在一个实施例中，一种二氧化碳分离和捕获装置包括：吸收塔，其允许含二氧化碳的气体与吸收液体相接触并排出富液体；再生塔，其使吸收液体释放含有该二氧化碳的气体，并且排出贫液体；以及第一和第二再生热交换器，其使用贫液体来加热富液体。第一再生热交换器用来自第二再生热交换器的贫液体来加热富液体，并且排出成液相的富液体；以及第二再生热交换器用来自再生塔的贫液体来加热成液相的富液体。来自第一再生热交换器的贫液体和来自第二再生热交换器的富液体各自被供给到吸收塔和再生塔。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】在一个实施例中，一种二氧化碳分离和捕获装置包括：吸收塔，其允许含二氧化碳的气体与吸收液体相接触并排出富液体；再生塔，其使吸收液体释放含有该二氧化碳的气体，并且排出贫液体；以及第一和第二再生热交换器，其使用贫液体来加热富液体。第一再生热交换器用来自第二再生热交换器的贫液体来加热富液体，并且排出成液相的富液体；以及第二再生热交换器用来自再生塔的贫液体来加热成液相的富液体。来自第一再生热交换器的贫液体和来自第二再生热交换器的富液体各自被供给到吸收塔和再生塔。【专利说明】
这里所描述的一些实施例涉及二氧化碳分离和捕获装置以及操作该装置的方法。
技术实现思路
关于捕获二氧化碳，二氧化碳捕获和储存技术近来作为防止涉及在全球规模范围内的全球变暖问题的有效措施而受到关注。尤其地，与热电厂和工艺废气相关的、使用水溶液捕获二氧化碳的方法已经得到研究。例如，已经公开了一种二氧化碳捕获装置，该装置包括:吸收塔，其被构造成通过使吸收液体吸收含二氧化碳的气体来产生富液体；以及再生塔，其被构造成加热从吸收塔中所排出的富液体，从而释放二氧化碳和蒸汽，从蒸汽中分离出二氧化碳，以及使所产生的贫液体返回到吸收塔中。在这种二氧化碳捕获装置中，通过再生热交换器，使用热的贫液体对冷的富液体进行预热，以及该冷的富液体被供给到再生塔，因此释放二氧化碳所需要的能量总量减小了。 但是，由于富液体和贫液体以液相流过再生热交换器，在这些吸收液体之间的传热特性较差。当出于在再生塔处减小能量输入总量的目的，富液体的温度借助于再生热交换器被升高到接近再生塔的工作温度时，在富液体和贫液体之间的温度差在再生热交换器的出口附近变得较小。更加具体地说，把热量从贫液体传递到富液体中的驱动力在再生热交换器的出口附近变得较小。因此，需要较大的再生热交换器来保证较宽的加热区域。相反，当再生热交换器出口附近的富液体和贫液体之间的温度差较大时，再生塔处的富液体的温度升高变得更大，这提高了在再生塔处的能量输入总量。 为了解决这些问题，使用板式再生热交换器，这种热交换器紧凑并且具有较好的传热特性。还可以想到的是，把富液体侧的压力设定得较小、以从富液体中产生蒸汽(水蒸汽)和二氧化碳气体，同时它的温度朝向再生热交换器的出口被升高。在这种情况下，借助在蒸汽产生期间的蒸发潜热和在从富液体中产生二氧化碳气体期间的离解热量，可以从贫液体实现额外的热量回收。因此，即使在富液体的温度没有升高到接近再生塔的工作温度时，在再生塔处的能量输入总量也可以得到抑制。由于在富液体和贫液体之间的温度差不必形成得较小，因此再生热交换器内的加热区域的增大可以得到抑制。 但是，当板式再生热交换器内的富液体变成气体和液体的两相流时(在该两相流中液体和气体混合起来)，其在一些板之间的若干通道内的流动速度变得不均匀。当两相流中的气体成分的比例增大时，板式再生热交换器的传热平面被干燥。其结果是，再生热交换器的传热性能恶化和它的工作变得不稳定。另一方面，当富液体在再生热交换器处的温度上升较小、从而抑制了气体的产生时，来自贫液体的热量回收不充分，从而导致减小再生塔处的能量输入总量的效果变得较小。 【专利附图】【附图说明】 图1是第一实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图； 图2是第二实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图； 图3是第三实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图； 图4是第四实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图； 图5是第五实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图； 图6是第六实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图；以及 图7是第七实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图。 【具体实施方式】 现在参照附图来解释实施例。 