CO2捕集系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种CO2捕集系统及工艺，其中，该系统包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路。吸收塔的底部流出的富液经贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入闪蒸罐，闪蒸罐中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽进入再生塔内；再生塔底部的流出的贫液经过贫富液换热器换热降温后，再经第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔中。运行过程中，部分富液一直保持在较低的温度环境下，达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，又实现降低化学吸收剂再生能耗的功效。功效。功效。

【技术实现步骤摘要】
CO2捕集系统及工艺


[0001]本专利技术涉及燃煤厂CO2的捕集领域，更具体的涉及一种能够降低CO2吸收剂的热降解和再生能耗的CO2捕集系统及工艺。

技术介绍

[0002]温室气体的过量排放造成全球范围内气温变暧，已成为当今最为显著的环境问题之一。按照京都议定书规定和哥本哈根国际环境会议要求，每个国家都有二氧化碳减排义务，二氧化碳减排已经成为全球关注的重大问题。
[0003]碳捕集及封存技术( Carbon Capture＆Storage，CCS) 是在不降低当前化石燃料使用量的情况下减少排入大气CO2气体量的最直接有效的方式，同时，CCS 技术也是目前中国、英国、美国、日本等发达国家积极应对气候变化、确保世界清洁能源领先地位所格外倚重的减排技术之一。CCS技术从烟气中分离二氧化碳的方法主要包括：膜分离法、物理吸附法、低温蒸馏法、吸收分离法等。化学吸收法捕集CO2因其吸收速率快、吸收效率高且工艺简单、技术较为成熟而被广泛使用，其中有机胺是商业应用最为成熟的化学吸收剂之一，比如醇胺类中的乙醇胺（MEA）、二乙胺（DEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等，有机胺类化学吸收剂其吸收、解吸 CO2工艺主要包括两大单元：吸收单元和解吸单元。燃烧后烟道尾气经除尘、脱硫脱硝后由约 180℃降至 40~60℃，再由引风机送入吸收塔中，在塔内胺液与烟气逆向接触，CO2被脱除，净化后烟气由塔顶排出。吸收了 CO2的胺液即富液由塔底送至解吸塔由塔上部进入，通过蒸汽气提解吸出 CO2后再次成为贫液，贫液经贫富液换热器换热后再经冷却由贫液泵送往吸收塔上部，再次吸收 CO2。由此循环往复，构成 MEA 连续循环吸收、解吸 CO2的工艺流程。
[0004]虽然有机胺法在捕集CO2过程中展现出独特的优势，但有机胺吸收法在实际工业应用过程中发现，胺类化学吸收剂降解会造成溶剂损耗不断增大、吸收 CO2效率持续降低的现象。据统计，以 MEA 吸收 CO2为例，每年因有机胺及其降解产物的逸散会造成 0.01~0.8 kg/t(CO2)的溶剂损失，为弥补降解损失而添加的新鲜吸收剂占到了总成本的 10%左右。有机胺降解方式主要有氧化降解和热降解。其中氧化降解是指有机胺与 O2发生的氧化还原反应；热降解是指在解吸塔、再沸器、热交换器等温度较高的区域发生的不需要 O2参与的降解。

