RU2733774C1

RU2733774C1 - Method of extracting carbon dioxide from flue gases and device for realizing said method

Info

Publication number: RU2733774C1
Application number: RU2020106740A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Волков; Сергей Васильевич Афанасьев; Алексей Сергеевич Афанасьев; Алексей Николаевич Турапин; Петр Эдуардович Прохоров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром"
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-10-06

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to production of carbon dioxide using fume gases produced as a raw material during combustion of natural gas and liquid hydrocarbons. Method includes stabilization of temperature of flue gases, their purification from nitrogen oxides, absorption and desorption of carbon dioxide with a triple ethanolamine composition, cleaning and regeneration of absorbent, compression of carbon dioxide with its cooling, drying and conversion into liquefied state. Device for implementing the method comprises a flow reactor for catalytic purification of flue gases from nitrogen oxides, heat exchanger for liquefied ammonia evaporation and maintenance of optimum process temperature, gas blower, absorbers, desorber, carbon dioxide compressor, gas drying devices, condenser and refrigerating machine. It includes two absorbers, a boiler-condenser and two apparatus for cleaning absorbent from resin compounds and corrosion products.

EFFECT: technical result is higher efficiency of removing carbon dioxide from flue gases while reducing the effect of waste on the environment and increasing service life of the device.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к полустационарному производству диоксида углерода с использованием в качестве сырья дымовых газов, образующихся при сжигании природного газа и жидких углеводородов.SUBSTANCE: invention relates to semi-stationary production of carbon dioxide using flue gases generated during combustion of natural gas and liquid hydrocarbons as raw materials.

Интерес к данной технологии вызван тем, что для повышения нефтеотдачи месторождений применяют закачку в пласты значительных количеств углекислого газа. Нефтяная скважина обычно собирает приблизительно 30% ее нефти из подземного нефтяного резервуара во время стадии первичного извлечения. Дополнительные 20% нефти могут быть получены применением технологий вторичной добычи, таких как закачивание воды, которое повышает подземное давление. Использование диоксида углерода обеспечивает извлечению ещё 20%, или более, нефти из подземного резервуара.The interest in this technology is due to the fact that significant amounts of carbon dioxide are injected into reservoirs to enhance oil recovery. An oil well typically collects about 30% of its oil from a subterranean oil reservoir during the primary recovery stage. An additional 20% of the oil can be obtained through the use of secondary recovery technologies such as water injection, which increases underground pressure. The use of carbon dioxide provides an additional 20%, or more, of oil from an underground reservoir.

Данный эффект обусловлен способностью углекислого газа растворяться в подземной нефти и существенно снижать её динамическую вязкость.This effect is due to the ability of carbon dioxide to dissolve in underground oil and significantly reduce its dynamic viscosity.

Из уровня техники известны различные способы удаления CO2 из отработавшего газа сгорания (в дальнейшем именуемого «отработанным газом»), генерируемого оборудованием системы сжигания топлива (например, паровым котлом и газовой турбиной, печью риформинга производства аммиака и др.).Various methods are known in the art for removing CO2 from combustion exhaust gas (hereinafter referred to as “waste gas”) generated by combustion system equipment (eg, steam boiler and gas turbine, ammonia reformer, etc.).

Описан способ получения диоксида углерода из дымовых газов (RU№2624297, МПК В01D 53/62, опубл.2016), включающий предварительную их очистку от диоксида серы на сорбенте, содержащем двуокись марганца, нейтрализацию оксидов азота и окиси углерода в каталитическом реакторе проточного типа, адсорбцию диоксида углерода на активированном угле и десорбцию с получением товарного углекислого газа.Described is a method for obtaining carbon dioxide from flue gases (RU # 2624297, IPC В01D 53/62, publ. 2016), including their preliminary purification from sulfur dioxide on a sorbent containing manganese dioxide, neutralization of nitrogen oxides and carbon monoxide in a catalytic flow-type reactor, adsorption of carbon dioxide on activated carbon and desorption to obtain commercial carbon dioxide.

Недостатком предложенной технологии являются высокие энергозатраты на осуществление процесса и пониженная сорбционная способность активированного угля.The disadvantages of the proposed technology are the high energy consumption for the process and the reduced sorption capacity of activated carbon.

