一种节能型二氧化碳捕集系统技术方案

本实用新型专利技术公开的一种节能型二氧化碳捕集系统，属于烟气净化技术领域。通过设置闪蒸罐，使富液在进入再生塔前先进行部分再生，将二氧化碳分离排出后进入再生塔，降低了再生塔的热负荷，能够使再生塔保持在较高的温度，与常规化学吸收法进行二氧化碳捕集的系统相比，可大幅度降低再生能量消耗、降低再生塔的尺寸。另外，将再生塔上段回流罐的部分冷凝液通过循环洗涤水管道送入吸收塔洗涤装置重新利用，可使除盐水的消耗大幅减少，洗涤的目的是防止吸收剂蒸汽扩散。设计合理、节能环保，并能够显著降低设备制造和系统维护的成本。

An energy-saving carbon dioxide capture system

【技术实现步骤摘要】
一种节能型二氧化碳捕集系统
本技术属于烟气净化
，具体涉及一种节能型二氧化碳捕集系统。
技术介绍
近年来，通过二氧化碳的捕集和封存CCS实现温室气体减排的技术路线成为世界应对气候变化的重要举措之一。为实现这一目标，国内外相继开发了诸如化学吸收、吸附、膜分离、深冷等各种方法进行二氧化碳的捕集。其中，利用吸收剂脱除诸如燃煤发电厂等产生的酸性气体二氧化碳的化学吸收方法是最常见的方法之一，具有高效和技术稳定的优势。基于醇氨吸收剂的捕获工艺是一种技术可靠的化学吸收技术实例，该技术已成功用于石油化工脱碳工艺中。尽管如此，该分离技术仍需要进行工艺改进才能用于处理锅炉燃烧排出的烟气。图1所示为采用常规化学吸收法进行二氧化碳捕集的工作流程图。冷却后的烟气1一般在40～60℃温度条件下与吸收剂发生接触；烟气中的二氧化碳被吸收剂吸收后从吸收塔9底部排出，脱碳烟气4从吸收塔9的顶部排出。循环洗涤水管道3内的循环洗涤水起到回收随烟气扩散的吸收剂的作用。吸收了二氧化碳的吸收剂被称为富液，富液管道5中的富液经过贫富换热器10加热后送往再生塔11填料上端。富液在110-140℃以及150-200kPa的压力下进行再生，解析出二氧化碳气体。再生塔再生过程要消耗热能，由再沸器12提供。再生气6主要由二氧化碳和蒸汽构成，含有少量吸收剂蒸汽。再生气管道6内的再生气经过冷凝器13降温，经过回流罐7分离出的冷凝液经冷凝液管道8重新输送到再生塔11，分离出的二氧化碳经回流罐7上的二氧化碳排放管道排出。经过再生后的吸收剂称为贫液，贫液管道2内的贫液经过贫富换热器10回收热量后用泵输送到吸收塔9。上述工艺流程中，二氧化碳再生过程要消耗大量能量，富液在进入再生塔之前通过贫富换热器进行加热，形成气液两相介质进入再生塔，导致了塔内换热效率下降，增加了再生能耗。此外，再生气冷凝分离出的冷凝液未作为吸收塔洗涤液重新利用，增加了洗涤段除盐水补充量。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种节能型二氧化碳捕集系统，可大幅度降低除盐水的消耗和再生能量消耗，并减小再生塔的尺寸。该系统设计合理、构建简单、节能环保，并能够显著降低设备制造和系统维护的成本。本技术通过以下技术方案来实现：本技术公开了一种节能型二氧化碳捕集系统，包括吸收塔、贫富换热器、再生塔、回流罐和闪蒸罐；吸收塔底部通过富液管道与闪蒸罐连通，闪蒸罐的液体出口与再生塔上的富液入口连通，富液管道上设有富液泵；吸收塔的洗涤段设有循环洗涤水管道；烟气内的二氧化碳经吸收塔内吸收剂吸收后成为脱碳烟气排出吸收塔；再生塔底部的贫液出口通过贫液管道与吸收塔上的贫液入口连通，贫液管道上设有贫液泵和贫液冷却器；贫液管道与富液管道通过贫富换热器换热；再生塔连接有再沸器；再生塔上的再生气出口通过再生气管道与回流罐连接，再生气管道上设有冷凝器，回流罐的液体出口通过冷凝液管道与再生塔的冷凝液入口连通；冷凝液管道通过冷凝液回流管道与循环洗涤水管道连通。优选地，贫液出口与贫富换热器之间的贫液管道上设有半贫液-贫液换热器，再生塔上设有半贫液循环管道，半贫液循环管道与半贫液-贫液换热器连通。进一步优选地，半贫液-贫液换热器为管壳式换热器。优选地，冷凝器为板式冷却器或管式冷却器。优选地，贫液冷却器为板式冷却器或管式冷却器优选地，吸收剂为胺液、氨基酸盐、无机盐溶液和氨溶液中的一种或几种。优选地，闪蒸罐的气体出口与回流罐连通。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术公开的一种节能型二氧化碳捕集系统，通过设置闪蒸罐，使富液在进入再生塔前先进行部分再生，将二氧化碳分离排出后进入再生塔，降低了再生塔的热负荷，能够使再生塔保持在较高的温度，与常规化学吸收法进行二氧化碳捕集的系统相比，可大幅度降低再生能量消耗、降低再生塔的尺寸。另外，将再生塔上段回流罐的部分冷凝液通过循环洗涤水管道送入吸收塔洗涤装置重新利用，可使除盐水的消耗大幅减少，洗涤的目的是防止吸收剂蒸汽扩散。该系统设计合理、节能环保，并能够显著降低设备制造和系统维护的成本。进一步地，通过设置半贫液-贫液换热器，使贫液与再生塔中段的半贫液换热，充分利用了已经从再生塔排出的贫液中所含的热量，进一步减少了再沸器的蒸汽消耗。进一步地，半贫液-贫液换热器采用管壳式换热器，结构简单、造价低，能够在高温高压工况下使用。进一步地，冷凝器和贫液冷却器采用板式冷却器或管式冷却器，换热效率高，热损失小，结构比较紧凑，使用寿命长。进一步地，吸收剂采用胺液、氨基酸盐、无机盐溶液和氨溶液中的一种或多种组合使用，对二氧化碳的吸收效果好。进一步地，闪蒸罐的气体出口与回流罐连通，将二氧化碳汇集在回流罐排出，便于统一收集利用，同时也减少了因为分别设置收集设备而带来的成本。附图说明图1为采用常规化学吸收法进行二氧化碳捕集的系统示意图；图2为本技术的实施例1的系统示意图；图3为本技术的实施例2的系统示意图。图中：1-烟气，2-贫液管道，3-循环洗涤水管道，4-脱碳烟气，5-富液管道，6-再生气管道，7-回流罐，8-冷凝液管道，9-吸收塔，10-贫富换热器，11-再生塔，12-再沸器，13-冷凝器，14-贫液冷却器，15-闪蒸罐，16-冷凝液回流管道，17-半贫液-贫液换热器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细描述，其内容是对本技术的解释而不是限定：实施例1如图2，本技术的节能型二氧化碳捕集系统，包括吸收塔9、贫富换热器10、再生塔11、回流罐7和闪蒸罐15；吸收塔9底部通过富液管道5与闪蒸罐15连通，闪蒸罐15的液体出口与再生塔11上的富液入口连通，可以将闪蒸罐15的气体出口与回流罐7连通；富液管道5上设有富液泵；吸收塔9的洗涤段设有循环洗涤水管道3；烟气1内的二氧化碳经吸收塔9内吸收剂吸收后成为脱碳烟气4排出吸收塔9，吸收剂可以采用胺液、氨基酸盐、无机盐溶液和氨溶液中的一种或几种；再生塔11底部的贫液出口通过贫液管道2与吸收塔9上的贫液入口连通，贫液管道2上设有贫液泵和贫液冷却器14；贫液管道2与富液管道5通过贫富换热器10换热；再生塔11连接有再沸器12；再生塔11上的再生气出口通过再生气管道6与回流罐7连接，再生气管道6上设有冷凝器13，回流罐7的液体出口通过冷凝液管道8与再生塔11的冷凝液入口连通；冷凝液管道8通过冷凝液回流管道16与循环洗涤水管道3连通。在吸收塔9内吸收了二氧化碳的吸收剂(富液)在与高温(110～130℃)贫液换热过程中被加热，然后送闪蒸罐15。闪蒸出的二氧化碳气体送回流罐7，液体送入再生塔11上段。回流罐7内产生的冷凝液的一部分通过冷凝液管道8送入再生塔，另一部分通过冷凝液回流管道16送入吸收塔9洗涤装置。冷凝器13和贫液冷却器14可以采用板式冷却器或管式冷却器；...

