二氧化碳回收系统及其操作方法技术方案

在一个实施例中，二氧化碳回收系统包括被配置用于使包含二氧化碳的处理目标气体与吸收液相接触并且排出吸收了二氧化碳的吸收液的吸收塔。该系统还包括被配置用于使从吸收塔排出的吸收液散逸二氧化碳并且排出散逸了二氧化碳的吸收液的再生塔。该系统还包括被配置用于将处理目标气体引入到吸收塔内的处理目标气体管线，被配置用于将二氧化碳浓度高于处理目标气体中的二氧化碳浓度的第一气体引入到处理目标气体管线内的第一引入模块，和被配置用于将二氧化碳浓度低于处理目标气体中的二氧化碳浓度的第二气体引入到处理目标气体管线内的第二引入模块。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳回收系统及其操作方法
这里描述的实施例涉及二氧化碳回收系统及其操作方法。
技术介绍
近年来，作为全球变暖问题的有效措施，二氧化碳回收和存储（CCS）技术已受到关注。例如，对通过利用吸收液从热电站或铁工厂的燃烧锅炉等产生的过程排气（处理目标气体）中回收二氧化碳的二氧化碳回收系统进行研究。在这种二氧化碳回收系统中，当由于热电站或铁工厂的操作变化而产生锅炉的载荷变化或空气或燃料的供应量变化时，被供应的过程排气的二氧化碳浓度和气体流速快速变化。然而，传统的二氧化碳回收系统不能通过改变二氧化碳回收系统的过程条件来应对这些快速变化。因此，二氧化碳回收系统变得不稳定并且产生异常热量。另外，希望这种二氧化碳回收系统快速启动到额定工作点。然而，当二氧化碳回收系统的工作条件被设定为高效时，吸收液的循环流速很低并且每单位时间被投入到再沸器内的热量很少。因此，二氧化碳回收系统需要很长时间才能启动。此外，对于排放大量过程排气的厂站（plant）来说，二氧化碳回收系统盛装着大量吸收液。因此，吸收液在二氧化碳回收系统内的循环需要很长时间。因此，当二氧化碳回收系统的工作处于不稳定状态时，需要很长时间从不稳定状态变化到稳定状态。此外，当二氧化碳回收系统的工作条件连同燃烧锅炉载荷等的变化一起变化时，也需要很长时间才能将二氧化碳回收系统的运转从不稳定状态变化到稳定状态。附图说明图1是示意出第一实施例的二氧化碳回收系统的结构的示意图；图2是示意出第二实施例的二氧化碳回收系统的结构的示意图；图3是示意出第三实施例的二氧化碳回收系统的结构的示意图；图4是描述操作第三实施例的二氧化碳回收系统的方法的图示；以及图5是示意出第四实施例的二氧化碳回收系统的结构的示意图。具体实施方式现在将参考附图解释实施例。在一个实施例中，二氧化碳回收系统包括吸收塔，其被配置用于使包含二氧化碳的处理目标气体与用于吸收二氧化碳的吸收液接触，并且排出吸收了二氧化碳的吸收液和包含已经去除了二氧化碳的处理目标气体的吸收塔排气。该系统还包括再生塔，其被配置用于使从吸收塔排出的吸收液散逸二氧化碳，并且排出已经散逸了二氧化碳的吸收液和包含二氧化碳的再生塔排气。该系统还包括处理目标气体管线，其被配置用于将处理目标气体引入到吸收塔内。该系统还包括第一引入模块，其被配置用于将其二氧化碳浓度比处理目标气体高的第一气体引入到处理目标气体管线内。该系统还包括第二引入模块，其被配置用于将二氧化碳浓度比处理目标气体低的第二气体引入到处理目标气体管线内。（第一实施例）图1是示意出第一实施例的二氧化碳回收系统的结构的示意图。图1的二氧化碳回收系统包括吸收塔11、作为处理目标气体管线的例子的过程排气管线12、鼓风机13、富液泵14、再生热交换器15、再生塔16、再沸器17、贫液泵18和冷却器19。吸收塔11例如被构造成逆流型气液接触设备。吸收塔11从其下部分引入包含二氧化碳的过程排气1，并且从其上部分引入用于吸收二氧化碳的吸收液（贫液）2。然后，吸收塔11使过程排气1与吸收液2气液接触，从其下部分排出吸收了二氧化碳的吸收液（富液）2，并且从其上部分排出包含去除了二氧化碳的过程排气1的吸收塔排气3。本实施例的吸收塔11具有其中设置了一层或多层填料（filler）或托架（tray）以有效地进行气液接触的结构。