节能型二氧化碳捕集系统及其捕集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种节能型二氧化碳捕集系统，包括洗涤水处理回路、脱盐水/再生气冷凝水处理回路、碱液处理回路、碱液处理回路及烟道气处理回路。本发明专利技术还公开了上述捕集系统的捕集方法，本发明专利技术解决了现有捕集系统存在的占地面积大、能耗高的问题。能耗高的问题。能耗高的问题。

【技术实现步骤摘要】
节能型二氧化碳捕集系统及其捕集方法


[0001]本专利技术属于二氧化碳捕集
，涉及一种节能型二氧化碳捕集系统，本专利技术还涉及上述捕集系统的捕集方法。

技术介绍

[0002]近年来，温室效应加剧问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点。二氧化碳的捕集和封存是应对气候变化问题最具发展前景的解决方案之一。
[0003]二氧化碳的捕集方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法、低温分离法等。
[0004]膜分离法是利用某些聚合材料，如醋酸纤维、聚酰亚胺、聚砜等制成的薄膜，利用其对不同气体的不同渗透率来分离。膜分离的驱动力是压差，当膜两边存在压差时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流，渗透率低的气体则绝大部分在薄膜进气侧形成残留气流，两股气流分别引出，从而达到分离的目的。
[0005]化学吸收法是利用二氧化碳的酸性气体的性质与弱碱性物质发生化学反应，然后加热生成物，分解得到二氧化碳。该方法的关键是控制好吸收和解吸的条件。吸收剂应对二氧化碳具有选择性、不易挥发、腐蚀性小、粘度低、毒性小、不易燃。常用的吸收剂有醇胺、碳酸盐等的水溶液，吸收剂浓度通常不超过50％。
[0006]吸附法是一种利用固态吸附剂(活性炭、天然沸石、分子筛、活性氧化铝和硅胶等)对原料气中的二氧化碳进行有选择性的可逆吸附来分离回收二氧化碳。吸附剂在低温(或高压)条件下吸附二氧化碳，升温(或降压)后将二氧化碳解吸出来。一般需要多座吸附塔并联使用以保证整个过程中能连续的输入原料气，连续地取出二氧化碳气及未吸附气体。其关键是吸附剂的载荷能力，主要决定因素是温差(或压差)。
[0007]低温分离法是通过低温冷凝分离CO2的一种物理过程，一般是将烟气多次压缩和冷却后，引起CO2的相变，从而达到从烟气中分离CO2的目的。
[0008]目前在二氧化碳捕集方面应用最广泛的是燃料燃烧后的捕集，应用复合胺液吸收方法，属于化学吸收法的一种。该方法已在工业上得到广泛应用，具有吸收效果好、吸收量大、技术成熟等优点，是我国石油、化工、火电等行业实现控制温室效应的有效途径。在目前全球范围的工业实践中，该法实现二氧化碳近乎零排放的同时，也会产生较大的投资成本和运行成本，整套系统装置存在占地空间大，蒸汽耗量高的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种节能型二氧化碳捕集系统，解决了现有捕集系统占地面积大、能耗高的问题。
[0010]本专利技术的目的是提供一种节能型二氧化碳捕集系统的捕集方法。本专利技术所采用的第一种技术方案是，节能型二氧化碳捕集系统，包括依次连接的水洗塔、吸收塔及再生塔，再生塔还依次连接气液分离器和溶液储槽，溶液储槽通过补液泵连接有地下槽。
[0011]水洗塔与吸收塔之间连接有引风机，吸收塔还通过洗涤液冷却器、尾气洗涤泵连接洗涤液储槽。
[0012]吸收塔与再生塔之间依次连接有富液泵、贫富液换热器。
[0013]再生塔的底部一侧还连接有溶液煮沸器。
[0014]再生塔还依次连接胺回收加热器、碱液泵及碱液槽。
[0015]贫富液换热器还依次通过贫液泵、机械过滤器、贫液冷却器、活性炭过滤器与吸收塔连接。
[0016]本专利技术采用的第二种技术方案是，节能型二氧化碳捕集系统的捕集方法，具体包括如下步骤：烟道气负压进入水洗塔中，经水洗塔洗涤后的净烟气通过引风机正压鼓入吸收塔，洗涤后的净烟气从吸收塔的底部进入吸收塔内部，与含胺贫液气液传质后，脱碳净烟气从吸收塔的塔顶排出进入大气环境；
[0017]吸收塔的塔底含胺富液，经由富液泵进入贫富换热器，经换热升温后从再生塔的塔顶进入喷淋，经由再生塔塔内再生解析后，再生气从再生塔塔顶排出；
[0018]再生塔塔塔顶排出的再生气，经由再生气冷却器冷却降温后，析出冷凝水，得到低温再生气；通过气液分离器进行气液分离，分离出含胺冷凝水，集中由地下槽收集，得到洁净再生气进入后段压缩工段；
[0019]再生塔塔底热源来自溶液煮沸器，由工业蒸汽供热，持续升温达二氧化碳解析再生温度；