【技术保护点】
1.一种节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括吸收塔(9)、贫富换热器(10)、再生塔(11)、回流罐(7)和闪蒸罐(15)；吸收塔(9)底部通过富液管道(5)与闪蒸罐(15)连通，闪蒸罐(15)的液体出口与再生塔(11)上的富液入口连通，富液管道(5)上设有富液泵；吸收塔(9)的洗涤段设有循环洗涤水管道(3)；烟气(1)内的二氧化碳经吸收塔(9)内吸收剂吸收后成为脱碳烟气(4)排出吸收塔(9)；/n再生塔(11)底部的贫液出口通过贫液管道(2)与吸收塔(9)上的贫液入口连通，贫液管道(2)上设有贫液泵和贫液冷却器(14)；贫液管道(2)与富液管道(5)通过贫富换热器(10)换热；再生塔(11)连接有再沸器(12)；再生塔(11)上的再生气出口通过再生气管道(6)与回流罐(7)连接，再生气管道(6)上设有冷凝器(13)，回流罐(7)的液体出口通过冷凝液管道(8)与再生塔(11)的冷凝液入口连通；冷凝液管道(8)通过冷凝液回流管道(16)与循环洗涤水管道(3)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括吸收塔(9)、贫富换热器(10)、再生塔(11)、回流罐(7)和闪蒸罐(15)；吸收塔(9)底部通过富液管道(5)与闪蒸罐(15)连通，闪蒸罐(15)的液体出口与再生塔(11)上的富液入口连通，富液管道(5)上设有富液泵；吸收塔(9)的洗涤段设有循环洗涤水管道(3)；烟气(1)内的二氧化碳经吸收塔(9)内吸收剂吸收后成为脱碳烟气(4)排出吸收塔(9)；
再生塔(11)底部的贫液出口通过贫液管道(2)与吸收塔(9)上的贫液入口连通，贫液管道(2)上设有贫液泵和贫液冷却器(14)；贫液管道(2)与富液管道(5)通过贫富换热器(10)换热；再生塔(11)连接有再沸器(12)；再生塔(11)上的再生气出口通过再生气管道(6)与回流罐(7)连接，再生气管道(6)上设有冷凝器(13)，回流罐(7)的液体出口通过冷凝液管道(8)与再生塔(11)的冷凝液入口连通；冷凝液管道(8)通过冷凝液回流管道(16)与循环洗涤水管道(3)连通。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜时旺，沈在球，李知炫，郭鲁尚，吴东勋，牛红伟，王金意，汪世清，郭东方，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，韩国电力公司，韩国中部电力公司，
类型：新型
国别省市：北京;11