一种膜/MDEA溶液耦合回收高浓度CO2的节能工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种从含高浓度CO2混合气中捕集CO2的高效节能工艺；包括以下步骤：步骤一：原料气首先进入到多级膜分离系统M101，大部分CO2经M101分离后从渗透气出口回收；渗余气出口得到的低浓度CO2的混合气由吸收塔T101塔底进入；MDEA溶液贫液由吸收塔T101塔顶进入，与混合气形成对流吸收混合气中残余的CO2形成CO2富液；富液经换热器换热后进入到解吸塔T102塔顶，经过升温解吸后，解吸出的CO2经T102塔顶回收，贫液从T102塔底流出经换热器换热后进入到T101塔；本发明专利技术采用膜/MDEA溶液耦合工艺从含高浓度CO2混合气中捕集和回收CO2，通过合理的耦合工艺，在节省能耗的基础上大大提高了CO2的捕集率。的捕集率。的捕集率。

【技术实现步骤摘要】
一种膜/MDEA溶液耦合回收高浓度CO2的节能工艺


[0001]本专利技术属于含高浓度CO2混合气碳捕集
，具体为一种从含高浓度CO2混合气中回收CO2的高效节能工艺。

技术介绍

[0002]目前，CO2是引起温室效应的主要气体之一，在高效低耗能的条件下减少CO2排放是当今工业生产中必须面对的问题。对于沼气、合成气、变换气和制氢气等CO2含量较高的混合气体，使用单一碳捕集工艺无法达到脱碳高效和低耗能两者的统一。因此，亟需一种新的CO2捕集工艺来高效节能地回收混合气中的高浓度CO2。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术公开了一种从含高浓度CO2混合气中捕集和回收CO2的高效节能耦合工艺。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种膜/MDEA溶液耦合回收高浓度CO2的节能工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含高浓度CO2混合气进入到多级膜分离系统中，质量浓度在 99.9 %以上的CO2由渗透气口采出；（2）多级膜分离系统渗余气出口得到的低浓度CO2混合气进入吸收塔塔底与塔顶进入的MDEA溶液贫液对流接触，残余的CO2被捕集，净化气由吸收塔塔顶排出；（3）捕集CO2后的MDEA溶液富液由吸收塔塔底流出经换热器换热后进入到解吸塔塔顶，经变温解吸后CO2从解吸塔塔顶采出回收，解吸后MDEA溶液经换热后进入吸收塔继续使用。
[0005]作为本专利技术的一种改进，按质量百分比，所述步骤（1）中含高浓度CO2混合气包括20
‑
80% CO2、0
‑
20% H2O、5
‑
60% N2、5
‑
60% CH4。
[0006]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中MDEA溶液贫液为醇胺（20~50 wt%）、哌嗪（1~5 wt%）和水（45~79 wt%）形成的溶液。
[0007]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中低浓度CO2混合气与MDEA溶液贫液在温度30~50 ℃，压力0.1~5 MPaG下对流接触。
[0008]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（3）中捕集后的MDEA溶液贫液由T101塔底流出经换热器换热后的温度为50~90℃；所述变温解吸的压力为0.1~0.3 MPaG。
[0009]本专利技术的有益效果为：本专利技术主要采用多级膜分离系统和MDEA溶液耦合捕集含高浓度CO2混合气，通过合理的工艺步骤，提高了CO2捕集率的同时显著降低了CO2捕集能耗。
附图说明
[0010]图1为本专利技术工艺流程图；
附图标识列表：G1：含高浓度CO2混合气；G2：渗余气出口低浓度CO2混合气；G3：渗透气出口CO2气体；G4：净化气；G5：高纯度CO2气体；L1：MDEA溶液贫液；L2：MDEA溶液富液；M101：多级气体膜分离装置；T101：吸收塔；T102：解吸塔。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0012]实施例1（1）将含高浓度CO2混合气G1进入到多级膜分离系统M01中，质量浓度在 99.9 %以上的CO2由渗透气口采出；（2）多级膜分离系统M01渗余气出口得到的低浓度CO2混合气G2进入吸收塔T01塔底与塔顶进入的MDEA溶液贫液L1对流接触，残余的CO2被捕集，净化气G4由吸收塔T01塔顶排出；（3）捕集CO2后的MDEA溶液富液L2由吸收塔塔底流出经换热器换热后进入到解吸塔T02塔顶，经变温解吸后CO2从解吸塔T02塔顶采出回收，解吸后MDEA溶液经换热后进入吸收塔T01继续使用。
[0013]步骤（1）中含高浓度CO2混合气包括20% CO2、10 %H2O、20 %N2、50 %CH4。
