一种二氧化碳优化捕集工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种二氧化碳优化捕集工艺，它解决了现有技术中二氧化碳捕集工艺的再生能耗高、投资高的问题，具有减少热量损耗、充分回收尾气中的溶液、降低成本的效果；其技术方案为：包括以下步骤：在风机作用下烟气经脱水冷却后进入吸收塔自下而上流动，从吸收塔上部供入醇胺溶液作为吸收液，吸收液与烟气逆流接触以脱除二氧化碳；净化后的脱碳烟气进入水洗塔；吸收塔底吸收的富液通过富液泵送至热交换器，经热交换后的富液从再生塔顶部进入，经汽提解吸后送入再沸器中进行再沸；从再生塔顶部排出的气体混合物导入热交换器进行水冷，之后进入气液分离器进行气液分离，分离后的液体导入水洗塔。

An optimized capture process for carbon dioxide

The invention discloses an optimized carbon dioxide capture process, which solves the problems of high regeneration energy consumption and high investment in the prior art, has the effects of reducing heat loss, fully recovering the solution in the tail gas, and reducing cost; and the technical scheme comprises the following steps: smoke under the action of a fan; After dehydration and cooling, the gas enters the absorption tower and flows from bottom to top. Alcohol amine solution is supplied as the absorption liquid from the upper part of the absorption tower. The absorption liquid contacts with the flue gas countercurrent to remove carbon dioxide; the purified flue gas enters the washing tower; the absorbed rich liquid at the bottom of the absorption tower is pumped through the rich liquid to the heat exchanger, and the rich liquid after heat exchange is transferred from the rich liquid after heat exchange. The top of the regeneration tower enters and is stripped and desorbed and then sent to the reboiler for reboiling; the gas mixture discharged from the top of the regeneration tower is introduced into the heat exchanger for water cooling, then into the gas-liquid separator for gas-liquid separation, and the separated liquid is introduced into the washer.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳优化捕集工艺
本专利技术涉及从源气体中除去目标气体
，尤其涉及一种二氧化碳优化捕集工艺。
技术介绍
二氧化碳捕集和封存技术(CCS)是减少温室气体排放最直接有效的方法，目前有三种主要捕集方式可以用于电厂CO2捕集，分别是燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧。燃烧前捕集主要应用在IGCC系统中，其将煤高压富氧气化变成煤气，在经过水煤气变换后产生CO2和H2，其中气体压力和CO2浓度都很高，很容易对CO2进行捕集。该技术的优点是捕集系统小、能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高、可靠性还有待提高等问题。富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，从空气中分离出氧气，采用高浓度的氧气与抽回的部分烟道气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。该技术路线面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗太高，现在还没找到一种廉价低耗的能动技术。燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂，可以应用于新电厂也可以对原有电厂升级改造。此项技术也相对成熟，是未来减排市场中最具潜力的技术。燃烧后捕集二氧化碳技术，是最适合的从燃料发电厂捕集二氧化碳的商业化技术，其在天然气加工和炼油工业中已有极好的应用。目前，常用的化学吸收溶剂为有机胺，但其能耗大、成本高等特点严重限制了其大规模应用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种二氧化碳优化捕集工艺，其具有减少热量损耗、充分回收尾气中的溶液、降低成本的效果。本专利技术采用下述技术方案：一种二氧化碳优化捕集工艺，包括以下步骤：步骤(1)在风机作用下烟气经脱水冷却后进入吸收塔自下而上流动，从吸收塔上部供入醇胺溶液作为吸收液，吸收液与烟气逆流接触以脱除二氧化碳；净化后的脱碳烟气进入水洗塔；步骤(2)吸收塔底吸收的富液通过富液泵送至热交换器，经热交换后的富液从再生塔顶部进入，经汽提解吸后送入再沸器中进行再沸；步骤(3)从再生塔顶部排出的气体混合物导入热交换器进行水冷，之后进入气液分离器进行气液分离，分离后的液体导入水洗塔。进一步的，所述醇胺溶液包括N,N-二甲基环己胺，N-甲基环己胺，三乙基胺，二烯丙基胺，N,N-二乙基乙醇胺，1,4丁二胺，N-甲基-1,3-丙二胺，N-甲基环己胺，哌嗪。进一步的，吸收塔中部为气液接触部分，主要通过填料强化气液接触，吸收塔的内部布置气液分离器，使吸收液均匀进入填料。进一步的，吸收塔底部设置用于储存吸收液的储槽。