二氧化碳气源预净化系统及提纯系统技术方案

本发明专利技术涉及一种二氧化碳气源预净化系统，包括增压设备、预净化设备和成分监控设备。预净化设备的气源输入端连接增压设备的气源输出端。预净化设备的气源输出端连接成分监控设备的气源输入端，增压设备的气源输入端用于连接膜法碳捕集装置的气源输出端，成分监控设备的第一气源输出端用于连接排气烟囱，成分监控设备的第二气源输出端用于连接压缩提纯装置的气源输入端。还公开一种二氧化碳气源提纯系统。通过增压设备、预净化设备和成分监控设备的设计，结合碱液洗涤与吸附等技术，有效降低膜法碳捕集装置输出的二氧化碳气源中的SO2以及NOx含量，有效的减轻了压缩提纯装置内脱除杂质的负荷，实现膜法碳捕集后二氧化碳气源向食品级二氧化碳的转变。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳气源预净化系统及提纯系统
本专利技术涉及环保
，特别是涉及一种二氧化碳气源预净化系统及提纯系统。
技术介绍
燃煤发电产生的二氧化碳排放量约占全国碳排放总量的40％，是我国温室气体的主要排放源，成为制约电力行业可持续发展的瓶颈之一。控制和减少碳排放，对于燃煤电厂碳捕集技术并变废为宝，例如产生食品级的二氧化碳。碳捕集技术主要包含燃烧前碳捕集、燃烧后碳捕集和富氧燃烧捕集三种不同技术。其中，燃烧后碳捕集技术主要应用于燃煤锅炉及燃气轮机发电设施，其优点在于现有电厂可经过机组改装，从除尘和脱硫后的尾部烟气中分离和回收二氧化碳，工艺相对简单，技术成熟度高，对现有电厂影响小，具有灵活性较高，投入相对较少，技术导入速度较快等优点。目前，燃烧后捕集技术主要有化学吸收法、物理吸附法和膜分离法，经过碳捕集装置后将二氧化碳从烟气中分离出来，再经后续压缩及纯化后获得产品二氧化碳(产品二氧化碳的纯度按利用途径可分离为工业级和食品级)。膜分离法是当今世界竞相发展的高新技术，其基本原理是两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率有差异，由此来进行碳捕集，且具有无化学反应，能耗低，投资回收期短，占地面积小，操作简单，维修保养容易等优点。然而，传统的经过膜分离法捕集后的二氧化碳气源的含量仅能达到90％，且含有水蒸气，N2，O2，SO2和NOx等杂质，无法直接按氨法碳捕集技术后的提纯系统产生食品级二氧化碳。
技术实现思路
基于此，有必要针对膜分离法捕集后的二氧化碳气源无法直接按氨法碳捕集技术后的提纯装置产生食品级二氧化碳的问题，提供一种二氧化碳气源预净化系统，以及一种二氧化碳气源提纯系统。为实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种二氧化碳气源预净化系统，包括增压设备、预净化设备和成分监控设备；所述预净化设备的气源输入端连接所述增压设备的气源输出端，所述预净化设备的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端，所述增压设备的气源输入端用于连接膜法碳捕集装置的气源输出端，所述成分监控设备的第一气源输出端用于连接排气烟囱，所述成分监控设备的第二气源输出端用于连接压缩提纯装置的气源输入端。在其中一个实施例中，所述预净化设备包括第一吸收装置和第二吸收装置，所述第一吸收装置的气源输出端连接所述第二吸收装置的气源输入端，所述第一吸收装置的气源输入端连接所述增压设备的输出端，所述第二吸收装置的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端。在其中一个实施例中，所述第一吸收装置包括碱洗塔、第一碱洗泵和碱池，所述碱洗塔的气源输入端连接所述增压设备的气源输出端，所述碱洗塔的气源输出端连接所述第二吸收装置的气源输入端；所述碱洗塔的碱液输入端连接所述第一碱洗泵的输出端，所述第一碱洗泵的输入端连接所述碱池的输出端，所述碱池的输入端连接所述碱洗塔的碱液输出端。