一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，所述系统包括：烟道气预处理系统，用于对锅炉烟道气进行脱水和降温；碳氮分离系统，与烟道气预处理系统连通，用于变压吸附预处理后的烟道气并分离出含氮放空气和粗二氧化碳气体，碳氮分离系统的吸附压力为0.20

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统


[0001]本技术属于锅炉烟道气的回收利用
，具体涉及一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统。

技术介绍

[0002]对燃煤锅炉烟道气的二氧化碳捕集再利用是实现双碳目标的一种重要措施，且回收二氧化碳后的放空气中，氮气含量在90％左右，对其进行回收，既可以提高氮气产气效率，又能降低能耗，进一步减少碳排放。
[0003]中国专利申请CN107899376A公开了一种烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收装置及方法，该装置包括烟气处理系统，第一CO2膜分离单元，第二CO2膜分离单元以及N2膜分离单元。该装置属于膜回收方式，虽然能同时捕集二氧化碳和氮气，但是产品纯度低，膜桶对气源洁净度要求很高，设备使用过程中容易产生堵塞，寿命短，且膜桶价格较高，不适合工业化大生产。
[0004]中国专利申请CN110498416A公开了一种燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统，包括烟气预处理系统、PSA1系统、PSA2系统、二氧化碳压缩提纯系统、二氧化碳精馏贮存系统、PSA制高纯氮系统。该系统能最大程度的捕集二氧化碳和氮气，产品纯度较高，但是存在设备操作不灵活，能耗高的问题。当后级氮气产量降低或者不进行捕集时，前级的压力压缩值过高，耗电量较大。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，以解决或缓解现有技术中存在的问题。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，所述系统包括：
[0009]烟道气预处理系统，用于对锅炉烟道气进行脱水和降温；
[0010]碳氮分离系统，与所述烟道气预处理系统连通，用于变压吸附预处理后的烟道气并分离出含氮放空气和粗二氧化碳气体，所述碳氮分离系统的吸附压力为0.20
‑
0.40MPa；
[0011]二氧化碳二次提纯系统，与所述碳氮分离系统连通，用于对所述碳氮分离系统分离出的粗二氧化碳气体进行二次提纯；
[0012]氮气浓缩提纯系统，与所述碳氮分离系统和所述二氧化碳二次提纯系统连通，用于对所述碳氮分离系统分离出的含氮放空气和所述二氧化碳二次提纯系统产生的放空气进行提纯。
[0013]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述烟道气预处理系统包括第一冷却器、第一气液分离器和烟气引风机，所述第一冷却器的入口连通锅炉烟道，所述第一冷却器的出口连通所述第一气液分离器的入口，所述第一气液分离器的
出口连通所述烟气引风机的入口，所述烟气引风机的出口连通所述碳氮分离系统。
[0014]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述碳氮分离系统包括烟气压缩机、第二气液分离器、第一干燥器、第一吸附塔组、第一真空泵和第一缓冲罐，所述第一吸附塔组包括多台并联设置的第一吸附塔，每一所述第一吸附塔内均填充有第一吸附剂；其中，所述烟气压缩机的入口连通所述烟道气预处理系统，所述烟气压缩机的出口与所述第二气液分离器的入口连通，所述第二气液分离器的出口与所述第一干燥器的入口连通，所述第一干燥器的出口与所述第一吸附塔组的进气口连通，所述第一吸附塔组的顶部出气为含氮放空气，底部出气为粗二氧化碳气体，所述第一吸附塔组的塔顶出气口与所述氮气浓缩提纯系统连通，所述第一吸附塔组的塔底出气口与所述第一真空泵的入口连通，所述第一真空泵的出口与所述第一缓冲罐的入口连通，所述第一缓冲罐的出口与所述二氧化碳二次提纯系统连通。
[0015]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述含氮放空气中氮气体积浓度为88％
‑
90％，所述粗二氧化碳气体中二氧化碳的体积浓度为45％
‑
80％。
[0016]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述二氧化碳二次提纯系统包括第一二氧化碳压缩机、第三气液分离器、第二吸附塔组、第二真空泵和第二缓冲罐，所述第二吸附塔组包括多台并联设置的第二吸附塔，每一个第二吸附塔内均填充有第二吸附剂；其中，所述第一二氧化碳压缩机的入口连通于所述碳氮分离系统，所述第一二氧化碳压缩机的出口连通于所述第三气液分离器的入口，所述第三气液分离器的出口连通于所述第二吸附塔组的进气口，所述第二吸附塔组的塔顶出气口连通于所述氮气浓缩提纯系统，所述第二吸附塔组的塔底出气口连通于所述第二真空泵的入口，所述第二真空泵的出口连通于所述第二缓冲罐的入口。