[0014]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中MDEA溶液贫液为醇胺（20 wt%）、哌嗪（2 wt%）和水（78 wt%）形成的溶液。
[0015]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中低浓度CO2混合气与MDEA溶液贫液在温度40 ℃，压力5 MPaG下对流接触。
[0016]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（3）中捕集CO2后的MDEA溶液贫液由T101塔底流出经换热器换热后的温度为85 ℃；所述变温解吸的压力为0.1 MPaG。
[0017]CO2捕集率为99.999 %；CO2捕集能耗为2.85 GJ/t。
[0018]实施例2（1）将含高浓度CO2混合气G1进入到多级膜分离系统M01中，质量浓度在 99.9 %以上的CO2由渗透气口采出；（2）多级膜分离系统M01渗余气出口得到的低浓度CO2混合气G2进入吸收塔T01塔底与塔顶进入的MDEA溶液贫液L1对流接触，残余的CO2被捕集，净化气G4由吸收塔T01塔顶排出；（3）捕集CO2后的MDEA溶液富液L2由吸收塔塔底流出经换热器换热后进入到解吸塔T02塔顶，经变温解吸后CO2从解吸塔T02塔顶采出回收，解吸后MDEA溶液经换热后进入吸收塔T01继续使用。
[0019]步骤（1）中含高浓度CO2混合气包括50% CO2、10 %H2O、20 %N2、20 %CH4。
[0020]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中MDEA溶液贫液为醇胺（20 wt%）、哌嗪（2 wt%）和水（78 wt%）形成的溶液。
[0021]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中低浓度CO2混合气与MDEA溶液贫液在温度40 ℃，压力2 MPaG下对流接触。
[0022]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（3）中捕集CO2后的MDEA溶液贫液由T101塔底流出经换热器换热后的温度为85 ℃；所述变温解吸的压力为0.1 MPaG。
[0023]CO2捕集率为99.999 %；CO2捕集能耗为2.92 GJ/t。
[0024]实施例3（1）将含高浓度CO2混合气G1进入到多级膜分离系统M01中，质量浓度在 99.9 %以上的CO2由渗透气口采出；（2）多级膜分离系统M01渗余气出口得到的低浓度CO2混合气G2进入吸收塔T01塔底与塔顶进入的MDEA溶液贫液L1对流接触，残余的CO2被捕集，净化气G4由吸收塔T01塔顶排出；（3）捕集CO2后的MDEA溶液富液L2由吸收塔塔底流出经换热器换热后进入到解吸塔T02塔顶，经变温解吸后CO2从解吸塔T02塔顶采出回收，解吸后MDEA溶液经换热后进入吸收塔T01继续使用。
[0025]步骤（1）中含高浓度CO2混合气包括70% CO2、10 %H2O、10 %N2、10 %CH4。
[0026]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中MDEA溶液贫液为醇胺（20 wt%）、哌嗪（2 wt%）和水（78 wt%）形成的溶液。
[0027]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（2）中低浓度CO2混合气与MDEA溶液贫液在温度40 ℃，压力0.17 MPaG下对流接触。
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜/MDEA溶液耦合回收高浓度CO2的节能工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含高浓度CO2混合气进入到多级膜分离系统中，质量浓度在 99.9 %以上的CO2由渗透气口采出；（2）多级膜分离系统渗余气出口得到的低浓度CO2混合气进入吸收塔塔底与塔顶进入的MDEA溶液贫液对流接触，残余的CO2被捕集，净化气由吸收塔塔顶排出；（3）捕集CO2后的MDEA溶液富液由吸收塔塔底流出经换热器换热后进入到解吸塔塔顶，经变温解吸后CO2从解吸塔塔顶采出回收，解吸后MDEA溶液经换热后进入吸收塔继续使用。2.根据权利要求1所述的一种膜/MDEA溶液耦合回收高浓度CO2的节能工艺，其特征在于，按质量百分比，所述步骤（1）中含高浓度CO2混合气包括20
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80% CO2、0
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【专利技术属性】
技术研发人员：李海，白芳，
申请(专利权)人：雅邦新材料研发南京有限公司，
类型：发明
国别省市：