烟气中CO制造技术

本发明专利技术提供了一种烟气中CO

CO in flue gas

【技术实现步骤摘要】
烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的方法及系统
本专利技术涉及一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的方法及系统，属于钢铁厂烟气净化

技术介绍
温室气体(主要为二氧化碳)的排放通常被认为是导致全球变暖的一大原因。中美两国温室气体排放量占全球总排放量约40％，2015年底在法国巴黎举行的联合国气候变化大会为2020年后全球应对气候变化行动做出安排，主要体现为在全球控制温升长期目标下的各国自愿合作行动。协定中确定把未来全球温升控制在工业革命前水平的2℃以下，并努力控制在1.5℃以下。为此，全球温室气体排放必须尽快达到峰值，到本世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与汇的清除之间的平衡，即实现温室气体的净零排放。而实现这一目标则以各自制定国家自主决定贡献(INDC)目标和行动计划为基础。协定区分了发达国家和发展中国家不同的责任和义务，并将该原则体现在减缓、适应、资金、技术、能力建设和透明度等各个要素之中。在减缓问题上，协定明确要求发达国家应当继续带头，努力实现全经济绝对减排目标，而发展中国家则应当继续加强其减排努力，鼓励其根据不同国情，逐渐实现全经济绝对减排目标。《巴黎协定》对各国的产业结构调整有着不同程度的指标性、引领性的意义。中国作为一个能源消费大国，这份协定尤为重要。它有严格的规定也有积极的鼓励，这意味着将来会出现新的商机，也意味着有些火热的产业将被取代。中国在公约中作的贡献与承诺，也是国内企业刚性的指标和制约，既有产业阵痛，也有市场商机。最重要的是，在产业转型中将会出现大量技术创新和进步，还有新的商业模式。当前我国新常态下经济转型升级、产业提质增效，有利于应对气候变化目标和行动的实施。近期加大产业结构调整，钢铁、水泥等高耗能原材料产品将达峰值，煤炭消费量也将达到峰值，单位GDP能源强度仍将保持较快下降的趋势。钢铁厂碳排放主要以二氧化碳为主，因此如何从烟气中捕集二氧化碳并加以封存和利用是应对钢铁厂碳排放过量的思路和方法。烟道气中的二氧化碳浓度如下所示：工业炉窑约为15％-25％；燃煤锅炉约为10％-15％；整体气化联合循环燃烧技术(IGCC)约为85％-90％；燃油锅炉约为6％-10％；燃气锅炉约为5％-8％；每年的钢厂烟气排放量如下所示：2017年中国的铁钢比为0.854；世界平均为0.7014，扣除中国后为0.5504，美国为0.2735，德国为0.6526，法国为0.6886。铁钢比降低0.1，吨钢综合能耗降低约50kgce/t。我国铁钢比高，是我国能耗高、CO2排放多的主要原因。2017年我国重点统计钢铁企业产铁62151.42万吨，占全国铁产量的87.95％；高炉平均燃料比为544.04kg/t，炼铁工序平均能耗为390.63kgce/t，部分企业的(宝钢、首钢京唐、武钢等)燃料比和炼铁工序能耗指标已达到国际先进水平。炼铁工序能耗占联合企业总能耗的50％，碳素消耗占联合企业总消耗的85％以上。CO2主要是由碳素燃烧产生的。由此可见，我国特大型炼铁企业的CO2排放接近国际先进水平。经研究计算，我国特大型钢铁企业的吨钢CO2排放系数在1.7左右。但是由于目前国内钢铁厂没有碳捕集，所以钢铁厂的碳捕集碳应用潜力非常大。目前，除宝钢以外几乎所有钢铁企业对含尘烟气，含硫烟气和氮氧化物烟气有针对性的除尘、脱硫、脱硝工程，但是绝大部分钢铁企业碳排放仍然处在无组织直排阶段。目前，宝钢计划引进一套新西兰微生物制乙醇项目作为碳应用的示范项目。该种微生物由新西兰郎泽公司开发并申请有专利，用于将一氧化碳转化为生物燃料。而一氧化碳目前在钢铁厂是作为有效燃料使用，用此种方法作为碳捕集方案成本较高。因此，对于应对未来严峻的碳排放指标，国内仍然没有切实可行且经济性较好的碳捕集或者碳应用工程。综上，提供一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG(液化天然气)减压循环的方法及系统已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的系统。为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的方法，其中，所述方法包括：(1)原烟气于二氧化碳解析模块中与富二氧化碳的二氧化碳捕集液换热，所述富二氧化碳的二氧化碳捕集液吸热后解析出二氧化碳并得到贫二氧化碳的二氧化碳捕集液；其中，所述二氧化碳捕集液为于第一预设温度下能吸收原烟气中的二氧化碳、并于第二预设温度下能将吸收的二氧化碳解析的液体；(2)步骤(1)解析出的二氧化碳于已进行LNG气化的第一间冷装置中精制，得到干冰；(3)步骤(2)LNG气化后得到的压缩天然气(CNG)于第二间冷装置中进一步减压降温，再使步骤(1)中所述贫二氧化碳的二氧化碳捕集液于已进行压缩天然气减压降温后的第二间冷装置中冷却；(4)步骤(1)中换热后的原烟气与步骤(3)中冷却后的贫二氧化碳的二氧化碳捕集液于二氧化碳捕集模块中混合，所述冷却后的贫二氧化碳的二氧化碳捕集液吸收二氧化碳后得到富二氧化碳的二氧化碳捕集液及脱碳烟气。优选地，以上所述的方法还包括：将步骤(4)中所得富二氧化碳的二氧化碳捕集液循环至步骤(1)，用于与原烟气换热。在本专利技术较为优选的实施方式中，所述二氧化碳捕集液为于第一预设温度下能吸收原烟气中的二氧化碳、并于第二预设温度下能将吸收的二氧化碳解析的液体，且所述第一预设温度小于第二预设温度；此时，所述二氧化碳捕集液可选自如下所述MDEA等胺液。在以上所述的方法中，优选地，所述二氧化碳捕集液包括MDEA(N-甲基二乙醇胺)、MEA(乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、DIPA(二异丙醇胺)、羧基和/或羰基改性的MDEA、羧基和/或羰基改性的MEA、羧基和/或羰基改性的DEA、羧基和/或羰基改性的DIPA中的一种或几种的组合。在以上所述的方法中，MEA比MDEA便宜，而且易得，但其性能不如MDEA稳定，沸点较MDEA低，所以其适用范围较MDEA窄，对于工况稳定且烟气温度较低的系统，比如焦炉烟气，可以采用MEA作为二氧化碳捕集液，此时经济性更好。其中，采用耐高温官能团(如羧基或羰基)改性后的MDEA、MEA、DEA、DIPA的沸点较高，再将该些沸点较高的物质用作二氧化碳捕集液可进一步提高工艺的高温范围(如可以使用更高温度范围的原烟气)，进而可以提高二氧化碳捕集效率；并且本专利技术对羧基和/或羰基于MDEA、MEA、DEA、DIPA中的改性位置以及羧基和/或羰基的数量均不作具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理设置改性位置以及改性官能团的数量，只要保证可以实现本专利技术的目的即可。在以上所述的方法中，为了改善二氧化碳捕集液吸收二氧化碳的能力，还可以向所述二氧化碳捕集液中添加含氮物质活性组分，如哌嗪；进而可以提升本专利技术所述方法的应用范围和适应性。...

