一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收‑再生器制造技术

一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收‑再生器，包括烟气CO

Suitable for continuous trapping carbon dioxide in flue gas absorption regenerator

Suitable for continuous trapping carbon dioxide in flue gas absorption regenerator flue gas CO

【技术实现步骤摘要】
一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器
本专利技术涉及环保装备
，尤其涉及一种适应于CCS技术中燃烧后CO2捕集法采用水合物法连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器。
技术介绍
气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一，而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因，我国作为世界上最大的发展中国家，以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构，随着经济总量的迅速增长，一次能源和二次能源的CO2排放具有增长快、总量大的特点。而当前碳减排和应对气候变化的CCS或CCUS技术的高投资、高捕集成本的运营经济性成为了推广应用的严重障碍，现有的CCS或CCUS技术的研究及示范应用主要集中在必须分离去除高浓度CO2的煤化工、合成气与煤电领域，而煤电领域集中在以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术的应用中。由于目前最大的CO2排放点源主要是以煤为原料的电厂，在CO2捕集
或CCS技术方面将CO2的捕获技术方法及系统称之为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集。（1）燃烧前捕集：主要是以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术为基础，先将煤气化，得到CO和H2，再经过水蒸气变换，CO转为CO2，然后通过分离或CO2捕获技术，分别得到高浓度的H2和CO2，H2可以燃烧发电或作为无碳能源输出。IGCC技术中实施CO2的捕集将使能源消耗增加10～40%，吨CO2捕集成本达20～50美元，其中CO2捕集液再生能源约占60%。（2）燃烧中捕集：又称富氧燃烧捕集技术，先经利用空分系统，将空气中所含大量的氮气除去，得到高纯度的O2，然后将高浓度O2引入燃烧系统，利于CO2的进一步捕获和处理，或以纯氧作为助燃剂，同时在燃烧过程中对锅炉内加压，使得燃烧后烟气中的主要成分为CO2和水，分离水后，这样烟气中高浓度的CO2气体可以直接进行压缩捕捉。富氧燃烧捕集技术除投资高、运行成本高外，增加能源消耗20～50%，吨CO2捕集成本达50～90美元。（3）燃烧后捕集：指直接对电厂燃烧后的烟气实施CO2的分离和捕集，捕集装置位于电厂烟气排放下游，可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等等。由于电厂排放的CO2浓度低、压力小，现有的CO2捕集技术与装备导致能耗、成本远较燃烧前捕集和富氧燃烧捕集成本大。上述的燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集装置客观上都为间隙性捕集装置，亦不能适应工业窑炉烟气要求的连续排放和连续脱碳状况。在CO2捕集的新兴技术研究中，水合物法捕集CO2方法在煤电、煤化工行业CO2的捕集研究成果引起了关注。至今，水合物法捕集CO2采用的方法为间隙式工艺流程，基本步骤包括（1）在密闭的高压反应釜CO2吸收容器中低温（-3℃～5℃）、加压（1.5～4.5MPa）、长时间（0.5～5h）反应生成水合物，（2）釆用离心法分离出水合物，（3）将分离出的水合物移至再生器中加热分解释放出CO2。该方法在成本上有相对的优势，但流程与系统装备仍比较复杂，需高压、低温和长的反应时间，且不能连续运行。而在世界范围内的水泥生产领域虽有强调水泥企业的低碳减排问题，因是更难处理的燃烧后烟气，至今尚未见任何具体的水泥厂烟气二氧化碳捕集、封闭和应用的研究或实践报道。因此，为解决普及的工业窑炉烟气的CO2捕集问题，需要开发一种适应于燃烧后烟气中CO2连续式捕集，尤其是采用水合物法连续式、高效率捕集的装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种CO2捕集效率高，可对燃烧后烟气中的CO2进行连续捕集的装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，包括烟气CO2连续吸收再生单元，烟气CO2连续吸收再生单元由连续式CO2吸收塔、CO2再生塔、冷/热交换装置串联构成；连续式CO2吸收塔和连续式CO2再生塔通过冷/热交换装置相连通。所述连续式CO2吸收塔含壳体，壳体内从上至下依次设置有吸收塔气液分离装置、至少一级雾化喷液装置、至少一级丝网捕获床装置、冷却装置、进布气与排液装置的CO2水合物盛装室。进一步，所述雾化喷液装置的级数和丝网捕获床装置的级数相等，每一级雾化喷液装置对应一级丝网捕获床装置。雾化喷液装置和丝网捕获床装置在壳体内交错布置。当雾化喷液装置的级数和丝网捕获床装置的级数均为一级时，即第一级雾化喷液装置、第一级丝网捕获床装置，第一级雾化喷液装置设于第一级丝网捕获床装置上方。当雾化喷液装置的级数和丝网捕获床装置的级数均为二级时，第一级雾化喷液装置、第一级丝网捕获床装置、第二级雾化喷液装置、第二级丝网捕获床装置在壳体内从上至下依次布置。进一步，连续式CO2吸收塔的壳体上部接有富N2气体排出管道，富N2气体排出管道上串接有排气阀和减压阀。富N2气体排出管道上、排气阀和减压阀共同构成富N2气流排出装置。富N2气排出管道上还装有CO2在线检测仪。富N2气体通过排气阀及减压阀排出。连续式CO2吸收塔的壳体上部还安装有温压感应器。进一步，所述进布气与排液装置包括设置于壳体内的CO2水合物盛装室，还包括增压泵、富液储罐、富液泵、进气管道、CO2水合物排出管道、设于进气管道上的管道阀和设于CO2水合物排出管道上的管道阀，增压泵通过进气管道与CO2水合物盛装室连通，CO2水合物盛装室通过CO2水合物排出管道与富液储罐连通，进气管道和CO2水合物排出管道上均设有管道阀。富液储罐通过富液泵与冷/热交换装置的富液管道相连。CO2水合物盛装室内装有捕集剂。捕集剂可选用水合剂，如可选用含氨基酸盐、烷基溴化铵及表面活性剂等复合物的高效型CO2水合剂，优选湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司开发的ZC-C2型水合剂。进一步，各级雾化喷液装置结构相同，每级雾化喷液装置包含级环形管道和布置在环形管道上的多个雾化喷嘴。当雾化喷液装置的级数为一级时，即仅设置第一级雾化喷液装置时，壳体外设有捕集剂进液管道，捕集剂进液管道的入口端与冷/热交换装置相连，捕集剂进液管道的出口端设有管道阀，第一级雾化喷液装置的入口端与捕集剂进液管道的出口端相连。当雾化喷液装置的级数为两级以上时，壳体外设有捕集剂进液管道，捕集剂进液管道上设有分配阀,捕集剂进液管道的入口端与冷/热交换装置相连。捕集剂进液管道设有至少两个出口端，捕集剂进液管道的出口端的个数与雾化喷液装置的级数相同，捕集剂进液管道的每个出口端分别设有不同的管道阀，各级雾化喷液装置分别通过不同的管道阀与分配阀相连。进一步，各级丝网捕获床装置结构相同，每级丝网捕获床装置均包含支撑架、水平丝网、垂直或斜置丝网，水平丝网固定于支撑架上，水平丝网设于垂直或斜置丝网端部。由水平和垂直或斜置丝网构成的空间控制向下的液态捕集剂和向上的烟气流的交互运行轨迹，有利于大幅提高反应效率，强化烟气流中CO2的捕集。进一步，所述冷却装置设有蓄能流体进口和蓄能流体出口，冷却装置的蓄能流体进口与设于壳体外的吸收塔蓄能流体输入管道（用于输入冷能流）连通，吸收塔蓄能流体输入管道上安装有管道阀；冷却装置的蓄能流体出口与壳体外的吸收塔蓄能流体排出管道（用于输出冷能流）连通，吸收塔蓄能流体排出管道上亦安装有管道阀。冷能流经设于壳体外的吸收塔蓄能流体输入管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收‑再生器，其特征在于，包括烟气CO