进一步的，所述步骤(2)中，富液在进入再生塔前在热交换器内与再生塔底流出的贫液进行热交换，利用再生后的贫液余热对富液进行加热。进一步的，热交换后的贫液经水冷器冷却后泵入吸收塔中循环作为吸收液。进一步的，所述步骤(2)中，汽提通过向再生塔内引入低压蒸气实现。进一步的，所述步骤(3)中，分离出的二氧化碳气体进入后续压缩处理程序分离得到液体。进一步的，在再生塔底将低压蒸气经再沸器与富液换热后，解析出的二氧化碳气体经再生塔排出，解析二氧化碳后的贫液由再生塔底排出。进一步的，从吸收塔顶排出的烟气进入水洗塔进行循环洗涤和除沫。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的主要利用多级换热工艺，使系统热量能够综合利用，极大地降低系统能耗；并通过水洗塔进行尾气洗涤，充分回收尾气中的溶液；解决现有的燃烧后CO2捕集高能耗和高费用的问题；(2)本专利技术与常规工艺相比，能够降低解吸液的容量，降低解吸再生时水温蒸发的显热和气化潜热，有效降低解析能耗；同时，减少吸收溶剂在整个系统循环，降低泵的电耗；(3)本专利技术采用醇胺溶液作为吸收液，其相比有机胺对二氧化碳的承载量高、效果好。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为传统型二氧化碳捕集系统；其中，1-水洗塔，2-吸收塔，3-风机，4-富液泵，5-热交换器，6-再生塔，7-再沸器，8-热交换器，9-气液分离器。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本专利技术中，如无特别说明，“富液”、“富溶剂”是指吸收了大量目标的CO2气体的液体。“贫液”、“贫溶剂”是指解析了大部分或全部CO2气体的液体。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在二氧化碳捕集工艺的再生能耗高、投资高的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种二氧化碳优化捕集工艺。本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种二氧化碳优化捕集工艺，以传统型二氧化碳捕集系统为例说明本申请的工艺过程。如图1所示，二氧化碳捕集系统包括水洗塔1、吸收塔2、再生塔6、再沸器7和气液分离器9，吸收塔2的底部一侧连接风机3，吸收塔2顶端连接水洗塔1，底端通过富液泵4连接热交换器5，所述热交换器5连接至再生塔6的顶部。再生塔6的底部连接再沸器7，其顶端通过热交换器8连接气液分离器9，且气液分离器9与再生塔6连接形成回路。在吸收塔2内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。优选逆流方式，即吸收液从吸收塔2顶加入自上而下流动，与从下向上流动的源气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从吸收塔2顶排出。再生塔6是将吸收了CO2的富溶剂通过高温蒸气使CO2在其中解析的装置，引入再生塔6中进行汽提的低压蒸气温度为130～150℃。再沸器7中的物料液位和再生塔6液位在同一高度，从再生塔6底提供液相进入到再沸器7中，使在再沸器7中有25～30％的液相被汽化；被汽化的两相流被送回到再生塔6中，返回再生塔6中的气相组分向上通过填料，而液相组分掉回到再生塔6底。物料在再沸器7中受热膨胀至汽化、密度变小，从而离开汽化空间，顺利地返回到再生塔6内，返回再生塔6中的气液两相，气相向上通过填料层，而液相受到重力作用掉落到再生塔6底；由于静压差的作用，再生塔6底会不断地补充被蒸发掉的那部分液位。在再沸器中低压蒸气与再生塔底富液进行热交换，交换后的富液中CO2被解析出来。应用于火力发电厂燃烧排放的烟气中的CO2捕集，该来自烟气的原料气温度为50℃，原料气压力为0.03MPa，原料气组成为：CO2为51.95v/v％，H2为19.74v/v％，CO为9.71v/v％，CH4为16.09v/v％，H2O为0.87v/v％，N2为1.64v/v％，均是以体积百分含量计。本申请的工艺过程为：在风机3的作用下，上述烟气经脱水冷却后(温度35℃)由吸收塔2底部的储液槽液面之上进入吸收塔2，自下而上流动。从吸收塔2上部供入吸收液，吸收液与上升的烟气形成逆流接触，使CO2得以脱除。所述醇胺溶液包括N,N-二甲基环己胺(DMCA)，N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳优化捕集工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)在风机作用下烟气经脱水冷却后进入吸收塔自下而上流动，从吸收塔上部供入醇胺溶液作为吸收液，吸收液与烟气逆流接触以脱除二氧化碳；净化后的脱碳烟气进入水洗塔；步骤(2)吸收塔底吸收的富液通过富液泵送至热交换器，经热交换后的富液从再生塔顶部进入，经汽提解吸后送入再沸器中进行再沸；步骤(3)从再生塔顶部排出的气体混合物导入热交换器进行水冷，之后进入气液分离器进行气液分离，分离后的液体导入水洗塔。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳优化捕集工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)在风机作用下烟气经脱水冷却后进入吸收塔自下而上流动，从吸收塔上部供入醇胺溶液作为吸收液，吸收液与烟气逆流接触以脱除二氧化碳；净化后的脱碳烟气进入水洗塔；步骤(2)吸收塔底吸收的富液通过富液泵送至热交换器，经热交换后的富液从再生塔顶部进入，经汽提解吸后送入再沸器中进行再沸；步骤(3)从再生塔顶部排出的气体混合物导入热交换器进行水冷，之后进入气液分离器进行气液分离，分离后的液体导入水洗塔。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳优化捕集工艺，其特征在于，所述醇胺溶液包括N,N-二甲基环己胺，N-甲基环己胺，三乙基胺，二烯丙基胺，N,N-二乙基乙醇胺，1,4丁二胺，N-甲基-1,3-丙二胺，N-甲基环己胺，哌嗪。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳优化捕集工艺，其特征在于，吸收塔中部为气液接触部分，主要通过填料强化气液接触，吸收塔的内部布置气液分离器，使吸收液均匀进入填料。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳优化捕集工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝冬，毛维彬，王欣驰，
申请(专利权)人：青岛海山减碳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37