Известен метод получения газообразной товарной двуокиси углерода (RU №2206375, МПК В01D 53/92, С01В 31/20, опуб. 2003), предусматривающий очистку дымовых газов от двуокиси серы, адсорбцию и десорбцию СО2 на цеолитовом сорбенте, осушку газа на силикагеле.A known method for producing gaseous commercial carbon dioxide (RU No. 2206375, IPC В01D 53/92, С01В 31/20, publ. 2003), which provides for the purification of flue gases from sulfur dioxide, adsorption and desorption of CO2 on a zeolite sorbent, gas drying on silica gel.

Предлагаемый метод непригоден при наличии в дымовых газах оксидов азота и его использование предусматривает частые остановки на замену отработанных сорбентов. The proposed method is unsuitable in the presence of nitrogen oxides in the flue gases and its use involves frequent stops to replace the spent sorbents.

В патентной литературе описаны способ и устройство для очистки дымовых газов с утилизацией тепла, вредных примесей и диоксида углерода (RU №2371238, МПК В01D 53/62, В01D 53/75, опубл. 2009).The patent literature describes a method and a device for cleaning flue gases with recovery of heat, harmful impurities and carbon dioxide (RU No. 2371238, IPC В01D 53/62, В01D 53/75, publ. 2009).

Для удаления оксидов азота предложена обработка дымовых газов озоносодержащей смесью с последующим удалением образующегося водного раствора нитрата натрия с помощью ионообменных фильтров. Диоксид углерода выделяют абсорбцией моноэтаноламином, с последующей десорбцией углекислого газа.To remove nitrogen oxides, it is proposed to treat flue gases with an ozone-containing mixture, followed by removal of the resulting aqueous solution of sodium nitrate using ion-exchange filters. Carbon dioxide is released by absorption with monoethanolamine, followed by desorption of carbon dioxide.

К недостаткам данного процесса можно отнести его сложность, невысокую эффективность озонной очистки газа от оксидов азота. The disadvantages of this process include its complexity, low efficiency of ozone gas purification from nitrogen oxides.

В случае применения моноэтаноламина также отмечено сильное смолообразование в растворе, приводящее к потерям абсорбента и к коррозии технологического оборудования. В качестве побочных продуктов методом ЯМР идентифицированы оксазолидон-2 и 1-(2-оксиэтил) имидазолидон-2, забивающие оборудование. Наряду с ними подтверждено появление в эксплуатируемом абсорбенте и других соединений, в частности, N, N/ - ди - (2 – гидроксиэтил)- мочевины, щавелевой и муравьиной кислот. In the case of using monoethanolamine, a strong gum formation in the solution was also noted, leading to losses of absorbent and to corrosion of technological equipment. Oxazolidone-2 and 1- (2-hydroxyethyl) imidazolidone-2, which clog the equipment, were identified as by-products by NMR. Along with them, the appearance in the exploited absorbent and other compounds, in particular, N, N / - di - (2 - hydroxyethyl) - urea, oxalic and formic acids, was confirmed.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению являются технические решения, приведённые в (RU №2689620, МПК В01D 53/14, В01D 53/56, В01D 53/62, В01D 53/75, опубл.2018).Closest to the proposed invention are the technical solutions given in (RU No. 2689620, IPC B01D 53/14, B01D 53/56, B01D 53/62, B01D 53/75, publ. 2018).

Предлагаемый метод заключается в том, что отработанный газ направляют в абсорбционную колонну CO2 и приводят в контакт с абсорбирующей его жидкостью, которую подают затем на стадию десорбции (регенерации) в другой аппарат путём её подогрева водяным паром, генерируемым ребойлером. Таким образом, достигают получение чистого CO2, а сорбент подвергают циркуляции и повторному использованию.The proposed method consists in the fact that the waste gas is sent to a CO2 absorption column and brought into contact with a liquid absorbing it, which is then fed to the desorption (regeneration) stage in another apparatus by heating it with steam generated by a reboiler. In this way, pure CO2 is obtained and the sorbent is circulated and reused.

В том случае, когда в отработанном газе содержится нежелательная примесь оксида азота (NOх), предусмотрено её удаления путем включения в описанную схему технологического блока, включающего абсорбер и десорбер с циркулирующим между ними аминосоединением.In the case when the exhaust gas contains an undesirable impurity of nitrogen oxide (NOx), it is provided for its removal by including a technological unit in the described scheme, which includes an absorber and a stripper with an amine compound circulating between them.

