【技术实现步骤摘要】
二氧化碳捕集与纯化的方法及系统
[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕集
,具体而言,涉及一种二氧化碳捕集与纯化的方法及系统
。
技术介绍
[0002]CO2作为温室气体的主要成分,随着其排放量的不断增高而导致的全球变暖问题也逐步受到人们的关注
。CO2捕集技术可以降低
CO2排放量并有效降低大气中
CO2浓度,因而开发高效的
CO2捕集技术也逐步成为人们的研究热点
。
[0003]目前国内外各类碳捕集技术层出不穷,如碳工程公司
(Carbon Engineering
,
CE)
开发了以
KOH
和
Ca(OH)2为核心吸收溶液的空气直接捕集工艺
。
该工艺使用
KOH
吸收空气中的
CO2转化为
K2CO3溶液,随后使用
Ca(OH)2溶液进行
KOH
再生,再生过程中
Ca(OH)2溶液生成
CaCO3固体,高温煅烧后得到
CaO
,随后
CaO
再与
H2O
反应得到
Ca(OH)2溶液
。
上述过程使用性质稳定的无机碱为吸收剂,运行稳定且连续运行可大规模应用,但整个工艺流程较长,其中
CaCO3煅烧再生过程能耗较高且存在二次碳排放的问题
。
[0004]使用电解工艺对碳酸盐溶液进行电解,可实现碱液再生,并将捕集的 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种二氧化碳捕集与纯化的方法,包括二氧化碳捕集
、
电解及二氧化碳分离,其特征在于,所述二氧化碳捕集与纯化的方法包括:利用碱性溶液对目标组分进行所述二氧化碳捕集过程,获得含碳酸盐水溶液;使至少部分所述含碳酸盐水溶液与所述二氧化碳分离过程产生的含二氧化碳的粗氧混合,得到含碳酸氢盐水溶液和氧气,所述含二氧化碳的粗氧中二氧化碳的体积含量为
9.7
~
35.9vol
%;对所述含碳酸氢盐水溶液进行电解,得到阳极气和氢气及再生碱液;对所述阳极气进行所述二氧化碳分离步骤,得到液态二氧化碳和所述含二氧化碳的粗氧,其中,所述液态二氧化碳中二氧化碳的含量为
98.5
~
99.9999vol
%,所述粗氧中二氧化碳的含量占所述阳极气中二氧化碳含量的5~
40
%
。2.
根据权利要求1所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,所述二氧化碳分离过程在二氧化碳分离装置中进行,且操作压力为
10
~
60bar
,摩尔回流比为
(1.4
~
4):1
,塔顶气相采出物与进料的物质的量之比为
(0.25
~
0.45):1。3.
根据权利要求1或2所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,所述电解过程的温度为
50
~
200℃
,电解槽电压为
1.1
~
4V
,电流密度为
500
~
8000A/m2,所述含碳酸氢盐水溶液中,碳酸氢根的物质的量与碳酸根和碳酸氢根的总物质的量之比为
(0.1
~
1):1。4.
根据权利要求1所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,在进行所述二氧化碳分离过程之前,所述二氧化碳捕集与纯化的方法还包括对所述阳极气依次进行冷却
、
气液分离
、
压缩以及干燥除水的过程
。5.
根据权利要求4所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,经所述冷却过程后,所述阳极气的温度降至5~
50℃。6.
根据权利要求4所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,在进行所述压缩过程和所述分离过程之间,所述二氧化碳捕集与纯化的方法包括:将经过所述压缩过程的阳极气与所述粗氧进行换热
。7.
根据权利要求1所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,所述碱性溶液中氢氧根的浓度为
0.2
~
3mol/L
,所述含碳酸盐水溶液中碳酸根的浓度为
0.2
~
6mol/L
,氢氧根的浓度为0~
1.5mol/L
,
pH
为
10
~
14
;优选地,所述碱性溶液中氢氧根的浓度为
0.5
~
1.5mol/L
,所述含碳酸盐水溶液中碳酸根的浓度为
0.5
~
5.5mol/L
,氢氧根的浓度为0~
1mol/L
,
pH
为
12
~
14。8.
根据权利要求1所述的二氧化碳捕集与纯化的方法,其特征在于,所述二氧化碳捕集与纯化的方法还包括:将至少部分所述含碳酸盐水溶液和
/
或所述再生碱液返回至所述二氧化碳捕集过程进行再次利用
。9.
一种二氧化碳捕集与纯化的系统,其特征在于,所述二氧化碳捕集与纯化的系统包括:二氧化碳捕集装置
(100)
,所述二氧化碳捕集装置
(100)
设置有碱性溶液入口
(101)、
目标组分入口
(102)
和含碳酸盐水溶液排放口
(103)
;氧气提纯装置
(200)
,所述氧气提纯装置
(200)
设置有粗氧入口
(201)、
含碳酸盐水溶液入口
(202)、
含碳酸氢盐水溶液排放口
(203)
及氧气排放口
(204)
,所述含碳酸盐水溶液入口
(202)
技术研发人员:赵途,吕锡嘉,张浩,
申请(专利权)人:势加透博北京科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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