技术实现思路

[0005]为了降低CO2捕集过程中化学吸收剂的热降解以及降低化学吸收剂的再生能耗，本专利技术一方面提供一种CO2捕集系统，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，其中：复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路，蒸发器吸收第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过吸收器传递给第二换热管路中的富液；吸收塔的底部与贫富液换热器的加热管路的一端相连通，加热管路的另一端又与再生
塔的中部和上部相连通，加热管路的另一端还与闪蒸罐的第一进液口相连通，闪蒸罐的顶部通过管路与再生塔的下部相连通，闪蒸罐的底部与复合式热泵中的第二换热管路的一端相连通，第二换热管路的另一端又与闪蒸罐的第二进液口相连通，借此，吸收塔的底部流出的富液经过贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入闪蒸罐，用于对闪蒸罐进行补液，闪蒸罐中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽通过闪蒸罐的顶部的管路进入再生塔内进行再生；再生塔的底部与贫富液换热器的冷却管路的一端相连通，冷却管路的另一端又与第一换热管路的一端相连通，第一换热管路的另一端与吸收塔的上部相连通，借此，再生塔底部的流出的贫液经过贫富液换热器换热降温后，再经过第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔中进行CO2的吸附。
[0006]本专利技术另一方面还提供一种CO2捕集工艺，包括：吸收塔底部流出的富液经过贫富液换热器的加热管路换热升温，升温后的富液分为第一部分富液和第二部分富液，其中第一部分富液进入再生塔内进行再生，第二部分富液进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸罐内的闪蒸蒸汽进入再生塔内进行再生，闪蒸罐内的富液进入复合式热泵中吸收器对应的第二换热管路进行换热升温，升温后的富液再次进入闪蒸罐中进行闪蒸；再生塔的底部流出的贫液进入贫富液换热器的冷却管路换热降温后，再进入复合式热泵中的蒸发器对应的第一换热管路换热降温后，最后回到吸收塔内进行CO2吸收。
[0007]本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术的CO2捕集系统及工艺在运行过程中，再生后的贫液进入复合式热泵中换热降温，复合式热泵对贫液的热量加以吸收并用于加热富液，闪蒸罐内的富液进入复合式热泵中进行换热升温后再进入闪蒸罐进行循环闪蒸。闪蒸罐与复合式热泵联用使循环过程中，系统中的部分富液一直保持在较低的温度环境下（低于再生温度10℃~20℃），达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，能够提高化学吸收剂在整个系统中的循环使用次数，进而达到资源化回收和减少环境污染的目的；复合式热泵和闪蒸罐联用达成了对系统中贫液废热的高效利用，又实现了降低化学吸收剂再生能耗的功效。
附图说明
[0008]图1为本专利技术CO2捕集系统一实施例的设备连接示意图；图2为本专利技术CO2捕集系统另一实施例的设备连接示意图。
[0009]附图中的符号说明：100 烟气；200 脱碳气体；300 回收CO2气体；1
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净化塔；11
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净化塔泵；2
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吸收塔；21
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富液泵；3
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再生塔；31
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再沸器；
32
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贫液泵；33
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再生气分离器；4
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贫富液换热器；5
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复合式热泵；51、51A、51B
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蒸发器；52、52A、52B
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吸收器；53、53A、53B
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冷凝器；54、54A、54B
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发生器；6
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闪蒸罐；61
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提升泵；62
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闪蒸压缩机；63
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闪蒸循环泵；P1、P2、P3、P4、P110、P210、P220、P30 管路；P12、P11、P111、P112 支路。
具体实施方式
[0010]以下结合附图通过具体实施例来说明本专利技术的技术特点：实施例1本实施例提供一种CO2捕集系统，如图1所示，包括：吸收塔2、再生塔3、贫富液换热器4、复合式热泵5和闪蒸罐6。其中，复合式热泵5包括蒸发器51和吸收器52，分别对应有第一换热管路、第二换热管路（图未示），蒸发器吸收第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过吸收器传递给第二换热管路中的富液；吸收塔2的底部与贫富液换热器4的加热管路（图未示）的一端相连通，加热管路的另一端又与再生塔3的中部和上部相连通，加热管路的另一端还与闪蒸罐6的第一进液口601相连通，闪蒸罐6的顶部通过管路与再生塔的下部相连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2捕集系统，其特征在于，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，其中：所述复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路，所述蒸发器吸收所述第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过所述吸收器传递给所述第二换热管路中的富液；所述吸收塔的底部与所述贫富液换热器的加热管路的一端相连通，所述加热管路的另一端又与再生塔的中部和上部相连通，所述加热管路的所述另一端还与所述闪蒸罐的第一进液口相连通，所述闪蒸罐的顶部通过管路与所述再生塔的下部相连通，所述闪蒸罐的底部与所述复合式热泵中的所述第二换热管路的一端相连通，所述第二换热管路的另一端又与所述闪蒸罐的第二进液口相连通，借此，所述吸收塔的底部流出的富液经过所述贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入所述闪蒸罐，用于对闪蒸罐进行补液，所述闪蒸罐中的富液进入所述第二换热管路中换热升温后再回到所述闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽通过所述闪蒸罐的顶部的管路进入所述再生塔内进行再生；所述再生塔的底部与所述贫富液换热器的冷却管路的一端相连通，所述冷却管路的另一端又与所述第一换热管路的一端相连通，所述第一换热管路的另一端与所述吸收塔的上部相连通，借此，所述再生塔底部的流出的贫液经过所述贫富液换热器换热降温后，再经过所述第一换热管路进一步降温，最后回流入所述吸收塔中进行CO2的吸附。2.如权利要求1所述的CO2捕集系统，其特征在于，所述复合式热泵还包括有冷凝器和发生器，分别对应有第三换热管路、第四换热管路，所述发生器吸收所述第四换热管路内外接热源的热量，并将热量通过所述冷凝器传递给所述第三换热管路中的液体；所述再生塔的底部与所述第三换热管路的一端相连通，所述第三换热管路的另一端与所述再生塔的上部相连通，借此，所述再生塔底部的流出的所述贫液中的一部分，经过所述第三换热管路换热升温后进入所述再生塔内进行再生。3.如权利要求1所述的CO2捕集系统，其特征在于，所述吸收塔的底部通过管路与再生塔的上部相连通，借...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆诗建，李清方，王智，刘建武，张新军，刘海丽，王翀，范振宁，史林青，江克金，陈宏福，毛彦辉，陆胤君，于惠娟，刘海燕，柳亭，闫广宏，
申请(专利权)人：中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：