在其中一个实施例中，所述第一吸收装置还包括第二碱洗泵、第一止回阀、第二止回阀、第一截止阀、第二截止阀和过滤器，所述第二碱洗泵的输出端通过所述第二止回阀连接所述碱洗塔的碱液输入端，所述第二碱洗泵的输入端通过所述第二截止阀和所述第过滤器连接所述碱池的输出端；所述第一碱洗泵的输出端通过所述第一止回阀连接所述碱洗塔的碱液输入端，所述第一碱洗泵的输入端通过所述第一截止阀和所述过滤器连接所述碱池的输出端。在其中一个实施例中，所述第一吸收装置还包括第第三截止阀、第四截止阀和第一排液阀，所述第三截止阀的输入端连接所述第一止回阀和所述第二止回阀的输出端，所述第三截止阀法兰连接所述碱洗塔的碱液输入端；所述第四截止阀输出端连接所述碱池的输入端，所述第四截止阀的输入端法兰连接所述碱洗塔的碱液输出端，所述第一排液阀的输入端连接所述碱池，所述第一排液阀的输出端用于所述碱池的废液排出。在其中一个实施例中，所述第二吸收装置包括第一脱硫脱硝塔，所述第一脱硫脱硝塔的气源输入端连接所述碱洗塔的气源输出端，所述第一脱硫脱硝塔的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端。在其中一个实施例中，所述第二吸收装置还包括第二脱硫脱硝塔，所述第二脱硫脱硝塔的气源输入端连接所述第一脱硫脱硝塔的气源输出端，所述第二脱硫脱硝塔的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端。在其中一个实施例中，所述增压设备包括风机、第五截止阀和第三止回阀，所述第五截止阀的输入端用于连接所述膜法碳捕集装置的气源输出端，所述第五截止阀的输出端连接所述风机的气源输入端，所述风机的气源输出端连接所述第三止回阀的输入端，所述第三止回阀的输出端连接所述碱洗塔的气源输入端。在其中一个实施例中，所述成分监控设备包括分析仪、第一切断阀和第二切断阀，所述分析仪分别电连接所述第一切断阀和所述第二切断阀的电控输入端，所述分析仪的进气端连接所述预净化设备的气源输出端；所述第一切断阀和所述第二切断阀的气源输入端均连接所述预净化设备的气源输出端，所述第一切断阀的气源输出端用于连接所述排气烟囱，所述第二切断阀的气源输出端用于连接所述压缩提纯装置的气源输入端。在其中一个实施例中，还包括冷却器，所述冷却器的气源输入端连接所述第三止回阀的输出端，所述冷却器的气源输出端法兰连接所述碱洗塔的气源输入端。另一方面，还提供一种二氧化碳气源提纯系统，包括膜法碳捕集装置、压缩提纯装置和所述的二氧化碳气源预净化系统；所述增压设备的气源输入端连接所述膜法碳捕集装置的气源输出端，所述成分监控设备的第二气源输出端连接所述压缩提纯装置的气源输入端。在其中一个实施例中，还包括氨法碳捕集装置，所述氨法碳捕集装置的气源输出端连接所述压缩提纯装置的气源输入端。在其中一个实施例中，还包括第六截止阀和第四止回阀，所述第六截止阀的输入端连接所述氨法碳捕集装置的气源输出端，所述第六截止阀的输出端连接所述第四止回阀的输入端，所述第四止回阀的输出端连接所述压缩提纯装置的气源输入端。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：上述二氧化碳气源预净化系统，通过增压设备、预净化设备和成分监控设备的组合设计，同时结合了碱液洗涤与吸附两种技术，有效降低了膜法碳捕集装置输出的二氧化碳气源中的SO2以及NOx含量，有效的减轻了压缩提纯装置内脱除杂质的负荷，实现膜法碳捕集后二氧化碳气源向食品级二氧化碳的转变。附图说明图1为第一实施例中二氧化碳气源预净化系统的结构示意图；图2为第二实施例中二氧化碳气源预净化系统的结构示意图；图3为第三实施例中二氧化碳气源预净化系统的结构示意图；图4为第四实施例中二氧化碳气源预净化系统的结构示意图；图5为一个实施例中二氧化碳气源提纯系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合较佳实施例及附图对本专利技术的内容作进一步详细描述。目前，燃烧后的碳捕集以化学吸收法为主，如氨吸收法碳捕集，氨吸收法碳捕集后二氧化碳纯度一般为95％以上，其余成分为水蒸气，含有微量的其它气体杂质。在经过一系列的提纯处理后，可生产食品级的二氧化碳(食品添加剂液体二氧化碳国家标准G142910621，二氧化碳纯度要求达99.9％以上)。