Данный метод производства диоксида углерода сопряжён с большими энергозатратами и сложен в управлении. К тому же он непригоден для утилизации отработанного газа, в котором содержатся различные оксиды азота из-за их неодинаковой склонности к абсорбции.This method of producing carbon dioxide is energy intensive and difficult to manage. In addition, it is not suitable for the disposal of waste gas containing various nitrogen oxides due to their unequal absorption tendency.

Технической задачей предлагаемого изобретения является совершенствование технологической схемы получения сжиженного углекислого газа c устранением отмеченных недостатков в известных решениях. The technical objective of the proposed invention is to improve the technological scheme for obtaining liquefied carbon dioxide with the elimination of the noted disadvantages in the known solutions.

Поставленная задача достигается тем, что технологический процесс получения товарной двуокиси углерода из дымовых газов, предусматривает доведение их температуры до 250 – 300 оС, селективную каталитическую очистку на вольфрамо-ванадиевом оксидном катализаторе от оксидов азота с использованием аммиаксодержащего восстановительного компонента, абсорбцию и десорбцию углекислого газа этаноламинной композицией, очистку и регенерацию абсорбента от продуктов коррозии и деградации, компримирование газообразного диоксида углерода с последующим его охлаждением, осушкой и переводом в сжиженное состояниеThe task is achieved by the fact that the technological process for obtaining commercial carbon dioxide from flue gases, provides for bringing their temperature to 250 - 300 ° C, selective catalytic cleaning on a tungsten-vanadium oxide catalyst from nitrogen oxides using an ammonia-containing reducing component, absorption and desorption of carbon dioxide by ethanolamine composition, purification and regeneration of the absorbent from the products of corrosion and degradation, compression of gaseous carbon dioxide followed by its cooling, drying and transfer to a liquefied state

Для её реализации поток дымового газа стабилизируют в теплообменнике 1 до температуры 250 – 350 оС и направляют в проточный реактор с катализатором блочного типа, изготавливаемом путем пропитки волокнисто-керамического носителя на основе TiO2 соединениями ванадия и вольфрама с последующей термической обработкой носителя для их перевода в оксидную форму V2О5 и WO3, соответственно (см. фиг). Параллельно с этим в технологическую линию с помощью насоса подают жидкий аммиак, который испаряется и смешивается за пределами теплообменника с отработанным газом. Вместо него можно использовать и другие аммиаксодержащие восстанавливающие компоненты, например, танковые газы с агрегатов аммиака. В реакторе 2 происходит превращение оксидов азота в молекулярный азот и воду в соответствии со следующими уравнениямиFor its implementation, the flue gas flow is stabilized in heat exchanger 1 up to a temperature of 250 - 350 ° C and sent to a flow reactor with a block-type catalyst made by impregnating a fiber-ceramic support based on TiO2 with vanadium and tungsten compounds, followed by heat treatment of the support to convert them into oxide. form V2O5 and WO3, respectively (see Fig). In parallel with this, liquid ammonia is fed into the process line by means of a pump, which is evaporated and mixed outside the heat exchanger with the exhaust gas. Instead, other ammonia-containing reducing components can be used, for example tank gases from ammonia plants. In reactor 2, nitrogen oxides are converted into molecular nitrogen and water in accordance with the following equations

4NH3 + 3NO2→3,5N2 + 6H2O4NH3 + 3NO2 → 3.5N2 + 6H2O

2NH3 + 3NO→2,5N2 + 3H2O2NH3 + 3NO → 2.5N2 + 3H2O

В качестве восстановителя оксида азота может выступить и оксид углерода в случае его присутствия в дымовом газе. Carbon monoxide can also act as a reducing agent for nitrogen oxide if it is present in the flue gas.

2NО + 2СO→N2 + 2СО22NО + 2СO → N2 + 2СО2

Степень удаления оксидов азота по предложенному способу составит не менее 95 %.The degree of removal of nitrogen oxides by the proposed method will be at least 95%.