过程排气1被通过过程排气管线12引入吸收塔11内。此时，过程排气1被过程排气管线12上的鼓风机13加压至任意压力。过程排气1是本公开的处理目标气体的例子。例如，过程排气1被从热电站或铁工厂供应。例如，吸收液2包括诸如一乙醇胺或二乙醇胺的胺基水溶液、碱性水溶液、离子溶液或其水溶液，但吸收液2不被限制于这些液体。从吸收塔11排出的吸收液2被富液泵14通过再生热交换器15传递至再生塔16。此时，从吸收塔11前往再生塔16的吸收液2在再生热交换器15内通过热交换而被加热。再生塔16加热被引入的吸收液2，从而使吸收液2的大部分二氧化碳与蒸汽一起散逸，并且从吸收液2中分离二氧化碳。再生塔16例如被构造成逆流型气液接触设备。再生塔16通过在再沸器17中产生的作为外部供热的高温蒸汽和吸收液2之间进行交换热来加热吸收液2。然后，再生塔16从其上部分排出包含所散逸的二氧化碳和蒸汽的再生塔排气4，并且从其下部分排出已经散逸了二氧化碳的吸收液（贫液）2。本实施例的再生塔16具有其中设置了一层或多层填料或托架以有效地进行气液接触的结构。从再生塔16排出的吸收液2被贫液泵18通过再生热交换器15和冷却器19返回到吸收塔11。此时，从再生塔16前往吸收塔11的吸收液2在再生热交换器15中通过热交换并且在冷却器19中通过冷却作用进行冷却。已经从再生塔16排出的再生塔排气4的随后处理过程依照使用目的而不同，但通常，该排气中的水分被通过冷却而凝缩并且被除去。之后，已经去除了水分的再生塔排气4依照使用目的被压缩泵转变为诸如超临界状态和液体状态的状态，并且通过储罐、卡车、管线和类似方法进行存储和运输。图1的二氧化碳回收系统还包括测量仪器21、控制器22、再生塔排气阀23、供气模块24和供气阀25。测量仪器21监测流经过程排气管线12的过程排气1的二氧化碳浓度或/或气体流速。在图1中，测量仪器21测量在鼓风机13和吸收塔11之间流动的过程排气1的二氧化碳浓度或/或气体流速。控制器22根据测量仪器21测量的值（二氧化碳浓度或/或气体流速）控制再生塔排气阀23的打开、供气模块24的动作和供气阀25的打开。例如，控制器22打开再生塔排气阀23，从而将来自再生塔16的再生塔排气4引入过程排气管线12内，并且能够将再生塔排气4混合到过程排气1内。此时，控制器22调节再生塔排气阀23的打开和打开时间（openperiod），并且因此能够控制被引入的再生塔排气4的量。再生塔排气阀23和再生塔16是本公开的第一引入模块的例子。另外，再生塔排气4是二氧化碳浓度比处理目标气体高的第一气体的例子。另外，控制器22打开供气阀25，从而将来自供气模块24的供应气体5引入过程排气管线12内，并且能够将供应气体5混合到过程排气1内。此时，控制器22调节供气阀25的打开和打开时间，并且因此能够控制被引入的供应气体5的量。供气阀25和供气模块24是本公开的第二引入模块的例子。另外，供应气体5是二氧化碳浓度比处理目标气体低的第二气体的例子。供应气体5例如是空气、惰性气体或通过混合空气与惰性气体而到的混合气体。惰性气体的例子包括氮气、氦气和氩气。（1）过程排气1的二氧化碳浓度和气体流速的控制随后，参考图1，下面描述过程排气1的二氧化碳浓度和气体流速的控制。过程排气1的二氧化碳浓度和气体流速依附于排出源的锅炉（boiler）的工作状态，但是如果锅炉在稳定状态下操作，则显示稳定行为（stablebehavior）。然而，如果锅炉的载荷有变化、被供应的空气的量和被供应的燃料的量有变化，以及吹灰（sootblow）有剧烈快速变化以及类似情况，过程排气1的二氧化碳浓度和气体流速快速升高或降低。