[0020]从再生塔塔底到贫液泵之间的液相物料为高温贫液，因而经贫富换热器初步换热后，一部分经机械过滤器机械除杂后进入胺回收加热器进行加热，使过滤除杂后的洁净贫液进入再生塔塔底，继续参与再生循环，保持系统清洁；另一部分经机械过滤器过滤的贫液，经由贫液冷却器冷却降温，使含胺贫液达到最佳二氧化碳吸收温度，再通过活性炭过滤器进行深度过滤除杂，确保液体清洁进入吸收塔继续进行吸收
‑
再生。
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022]1.本专利技术通过设置水洗塔作为CO2吸收捕集前的预处理工艺，通过喷淋洗涤水，将前段烟气中夹带的脱硫液等杂质进行去除。
[0023]2.本专利技术通过优化设置吸收塔、再生塔塔身结构与内件，大幅度减小了塔体积与占地面积，节约了初期投资成本。
[0024]3.本专利技术通过设置贫液冷却器、洗涤液冷却器、贫富液换热器、再生气冷却器，最大限度利用系统余热，减少了蒸汽消耗，降低运行成本。
[0025]4.本专利技术通过设置胺回收加热器，在CO2吸收捕集系统工作时，不断循环加热再生塔内一部分含胺贫液，将水、胺成分蒸发出来，使热稳定盐、其它难挥发物质作为加热器的釜底残留物，定期清运。减少盐类杂质等降解产物的沉积，降低对系统设备的腐蚀速率，减少对换热器换热效率的破坏，减少有效胺成分的损失，增加吸收脱碳效率。
[0026]5.本专利技术通过设置机械过滤器与活性炭过滤器，将10
‑
15％含胺贫液进行过滤，维持溶液清洁，进一步降低吸收液的消耗，减少原料成本。
[0027]6.本专利技术通过设置溶液煮沸器，保持含胺富液在塔内的持续再生环境，确保CO2稳定、充分、高效解析。
[0028]7.本专利技术再生塔以复合胺液水蒸汽为汽提介质，方便含胺富液从塔顶进入时，汽
提解析出部分CO2。与塔底溶液煮沸器构成深度CO2解析结构，该设计有效减少了塔身体积，节约空间。
[0029]8.本专利技术吸收塔内包含烟气中CO2与含胺贫液的深度气液相传质结构，该设计确保吸收过程高效运行，CO2捕集效率高达99.5％以上。
附图说明
[0030]图1是本专利技术节能型二氧化碳捕集系统的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术节能型二氧化碳捕集系统中水洗塔的结构示意图；
[0032]图3是本专利技术节能型二氧化碳捕集系统中吸收塔的结构示意图；
[0033]图4是本专利技术节能型二氧化碳捕集系统中再生塔的结构示意图。
[0034]图中，1.水洗塔，1
‑
1.水洗塔除雾器，1
‑
2.水洗塔喷淋器，1
‑
3.水洗塔填料层；
[0035]2.吸收塔，2
‑
1.吸收塔除雾器，2
‑
2.吸收塔填料层A，2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：包括依次连接的水洗塔、吸收塔及再生塔，再生塔还依次连接气液分离器和溶液储槽，溶液储槽通过补液泵连接有地下槽。2.根据权利要求1所述的节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述水洗塔与吸收塔之间连接有引风机，吸收塔还通过洗涤液冷却器、尾气洗涤泵连接洗涤液储槽。3.根据权利要求2所述的节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述吸收塔与再生塔之间依次连接有富液泵、贫富液换热器。4.根据权利要求3所述的节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述再生塔的底部一侧还连接有溶液煮沸器。5.根据权利要求4所述的节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述再生塔还依次连接胺回收加热器、碱液泵及碱液槽。6.根据权利要求5所述的节能型二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述贫富液换热器还依次通过贫液泵、机械过滤器、贫液冷却器、活性炭过滤器与吸收塔连接。7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的节能型二氧化碳捕集系统的捕集方法，其特征在于：具体包括如下步骤：烟道气负压进入水洗塔中，经水洗塔洗涤后的净烟气通过引风机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，罗星，
申请(专利权)人：西安润川环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：