Выходящий из реактора газовый поток охлаждается до температуры 45 – 50 о С (узел охлаждения на схеме не приведён) и с помощью газодувки 3 направляется на узел абсорбции, включающий не менее двух параллельно установленных аппаратов, в которых в качестве абсорбента применяется композиционный водный раствор метилдиэтаноламина, активатора хемосорбции и антикоррозионной добавки, взятых в массовом соотношении 7: (1 – 3): (0.01 – 0,03). Количество работающих абсорберов определяется видом сжигаемого топлива и концентрацией в отходящем газе диоксида углерода. Учёт этого фактора позволяет увеличить производительность технологической установки, улучшить абсорбционные показатели используемой композиции и снизить до минимума коррозионные процессы и деградацию (смолообразование) метилдиэтаноламина в системе. The gas flow leaving the reactor is cooled to a temperature of 45-50 ° C (the cooling unit is not shown in the diagram) and, with the help of a gas blower 3, is directed to the absorption unit, which includes at least two parallel-installed apparatuses, in which a composite aqueous solution of methyldiethanolamine is used as an absorbent, chemisorption activator and anticorrosive additive, taken in a mass ratio of 7: (1 - 3): (0.01 - 0.03). The number of absorbers in operation is determined by the type of fuel burned and the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas. Taking this factor into account makes it possible to increase the productivity of the technological unit, improve the absorption characteristics of the composition used and reduce to a minimum corrosion processes and degradation (gum formation) of methyldiethanolamine in the system.

Абсорбер 4 представляет двухсекционный аппарат с колпачковыми тарелками в верхней секции, орошаемые флегмой с температурой 50 – 65 оС. Нижняя выполнена в виде ситчатых тарелок с высокими барботажными слоями жидкости.Absorber 4 is a two-section apparatus with bubble-cap trays in the upper section, refluxed with reflux at a temperature of 50 - 65 ° C. The lower one is made in the form of sieve trays with high bubbling layers of liquid.

Подобная конструкция аппарата гарантирует правильное распределение абсорбента, хорошее смачивание насадки и необходимый его контакт с дымовыми газами, содействующий эффективному поглощению СО2. Благодаря этому снижены до минимума потери диоксида углерода с отходящими абгазами (0,5 % по сравнению с другими системами, где они составляют 1,0-3,0%) и соответственно на столько же вырастет производительность установки. Such a design of the apparatus guarantees the correct distribution of the absorbent, good wetting of the packing and the necessary contact with the flue gases, contributing to the effective absorption of CO2. Due to this, the loss of carbon dioxide with waste gases is reduced to a minimum (0.5% in comparison with other systems, where they amount to 1.0-3.0%) and, accordingly, the plant productivity will increase by the same amount.

Непоглощённые газы (преимущественно азот) выбрасывают в атмосферу. Unabsorbed gases (mainly nitrogen) are emitted into the atmosphere.

Насыщенный углекислым газом абсорбент с помощью насоса 5 через теплообменник 6 подают в десорбер 7, который по устройству аналогичен абсорберу 4. В его верхней секции размещены ситчатые тарелки с U-образными теплообменными элементами для подъёма температуры 70 – 90 оС за счёт тепла дымового газа. Грубо регенерированный и охлаждённый абсорбент направляют в нижнюю часть абсорбера, а в верхнюю – глубоко регенерированный поглотитель диоксида углерода. Повышенную степень десорбции раствора достигают в кипятильнике-конденсаторе 9 при температуре не ниже 110 оС. После её снижения в холодильнике 10 до оптимального уровня, он поступает в верхнюю секцию абсорбера 4.Absorbent saturated with carbon dioxide is supplied by pump 5 through heat exchanger 6 to desorber 7, which is similar in structure to absorber 4. In its upper section, sieve trays with U-shaped heat exchange elements are placed to raise the temperature to 70 - 90 ° C due to the heat of flue gas. The coarsely regenerated and cooled absorbent is sent to the bottom of the absorber, and the deeply regenerated absorber of carbon dioxide is sent to the upper. An increased degree of desorption of the solution is achieved in the boiler-condenser 9 at a temperature not lower than 110 ° C. After it is reduced in the refrigerator 10 to the optimum level, it enters the upper section of the absorber 4.

Включение в технологическую схему кипятильника-конденсатора 9 позволяет удалять лишнюю влагу, присутствующую в перерабатываемом дымовом газе, поддерживать тем самым концентрацию абсорбента на уровне 35 – 40 % мас. Выделяющиеся в нём пары углекислого газа возвращаются в технологический цикл.The inclusion in the technological scheme of the boiler-condenser 9 allows you to remove excess moisture present in the processed flue gas, thereby maintaining the concentration of the absorbent at the level of 35 - 40% wt. Carbon dioxide vapors emitted in it return to the technological cycle.