【技术特征摘要】
1.一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，其特征在于，包括烟气CO2连续吸收再生单元，烟气CO2连续吸收再生单元由连续式CO2吸收塔、连续式CO2再生塔、冷/热交换装置串联构成；连续式CO2吸收塔和连续式CO2再生塔通过冷/热交换装置相连通。2.根据权利要求1所述的适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，其特征在于，所述连续式CO2吸收塔含壳体，壳体内从上至下依次设置有吸收塔气液分离装置、至少一级雾化喷液装置、至少一级丝网捕获床装置、冷却装置、进布气与排液装置的CO2水合物盛装室。3.根据权利要求2所述的适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，其特征在于，所述雾化喷液装置的级数和丝网捕获床装置的级数相等，每一级雾化喷液装置对应一级丝网捕获床装置；雾化喷液装置和丝网捕获床装置在壳体内交错布置；各级雾化喷液装置结构相同，每级雾化喷液装置包含级环形管道和布置在环形管道上的多个雾化喷嘴；各级丝网捕获床装置结构相同，每级丝网捕获床装置均包含支撑架、水平丝网、垂直/斜置丝网，水平丝网固定于支撑架上，水平丝网设于垂直/斜置丝网端部；所述冷却装置设有蓄能流体进口和蓄能流体出口，冷却装置的蓄能流体进口与设于壳体外的吸收塔蓄能流体输入管道连通，吸收塔蓄能流体输入管道上安装有管道阀；冷却装置的蓄能流体出口与壳体外的吸收塔蓄能流体排出管道连通，吸收塔蓄能流体排出管道上亦安装有管道阀。4.根据权利要求1或2所述的适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，其特征在于，连续式CO2吸收塔的壳体上部接有富N2气体排出管道，富N2气体排出管道上串接有排气阀和减压阀；富N2气体排出管道、排气阀和减压阀共同构成富N2气流排出装置；连续式CO2吸收塔的壳体上部还安装有温压感应器。5.根据权利要求1或2所述的适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器，其特征在于，所述进布气与排液装置包括设置于壳体内的CO2水合物盛装室，还包括增压泵、富液储罐、富液泵、进气管道、CO2水合物排出管道、设于进气管道上的管道阀和设于CO2水合物排出管道上的管道阀，增压泵通过进气管道与CO2水合物盛装室连通，CO2水合物盛装室通过CO2水合物排出管道与富液储罐连通，进气管道和CO2水合物排出管道上均设有管道阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43