烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置。该装置包括第一CO

Combined recovery device of carbon dioxide, nitrogen and oxygen in flue gas

【技术实现步骤摘要】
烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置
本技术涉及烟气处理
，具体而言，涉及一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置。
技术介绍
全球变暖是目前世界上主要的环境问题之一，在导致气候变化的各种温室气体中，二氧化碳(CO2)对地球升温影响最大，控制CO2排放已成为应对气候变暖的重要技术路线之一。燃烧烟气中CO2排放具有浓度低、稳定、集中和量大等特点，是大规模减排CO2的最佳领域之一。同时，烟气中还包含大量浓度在70％左右的氮气(N2)和浓度在8％的氧气(O2)，浓度低于空气中氮气和氧气的浓度，因此难以利用。高纯度的CO2是一种重要的工业气体，分离捕集的CO2不仅可以注入石油和天然气田，提高油气采收率，也可以广泛用于合成有机化合物、制造碳酸饮料等，实现资源化利用。烟气中的CO2分离捕集技术应用前景广阔，具有显著的环保效益、经济效益和社会效益。因此，分离捕集CO2技术是关系到燃煤电厂温室气体减排的重要技术。目前CO2的捕集回收方法中，膜分离法是较为有效的方法之一。膜分离法的主要原理是两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率有差异。其中渗透速率相对快的气体，如二氧化碳、水蒸气、氢气、氦气、硫化氢等能够优先通过渗透膜而被富集；而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳等气体则在膜的滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。与其他方法相比，膜分离捕集CO2具有无化学反应、不会产生污染物，设备结构紧凑、占地面积小，开动灵活、维护及运行方便等优点。然而，由于烟气中的氮气和氧气含量较高，而且氧气和氮气在膜中的相对渗透速率差异较小，导致了膜分离法处理烟气时仍旧存在残留的CO2多的问题，这也导致了CO2富集程度低，且氮气和氧气难分离、资源浪费多的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，以解决现有技术中利用膜分离法处理烟气时，CO2富集程度低、氮气和氧气难分离的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，其包括：第一CO2膜分离单元，设置有烟气进口、第一二氧化碳富集气出口及第一高压非渗透气出口；N2变压吸附分离单元，设置有第一高压非渗透气进口、氮气富集气出口和氮气脱除气出口，第一高压非渗透气进口与第一高压非渗透气出口相连；以及第二CO2膜分离单元，设置有氮气脱除气进口、第二二氧化碳富集气出口及氧气富集气出口，氮气脱除气进口与氮气脱除气出口相连。进一步地，装置还包括第三CO2膜分离单元，第三CO2膜分离单元设置有第一二氧化碳富集气进口和CO2产品气出口，第一二氧化碳富集气进口和第一二氧化碳富集气出口相连。进一步地，第三CO2膜分离单元还设置有第二高压非渗透气出口，第一高压非渗透气进口与第一高压非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，第二高压非渗透气出口与非渗透气输送管路相连。进一步地，第一二氧化碳富集气进口和第一二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，第二二氧化碳富集气出口与二氧化碳富集气输送管路相连。进一步地，装置还包括第一压缩单元，第一压缩单元设置在烟气进口所在的进气管路上，用于对烟气进行压缩。进一步地，装置还包括第一烟气处理单元，第一烟气处理单元设置在第一压缩单元和烟气进口相连的管路上，用于去除压缩后的烟气中的固体杂质和液体杂质。进一步地，第一烟气处理单元包括串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。进一步地，装置还包括第二压缩单元，第二压缩单元设置在二氧化碳富集气输送管路上，且第二二氧化碳富集气出口连接在第二压缩单元上游的二氧化碳富集气输送管路上，第二压缩单元用于对第一二氧化碳富集气出口和第二二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。进一步地，装置还包括第二烟气处理单元，第二烟气处理单元设置在第二压缩单元和第一二氧化碳富集气进口之间的二氧化碳富集气输送管路上，第二烟气处理单元用于去除压缩后的二氧化碳富集气中的水分。进一步地，第二烟气处理单元包括串联设置的第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器，或者，第二烟气处理单元为脱水装置。进一步地，第二二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气支管和二氧化碳富集气输送管路相连；装置还包括第三压缩单元，第三压缩单元设置在二氧化碳富集气支管上。进一步地，装置还包括第三烟气处理单元，第三烟气处理单元设置在氮气脱除气进口与氮气脱除气出口相连的管路上，用于去除氮气脱除气出口排出的氮气脱除气中的水分。进一步地，第三烟气处理单元包括串联设置的第三冷却机、第三除雾器及第三过滤器，或者，第三烟气处理单元为脱水装置。本技术提供了一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，其包括第一CO2膜分离单元、N2变压吸附分离单元及第二CO2膜分离单元，第一CO2膜分离单元设置有烟气进口、第一二氧化碳富集气出口及第一高压非渗透气出口；N2变压吸附分离单元设置有第一高压非渗透气进口、氮气富集气出口和氮气脱除气出口，第一高压非渗透气进口与第一高压非渗透气出口相连；第二CO2膜分离单元设置有氮气脱除气进口、第二二氧化碳富集气出口及氧气富集气出口，所述氮气脱除气进口与所述氮气脱除气出口相连。利用上述装置处理烟气，二氧化碳的富集程度较高，且能够同时分离烟气中的氮气和氧气，同时实现烟气中二氧化碳、氮气和氧气的资源化回收。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的一种实施例的烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一CO2膜分离单元；20、N2变压吸附分离单元；30、第二CO2膜分离单元；40、第三CO2膜分离单元；50、第一压缩单元；60、第一烟气处理单元；70、第二压缩单元；80、第二烟气处理单元；90、第三压缩单元；100、第三烟气处理单元。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中利用膜分离法处理烟气时，存在CO2富集程度低、氮气和氧气难分离的问题。为了解决上述问题，本技术提供了一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，如图1所示，其包括第一CO2膜分离单元10、N2变压吸附分离单元20及第二CO2膜分离单元30，第一CO2膜分离单元10设置有烟气进口、第一二氧化碳富集气出口及第一高压非渗透气出口；N2变压吸附分离单元20设置有第一高压非渗透气进口、氮气富集气出口和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，其特征在于，包括：/n第一CO