在一个实施例中，二氧化碳分离和捕获装置包括:吸收塔，其中含二氧化碳的气体被引入到该吸收塔中，该吸收塔被构造来允许气体与用于吸收二氧化碳的吸收液体相接触，并且排出富液体(rich liquid)，该富液体是吸收了二氧化碳的吸收液体；再生塔，其被构造来加热吸收液体从而使吸收液体释放了含二氧化碳的气体，并且排出贫液体(leanliquid),该贫液体的溶解的二氧化碳浓度小于富液体中的溶解的二氧化碳浓度；以及第一和第二再生热交换器，其被构造成借助使用贫液体来加热富液体。第一再生热交换器是板式热交换器，通过使用从第二再生热交换器所排出的贫液体来加热从吸收塔中所排出的富液体，并且排出成液相的富液体。第二再生热交换器是壳管式热交换器，借助使用从再生塔中所排出的贫液体来加热从第一再生热交换器中所排出的成液相的富液体，以及使富液体产生蒸汽并且释放二氧化碳气体。从第一再生热交换器中所排出的贫液体被供给到吸收塔，以及从第二再生热交换器中所排出的富液体、蒸汽和二氧化碳气体被供给到再生塔。 (第一实施例) 图1是第一实施例的二氧化碳分离和捕获装置的示意结构图。如图1所示那样，二氧化碳分离和捕获装置包括:吸收塔1、板式第一再生热交换器5、壳管式第二再生热交换器21、再生塔6、再沸器8、贫液体箱11和贫液体冷却器13。 来自热电厂或者类似地方的燃烧废气3通过燃烧废气供给入口(未示出)引入到吸收塔I的下部中。在吸收塔I中，燃烧废气3与吸收液体相接触，以及燃烧废气3中的二氧化碳在吸收液体中被吸收。吸收液体从吸收塔I的上部被引入，通过填料床2，并且在吸收塔I中向下流动，该填料床2填充有填料以提高气-液接触的效率。例如，胺化合物和水的混合物可以用作吸收液体。 燃烧废气3中的大部分二氧化碳在吸收液体内被吸收，并且其二氧化碳含量被减小的废气从吸收塔I顶部中被排出。借助吸收塔回流冷凝器14将从吸收塔I中所排出的废气冷却，以把水分冷凝成小水滴，并且通过气-液分离器15将它们从气体中分离。二氧化碳已释放后的气体16被排出到外部。由于由气-液分离器15所分离出的冷凝水含有吸收液体成分，因此它被返回到吸收塔I。 在吸收塔I的底部中收集富液体，该富液体是已经吸收过二氧化碳的吸收液体。收集在吸收塔I的底部中的富液体从吸收塔I的底部被富液体输送泵4排出，并且通过第一再生热交换器5和第二再生热交换器21。在第一再生热交换器5和第二再生热交换器21处，用从再生塔6底部所排出的、热的贫液体来加热富液体。加热过的富液体被供给到再生塔6。 供给到再生塔6中的富液体通过填料床7 (该填料床填充有填料以提高气-液接触的效率)，该富液体在再生塔6中向下流动，并且收集在再生塔6的底部中。收集在再生塔6底部内的吸收液体被部分地从再生塔6的底部排出，而其他部分在再生塔6和再沸器8之间循环。在再沸器8处用加热介质9来加热吸收液体，以及该吸收液体产生了蒸汽并且释放二氧化碳气体。这些气体和吸收液体返回到再生塔6中，并且只有这些气体随着它们的上升而通过填料床7。它们加热向下流动的吸收液体。其结果是，二氧化碳气体和蒸汽从被供给到再生塔6中的富液体中被释放出来，以及贫液体(其是已经释放过二氧化碳气体的吸收液体)被收集在再生塔6的底部中。 废气含有从吸收液体释放出的二氧化碳气体和蒸汽，并且从再生塔6的顶部中被排出。借助再生塔回流冷凝器17来冷却从再生塔6中所排出的废气，以把水分冷凝成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氧化碳分离和捕获装置，其包括：吸收塔，含二氧化碳的气体被引入到该吸收塔中，其中该吸收塔被构造成：允许气体与用于吸收二氧化碳的吸收液体相接触，以及排出富液体，该富液体是已经吸收了二氧化碳的吸收液体；再生塔，其被构造成：加热吸收液体，以使吸收液体释放含有该二氧化碳的气体，并且排出贫液体，该贫液体的溶解的二氧化碳浓度低于在富液体中溶解的二氧化碳浓度；以及第一和第二再生热交换器，其被构造成通过使用贫液体来加热富液体；其中，第一再生热交换器是板式热交换器，通过使用从第二再生热交换器排出的贫液体来加热从吸收塔中排出的富液体，以及排出成液相的富液体；第二再生热交换器是壳管式热交换器，通过使用从再生塔中排出的贫液体来加热从第一再生热交换器排出的成液相的富液体，以及使富液体产生蒸汽和释放二氧化碳气体；从第一再生热交换器排出的贫液体被供给到吸收塔；以及从第二再生热交换器排出的富液体、蒸汽和二氧化碳气体被供给到再生塔。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大桥幸夫，小川斗，北村英夫，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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