【技术保护点】
1.一种烟气中CO

【技术特征摘要】
1.一种烟气中CO2捕集利用耦合LNG减压循环的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)原烟气于二氧化碳解析模块中与富二氧化碳的二氧化碳捕集液换热，所述富二氧化碳的二氧化碳捕集液吸热后解析出二氧化碳并得到贫二氧化碳的二氧化碳捕集液；其中，所述二氧化碳捕集液为于第一预设温度下能吸收原烟气中的二氧化碳、并于第二预设温度下能将吸收的二氧化碳解析的液体；
(2)步骤(1)解析出的二氧化碳于已进行LNG气化的第一间冷装置中精制，得到干冰；
(3)步骤(2)LNG气化后得到的压缩天然气于第二间冷装置中进一步减压降温，再使步骤(1)中所述贫二氧化碳的二氧化碳捕集液于已进行压缩天然气减压降温后的第二间冷装置中冷却；
(4)步骤(1)中换热后的原烟气与步骤(3)中冷却后的贫二氧化碳的二氧化碳捕集液于二氧化碳捕集模块中混合，所述冷却后的贫二氧化碳的二氧化碳捕集液吸收二氧化碳后得到富二氧化碳的二氧化碳捕集液及脱碳烟气。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将步骤(4)中所得富二氧化碳的二氧化碳捕集液循环至步骤(1)，用于与原烟气换热。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳捕集液包括MDEA、MEA、DEA、DIPA、羧基和/或羰基改性的MDEA、羧基和/或羰基改性的MEA、羧基和/或羰基改性的DEA、羧基和/或羰基改性的DIPA中的一种或几种的组合。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述富二氧化碳的二氧化碳捕集液中二氧化碳的质量浓度范围为4％-6％，所述贫二氧化碳的二氧化碳捕集液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，吴晨江，董艳苹，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11