传统的二氧化碳回收系统可以通过鼓风机的设置、调节阀的调节以及类似措施减少引入到系统的气体的量来应对气体流速的升高，但不能通过二氧化碳回收系统一方应对二氧化碳浓度的升高或降低或气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化碳回收系统，包括：吸收塔，其被配置用于使包含二氧化碳的处理目标气体与用于吸收二氧化碳的吸收液相接触，并且排出吸收了二氧化碳的吸收液和包含已经去除了二氧化碳的处理目标气体的吸收塔排气；再生塔，其被配置用于使从吸收塔排出的吸收液散逸二氧化碳，并且排出散逸了二氧化碳的吸收液和包含二氧化碳的再生塔排气；处理目标气体管线，其被配置用于将处理目标气体引入到吸收塔内；第一引入模块，其被配置用于将二氧化碳浓度高于处理目标气体中的二氧化碳浓度的第一气体引入到处理目标气体管线内；和第二引入模块，其被配置用于将二氧化碳浓度低于处理目标气体中的二氧化碳浓度的第二气体引入到处理目标气体管线内。

【技术特征摘要】
2013.04.09 JP 2013-081405;2013.11.29 JP 2013-247601.一种二氧化碳回收系统，包括：吸收塔，其被配置用于使包含二氧化碳的过程排气与用于吸收二氧化碳的吸收液相接触，并且排出吸收了二氧化碳的吸收液和包含已经去除了二氧化碳的过程排气的吸收塔排气；再生塔，其被配置用于使从吸收塔排出的吸收液散逸二氧化碳，并且排出散逸了二氧化碳的吸收液和包含二氧化碳的再生塔排气；再沸器，其被配置用于加热从再生塔排出的吸收液，并且将加热的吸收液返回到再生塔；过程排气管线，其被配置用于将过程排气引入到吸收塔内；吸收液管线，其被配置用于使吸收液在吸收塔和再生塔之间循环；温度计，其被配置用于测量吸收液或从吸收液产生的气体的温度；和热量控制器，其被配置用于基于由温度计测量的温度来控制每单位时间被投入到再沸器内的热量，并且被配置用于将所述系统启动时的热量控制到大于第一预设热量的第二预设热量，所述第一预设热量是再沸器的额定热量。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：比重计，其被配置用于测量吸收液的比重；和气体控制器，其被配置用于基于由比重计测量的比重来控制与过程排气一起被引入到过程排气管线内的气体的量，其中，所述气体控制器被配置为，当被测得的吸收液的比重低于预设比重时，将二氧化碳浓度高于过程排气中的二氧化碳浓度的气体引入到过程排气管线内，并且其中，所述气体控制器被配置为，当被测得的吸收液的比重高于预设比重时，将二氧化碳浓度低于过程排气中的二氧化碳浓度的气体引入到过程排气管线内。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述被引入到过程排气管线内的气体是吸收塔排气、再生塔排气、空气、惰性气体、或通过混合空气与惰性气体而得到的混合气体。4.根据权利要求1所述的系统，还包括：浓度计，其被配置用于测量吸收塔排气中的二氧化碳浓度；和气体控制器，其被配置用于基于由浓度计测量的二氧化碳浓度来控制与过程排气一起被引入到过程排气管线内的气体的量，其中，所述气体控制器被配置为，当被测得的吸收塔排气中的二氧化碳浓度低于预设浓度时，将二氧化碳浓度高于过程排气中的二氧化碳浓度的气体引入到过程排气管线内，并且其中，所述气体控制器被配置为，当被测得的吸收塔排气中的二氧化碳浓度高于预设浓度时，将二氧化碳浓度低于过程排气中的二氧化碳浓度的气体引入到过程排气管线内。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述被引入到过程排气管线内的气体是吸收塔排气、再生塔排气、空气、惰性气体、或通过混合空气与惰性气体而得到的混合气体。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：流量计，其被配置用于测量流经吸收液管线的吸收液的流速；和流速控制器，其被配置用于基于由流量计测量的流速来控制流经吸收液管线的吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇田津满，程塚正敏，北村英夫，齐藤聪，藤本治贵，千叶典子，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP