吸咐反應(yīng)器，在經(jīng)過所述吸咐反應(yīng)器的通路中裝載C02，且在氣體入口處通過氣體閥從吸咐反應(yīng)器中去除并且輸送去通過C02的解吸而再生。
15. 按權(quán)利要求1-14中任一項所述的方法，其特征在于，所述催化材料對(A的吸附容量通過另 一 附加的再生過程保持，其中，氨儲存于所述催化劑表面上。
16. 按權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述催化材料對0)2的吸附容量通過傳感
17. 按權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在C02解吸后在單獨的過程步驟中用吸收劑裝載所述催化劑，其中，首先通過合適的閥控制停止所述洗滌氣體的輸送，然后，開始輸送吸收劑，在達到所述裝載極限時再次停止，隨后，所述反應(yīng)器通過關(guān)閉輸出端的閥而完全與氣體循環(huán)分離，其中，通過用于所述吸收劑的、位于輸出端的氣體傳感器來檢測是否達到所述裝載極限。
18. 按權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，通過傳感器檢測氣相中所述吸收劑其他在時間上的濃度變化且用于評估所述催化吸附器的完整性。
19. 一種用于實施權(quán)利要求1或權(quán)利要求2至18任一項所述的方法的設(shè)備，該設(shè)備帶有可任選用作C02的吸附器或解吸器的反應(yīng)器，其特征在于，-至少一個第一反應(yīng)器(10， 20， 30)用于在吸附器中催化吸咐C02，禾口-至少一個第二反應(yīng)器(10' ，20' ，30')用于通過解吸氣體混合物從吸附器解吸C。2，和-處置解吸物的裝置，-其中該吸附器為裝載有吸收劑的、對0)2吸咐反應(yīng)(11， 21， 31)具有高選擇性的催化吸附器，-且通過控制裝置在至少第一反應(yīng)器(10，20，30)中控制0)2從含0)2的廢氣的催化吸咐，和在至少第二反應(yīng)器(10' ，20' ，30')中控制(A從催化吸附器的解吸。
20. 按權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，存在控制氣體流的裝置，通過該裝置，各反應(yīng)器(10， 10')分別按吸咐方式和解吸方式交替運行。
21. 按權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，存在用于從貯藏容器(4)輸送吸收劑的裝置。
22. 按權(quán)利要求19至21中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，存在兩個平行設(shè)置的反應(yīng)器(20，20')，這兩個反應(yīng)器通過氣密閥(25)和催化劑板(15)彼此連接。
23. 按權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述催化劑板(15)具有圓形輪廓且可圍繞垂直于氣體流方向的軸(I)旋轉(zhuǎn)。
24. 按權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，具有以催化顆粒的填料床形式設(shè)計的催化劑(31)、將裝載吸收劑的催化劑連續(xù)輸送至至少一個反應(yīng)器(30， 30')的裝置、將裝載0)2的催化劑從至少一個第一反應(yīng)器(30)連續(xù)去除且將其輸送至至少一個第二反應(yīng)器(30')的氣密裝置(32， 32')。(圖3)
25. 按權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，在所述吸附反應(yīng)器(40)中有至少一個處于該反應(yīng)器(40)的入口區(qū)域中的溫度傳感器(42)和兩個(A濃度傳感器(43，44)，所述兩個C02濃度傳感器中的一個設(shè)置在入口區(qū)域，另一個則設(shè)置在出口區(qū)域。
26. 按權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個用于所述吸收劑濃度的氣體傳感器和一個溫度傳感器(42)存在于所述解吸反應(yīng)器(50)中，所述兩個傳感器的信號用于控制通過裝載吸收劑得到的吸附容量。
27. 按權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，存在閥(V12， V13)用于控制解吸氣體混合物的輸入和裝載(A的解吸物的輸出，且還存在閥(V14)用于受控地輸入吸收劑，所述閥根據(jù)傳感器信號受控制。
28. 按權(quán)利要求19至27中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，使用氧化催化劑作為吸附器。
29. 按權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述催化劑由1102或1102和另一金屬氧化物的混合物、尤其是摻雜V205的Ti02構(gòu)成。
30. 按權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述催化劑由離子交換型沸石構(gòu)成。
全文摘要
已知從煙道氣分離二氧化碳(CO2)的吸咐方法。根據(jù)本發(fā)明，CO2置于吸附器上，且與用作化學(xué)吸收劑的氨進行吸附反應(yīng)，其中從廢氣中提取的CO2在催化表面通過多相催化反應(yīng)與氨結(jié)合。至少兩個反應(yīng)器(10、10′；20、20′；30、30′)設(shè)置在相關(guān)設(shè)備中，所述反應(yīng)器交替操作，并且在CO2的吸附和吸附劑的再生之間是可轉(zhuǎn)換的。
文檔編號B01D53/86GK101790409SQ200880104824
公開日2010年7月28日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者托馬斯·哈默, 沃納·哈特曼 申請人:西門子公司