Температурный режим в средней зоне десорбера 7 регулируют выносным или встроенным теплообменником 8 за счёт подвода тепла с каталитического реактора 3.The temperature regime in the middle zone of the desorber 7 is controlled by a remote or built-in heat exchanger 8 due to the supply of heat from the catalytic reactor 3.

Это решение позволяет сократить энергозатраты по сравнению с прототипом на 25 – 30 %.This solution allows to reduce energy costs in comparison with the prototype by 25 - 30%.

Подавлению нежелательного вспенивания абсорбента способствует включение в линию каждого из абсорберов аппарата очистки поглощающей композиции 11 от смол и продуктов коррозии.Suppression of undesirable foaming of the absorbent is facilitated by the inclusion in the line of each of the absorbers of the apparatus for cleaning the absorbent composition 11 from resins and corrosion products.

Поток газообразного диоксида углерода из десорбера 7 направляют в компрессор 12 и далее в холодильник 13. Охлаждённый газ подвергают осушке в блоке 14, включающем два абсорбера, один из которых находится в работе, а второй на регенерации. В конденсаторе 15 и в холодильной машине 16 с винтовым компрессором, углекислый газ переводят в жидкое агрегатное состояние и перекачивают в ёмкость 17. The flow of gaseous carbon dioxide from the stripper 7 is directed to the compressor 12 and further to the refrigerator 13. The cooled gas is subjected to drying in block 14, which includes two absorbers, one of which is in operation, and the second is being regenerated. In the condenser 15 and in the refrigerating machine 16 with a screw compressor, carbon dioxide is converted into a liquid state of aggregation and pumped into a container 17.

Таким образом, в отличие от известного технического решения предлагаемый способ получения диоксида углерода предусматривает использование более совершенного селективного каталитического способа удаления оксидов азота из дымовых газов, а также применение абсорбента, в состав которого входит абсорбирующее вещество – метилдиэтаноламин, активатор процесса хемосорбции – пиперазин и ингибитор коррозии технологического оборудования, взятые в оптимальном соотношении.Thus, in contrast to the known technical solution, the proposed method for producing carbon dioxide involves the use of a more advanced selective catalytic method for removing nitrogen oxides from flue gases, as well as the use of an absorbent, which includes an absorbing substance - methyldiethanolamine, an activator of the chemisorption process - piperazine and a corrosion inhibitor technological equipment, taken in an optimal ratio.

Реализация предлагаемого способа достигается благодаря включению в технологическую схему двух параллельно работающих абсорберов, кипятильника - конденсатора и аппаратов очистки этаноламинной композиции от смолистых соединений и продуктов коррозии. The implementation of the proposed method is achieved due to the inclusion in the technological scheme of two parallel working absorbers, a boiler - condenser and devices for the purification of the ethanolamine composition from resinous compounds and corrosion products.

Образование последних обусловлено деградацией метилдиэтаноламина из-за его гидролиза при повышенных температурах согласно следующей реакцииThe formation of the latter is due to the degradation of methyldiethanolamine due to its hydrolysis at elevated temperatures according to the following reaction

СН3N(СН2СН2ОН)2 + Н2О → СН3ОН + NH(СН2СН2ОН)2СН3N (СН2СН2ОН) 2 + Н2О → СН3ОН + NH (СН2СН2ОН) 2

В дальнейшем присутствующий в абсорбенте диэтаноламин образует с диоксидом углерода труднорастворимые в воде смолистые соединения, которые ухудшают массообмен и вызывают вспенивание.Subsequently, the diethanolamine present in the absorbent forms with carbon dioxide resinous compounds sparingly soluble in water, which impair mass transfer and cause foaming.

Метанол в условиях ведения процесса окисляется кислородом до формальдегида и далее до муравьиной кислоты, что способствует коррозии оборудования из нелегированных сталей. Для её ингибирования в состав этаноламинной композиции введён ИКФ-1 по ТУ 2433-022-0206492-03, являющийся продуктом взаимодействия карбамидоформальдегидного концентрата марки КФК-85 и аммиачной воды.Under the conditions of the process, methanol is oxidized by oxygen to formaldehyde and then to formic acid, which contributes to the corrosion of equipment made of unalloyed steels. To inhibit it, IKF-1 was introduced into the ethanolamine composition according to TU 2433-022-0206492-03, which is the product of the interaction of KFK-85 grade urea-formaldehyde concentrate and ammonia water.

Образующиеся в небольшом количестве жидкие отходы выводят в ходе регенерации абсорбента с использованием аппаратов его очистки и применяют в качестве одного из сырьевых компонентов при получении нейтрализатора сероводорода для нефтей. Тем самым исключено воздействие вредных отходов на окружающую среду. Formed in a small amount of liquid waste is removed during the regeneration of the absorbent using devices for its purification and is used as one of the raw material components in the production of hydrogen sulfide neutralizer for oils. This eliminates the impact of harmful waste on the environment.

Наиболее предпочтительными в предлагаемой технологии являются дымовые газы с содержанием диоксида углерода не менее 5 % об. The most preferred in the proposed technology are flue gases with a carbon dioxide content of at least 5% vol.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.The proposed technical solution is illustrated by the following examples.

Пример 1. Поток дымового газа, образующийся при сжигании попутного углеводородного газа, содержащий 8 об % диоксида углерода и 0,1 об. % оксида азота, стабилизируют в теплообменнике до температуры 250 – 350 оС, смешивают со стехиометрическим количеством аммиака и направляют в проточный реактор с вольфрамо-ванадиевым оксидным катализатором. Очищенный от оксида азота газ на выходе из реактора охлаждают до 50 оС и подают на узел абсорбции в количестве 1005 кг/час в расчёте на углекислый газ. Для извлечения СО2 из дымового газа с эффективностью не ниже 99,5 % в узле абсорбции подвергается непрерывной циркуляции 14 тн/час водный раствор композиции концентрации 40 % масс., приготовленной смешением метилдиэтаноламина, активатора и ингибитора коррозии ИКФ-1 в массовом соотношении - метилдиэтаноламин : активатор : ИКФ-1 = 7 : 1 : 0,01.Example 1. The flue gas stream formed during the combustion of associated hydrocarbon gas, containing 8 vol% carbon dioxide and 0.1 vol. % nitrogen oxide, stabilized in a heat exchanger to a temperature of 250 - 350 ° C, mixed with a stoichiometric amount of ammonia and sent to a flow reactor with a tungsten-vanadium oxide catalyst. The gas purified from nitrogen oxide at the outlet of the reactor is cooled to 50 ° C and fed to the absorption unit in the amount of 1005 kg / h, calculated as carbon dioxide. To extract CO2 from flue gas with an efficiency of at least 99.5%, an aqueous solution of a composition with a concentration of 40% by weight, prepared by mixing methyldiethanolamine, an activator and a corrosion inhibitor IKF-1 in a mass ratio - methyldiethanolamine, is subjected to continuous circulation in the absorption unit: activator: IKF-1 = 7: 1: 0.01.

Выход чистого углекислого газа с установки составляет одна тонна в час, а его выбросы в атмосферу - 5 кг/час. Коррозия оборудования не установлена.The output of pure carbon dioxide from the installation is one ton per hour, and its emissions into the atmosphere are 5 kg / hour. Equipment corrosion has not been identified.

Полученный диоксид углерода далее переводится в сжиженное состояние.The resulting carbon dioxide is then converted into a liquefied state.

Пример 2. Условия осуществления способа аналогичны примеру 1.Example 2. Conditions for implementing the method are similar to example 1.

Использован дымовой газ с содержанием диоксида углерода 12 об. % и оксида азота 0,2 мас. %. После удаления из него оксида азота каталитическим методом подача очищенного газа на узел абсорбции составила 1507,5 кг/час в расчёте на углекислый газ. Объём циркуляции 42 %-ного водного абсорбента составил 21 тн/час, а массовое соотношение метилдиэтаноламин : активатор : ИКФ-1 = 7 : 1,1 : 0,02.Used flue gas with a carbon dioxide content of 12 vol. % and nitrogen oxide 0.2 wt. %. After removing nitrogen oxide from it by a catalytic method, the supply of purified gas to the absorption unit was 1507.5 kg / h, calculated on carbon dioxide. The volume of circulation of a 42% aqueous absorbent was 21 t / h, and the mass ratio of methyldiethanolamine: activator: IKF-1 = 7: 1.1: 0.02.