【技术特征摘要】
1.一种烟气中二氧化碳、氮气和氧气的联合回收装置，其特征在于，包括：
第一CO2膜分离单元(10)，设置有烟气进口、第一二氧化碳富集气出口及第一高压非渗透气出口；
N2变压吸附分离单元(20)，设置有第一高压非渗透气进口、氮气富集气出口和氮气脱除气出口，所述第一高压非渗透气进口与所述第一高压非渗透气出口相连；以及
第二CO2膜分离单元(30)，设置有氮气脱除气进口、第二二氧化碳富集气出口及氧气富集气出口，所述氮气脱除气进口与所述氮气脱除气出口相连。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三CO2膜分离单元(40)，所述第三CO2膜分离单元(40)设置有第一二氧化碳富集气进口和CO2产品气出口，所述第一二氧化碳富集气进口和所述第一二氧化碳富集气出口相连。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第三CO2膜分离单元(40)还设置有第二高压非渗透气出口，所述第一高压非渗透气进口与所述第一高压非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，所述第二高压非渗透气出口与所述非渗透气输送管路相连。


4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一二氧化碳富集气进口和所述第一二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，所述第二二氧化碳富集气出口与所述二氧化碳富集气输送管路相连。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一压缩单元(50)，所述第一压缩单元(50)设置在所述烟气进口所在的进气管路上，用于对烟气进行压缩。


6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一烟气处理单元(60)，所述第一烟气处理单元(60)设置在所述第一压缩单元(50)和所述烟气进口相连的管路上，用于去除压缩后的所述烟气中的固体杂质和液体杂质。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林千果，
申请(专利权)人：林千果，
类型：新型
国别省市：北京;11