通过氨吸收法碳捕集后，提纯至食品级的二氧化碳的系统已经较为成熟。但由于化学吸收法成本与能耗偏高，大规模应用于二氧化碳排放稳定、集中且量大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，包括增压设备、预净化设备和成分监控设备；所述预净化设备的气源输入端连接所述增压设备的气源输出端，所述预净化设备的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端，所述增压设备的气源输入端用于连接膜法碳捕集装置的气源输出端，所述成分监控设备的第一气源输出端用于连接排气烟囱，所述成分监控设备的第二气源输出端用于连接压缩提纯装置的气源输入端。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，包括增压设备、预净化设备和成分监控设备；所述预净化设备的气源输入端连接所述增压设备的气源输出端，所述预净化设备的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端，所述增压设备的气源输入端用于连接膜法碳捕集装置的气源输出端，所述成分监控设备的第一气源输出端用于连接排气烟囱，所述成分监控设备的第二气源输出端用于连接压缩提纯装置的气源输入端。2.根据权利要求1所述的二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，所述预净化设备包括第一吸收装置和第二吸收装置，所述第一吸收装置的气源输出端连接所述第二吸收装置的气源输入端，所述第一吸收装置的气源输入端连接所述增压设备的输出端，所述第二吸收装置的气源输出端连接所述成分监控设备的气源输入端。3.根据权利要求2所述的二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，所述第一吸收装置包括碱洗塔、第一碱洗泵和碱池，所述碱洗塔的气源输入端连接所述增压设备的气源输出端，所述碱洗塔的气源输出端连接所述第二吸收装置的气源输入端；所述碱洗塔的碱液输入端连接所述第一碱洗泵的输出端，所述第一碱洗泵的输入端连接所述碱池的输出端，所述碱池的输入端连接所述碱洗塔的碱液输出端。4.根据权利要求3所述的二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，所述第一吸收装置还包括第二碱洗泵、第一止回阀、第二止回阀、第一截止阀、第二截止阀和过滤器，所述第二碱洗泵的输出端通过所述第二止回阀连接所述碱洗塔的碱液输入端，所述第二碱洗泵的输入端通过所述第二截止阀和所述过滤器连接所述碱池的输出端；所述第一碱洗泵的输出端通过所述第一止回阀连接所述碱洗塔的碱液输入端，所述第一碱洗泵的输入端通过所述第一截止阀和所述过滤器连接所述碱池的输出端。5.根据权利要求3或4所述的二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，所述第一吸收装置还包括第三截止阀、第四截止阀和第一排液阀，所述第三截止阀的输入端连接所述第一止回阀和所述第二止回阀的输出端，所述第三截止阀法兰连接所述碱洗塔的碱液输入端；所述第四截止阀输出端连接所述碱池的输入端，所述第四截止阀的输入端法兰连接所述碱洗塔的碱液输出端，所述第一排液阀的输入端连接所述碱池，所述第一排液阀的输出端用于所述碱池的废液排出。6.根据权利要求3所述的二氧化碳气源预净化系统，其特征在于，所述第二吸收装置包括第一脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉燕，罗海中，任利华，吴阿峰，梁希，李伟科，杨晖，邓广义，贾智刚，林海周，王峰，刘英伦，吕季平，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广东南方碳捕集与封存产业中心，华润电力海丰有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44