Выход товарного жидкого диоксида углерода оказался равным 1500 кг /час или 12000 тн/год. Коррозия технологических аппаратов не установлена.The yield of commercial liquid carbon dioxide was found to be 1500 kg / h or 12000 t / year. Corrosion of technological devices has not been established.

Пример 3. Условия реализации способа аналогичны примеру 1.Example 3. Conditions for implementing the method are similar to example 1.

Использован дымовой газ с содержанием диоксида углерода 15 об. % и оксида азота 0,12 мас. %. После удаления из него оксида азота каталитическим методом подача очищенного газа на узел абсорбции составила 1884 кг/час в расчёте на углекислый газ. Объём циркуляции 42 %-ного водного абсорбента составил 18 тн/час, а массовое соотношение метилдиэтаноламин : активатор : ИКФ-1 = 7 : 2,3 : 0,03.Used flue gas with a carbon dioxide content of 15 vol. % and nitrogen oxide 0.12 wt. %. After removing nitrogen oxide from it by a catalytic method, the supply of purified gas to the absorption unit was 1884 kg / h based on carbon dioxide. The volume of circulation of the 42% aqueous absorbent was 18 tons / hour, and the mass ratio of methyldiethanolamine: activator: IKF-1 = 7: 2.3: 0.03.

Выход товарного жидкого диоксида углерода оказался равным 1875 кг /час или 15000 тн/год. Коррозия технологического оборудования не выявлена.The output of commercial liquid carbon dioxide was found to be 1875 kg / h or 15000 t / year. No corrosion of the process equipment was detected.

При строгом соблюдении условий осуществления предлагаемого метода и оптимизации технологической схемы получаемая жидкая двуокись углерода будет соответствовать требованиям ГОСТ 8050-85. With strict observance of the conditions for the implementation of the proposed method and optimization of the technological scheme, the resulting liquid carbon dioxide will meet the requirements of GOST 8050-85.

Достигаемый технический результат от внедрения изобретения - повышение эффективности выделения диоксида углерода из дымовых газов при снижении воздействия образующихся отходов на окружающую среду и повышении ресурса работы устройства, осуществляющего способ.The technical result achieved from the implementation of the invention is to increase the efficiency of carbon dioxide emission from flue gases while reducing the impact of the generated waste on the environment and increasing the service life of the device implementing the method.

Claims

1. A method for separating carbon dioxide from flue gases, including stabilizing their temperature at a level of 250-350 ^o C, cleaning from nitrogen oxides using a reducing component on an oxide tungsten-vanadium catalyst, absorption and desorption of carbon dioxide by an ethanolamine composition, cleaning and regeneration of the absorbent from products of corrosion and degradation, compression of gaseous carbon dioxide followed by its cooling, drying and transfer to a liquefied state, characterized in that the purification from nitrogen oxides is carried out due to heterogeneous selective catalysis on an oxide tungsten-vanadium catalyst, and the composition acts as an absorbent of carbon dioxide , including methyldiethanolamine, an activator of the chemisorption process piperazine and a corrosion inhibitor of technological equipment IKF-1, taken in a ratio of 7: (1-3) :( 0.01-0.03).

2. A device for implementing the method according to claim 1, which includes a heat exchanger for stabilizing the temperature of the flue gas and a neutralizer of nitrogen oxides contained in it, characterized in that a flow-through catalytic reactor with a block-type fiber-ceramic carrier based on TiO _{2 is} used as a neutralizer. deposited on it V ₂ O ₅ and WO ₃ , and the reactor is connected with a cooling unit for the resulting purified gas stream, a gas blower and an absorber system consisting of parallel two-section devices equipped with cap and sieve trays in the upper and lower parts, respectively, while saturated with carbon dioxide absorbent gas is pumped through a heat exchanger into a gas desorber with an external or built-in heat exchanger and then into a boiler-condenser, a refrigerator and an apparatus for cleaning the absorbent from resins and corrosion products, and gaseous carbon dioxide leaving the desorber is directed to a compressor, refrigerator, was pulley and to the liquefaction line, which includes a condenser, a chiller with a screw compressor and a tank for liquid carbon dioxide.