[0017]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述氮气浓缩提纯系统包括第三缓冲罐、氮气压缩机、第二干燥器、过滤器和第三吸附塔组，所述第三吸附塔组包括并联设置的多台第三吸附塔，所述第三吸附塔内填充有第三吸附剂；其中，所述第三缓冲罐的入口与所述碳氮分离系统和所述二氧化碳二次提纯系统连通，所述第三缓冲罐的出口连通于所述氮气压缩机的入口，所述氮气压缩机的出口连通于所述第二干燥器的入口，所述第二干燥器的出口连通于所述过滤器的入口，所述过滤器的出口与所述第三吸附塔组的进气口连通，所述第三吸附塔组的顶部出气口得到产品氮气。
[0018]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述第三吸附塔的吸附压力为0.7
‑
1.0MPa，所述产品氮气的体积浓度为 99％
‑
99.999％。
[0019]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述系统还包括二氧化碳精制液化系统，所述二氧化碳精制液化系统连通于所述二氧化碳二次提纯系统，用于精制二氧化碳。
[0020]如上所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，可选地，所述二氧化碳精制液化系统包括第二冷却器、第四气液分离器、第二二氧化碳压缩机、第四缓冲罐、脱硫塔组、干燥塔组、第三冷却器、液化模块、精馏模块和二氧化碳储罐；其中，所述第二冷却器的入口连通于所述二氧化碳二次提纯系统，所述第二冷却器的出口连通于所述第四气液分离器的入口，所述第四气液分离器的出口连通于所述第二二氧化碳压缩机的入口，所述第
二二氧化碳压缩机的出口连通于所述第四缓冲罐的入口，所述第四缓冲罐的出口连通于所述脱硫塔组的入口，所述脱硫塔组的出口连通于所述干燥塔组的入口，所述干燥塔组的出口连通于所述第三冷却器的入口，所述第三冷却器的出口连通于所述液化模块的入口，所述液化模块的出口连通于所述精馏模块的入口，所述精馏模块的底部出口连通于所述二氧化碳储罐。
[0021]有益效果：
[0022](1)本技术的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统能够最大程度的回收二氧化碳和氮气，无三废产生。并且，本技术的碳氮分离系统，采用0.20
‑
0.40MPa的低压吸附模式分离二氧化碳和氮气，改变了以往技术在1.0M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，其特征在于，所述系统包括：烟道气预处理系统，用于对锅炉烟道气进行脱水和降温；碳氮分离系统，与所述烟道气预处理系统连通，用于变压吸附预处理后的烟道气并分离出含氮放空气和粗二氧化碳气体，所述碳氮分离系统的吸附压力为0.20
‑
0.40MPa；二氧化碳二次提纯系统，与所述碳氮分离系统连通，用于对所述碳氮分离系统分离出的粗二氧化碳气体进行二次提纯；氮气浓缩提纯系统，与所述碳氮分离系统和所述二氧化碳二次提纯系统连通，用于对所述碳氮分离系统分离出的含氮放空气和所述二氧化碳二次提纯系统产生的放空气进行提纯。2.如权利要求1所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，其特征在于，所述烟道气预处理系统包括第一冷却器、第一气液分离器和烟气引风机，所述第一冷却器的入口连通锅炉烟道，所述第一冷却器的出口连通所述第一气液分离器的入口，所述第一气液分离器的出口连通所述烟气引风机的入口，所述烟气引风机的出口连通所述碳氮分离系统。3.如权利要求1所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，其特征在于，所述碳氮分离系统包括烟气压缩机、第二气液分离器、第一干燥器、第一吸附塔组、第一真空泵和第一缓冲罐，所述第一吸附塔组包括多台并联设置的第一吸附塔，每一所述第一吸附塔内均填充有第一吸附剂；其中，所述烟气压缩机的入口连通所述烟道气预处理系统，所述烟气压缩机的出口与所述第二气液分离器的入口连通，所述第二气液分离器的出口与所述第一干燥器的入口连通，所述第一干燥器的出口与所述第一吸附塔组的进气口连通，所述第一吸附塔组的顶部出气为含氮放空气，底部出气为粗二氧化碳气体，所述第一吸附塔组的塔顶出气口与所述氮气浓缩提纯系统连通，所述第一吸附塔组的塔底出气口与所述第一真空泵的入口连通，所述第一真空泵的出口与所述第一缓冲罐的入口连通，所述第一缓冲罐的出口与所述二氧化碳二次提纯系统连通。4.如权利要求3所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，其特征在于，所述含氮放空气中氮气体积浓度为88％
‑
90％，所述粗二氧化碳气体中二氧化碳的体积浓度为45％
‑
80％。5.如权利要求1所述的锅炉烟道气同步回收氮气和二氧化碳的系统，其特征在于，所述二氧化碳二次提纯系统包括第一二氧化碳压缩机、第三气液分离器、第二吸附塔组、第二真空泵和第二缓冲罐，所述第二吸附塔组包括多台并联设置的第二吸附塔，每一个第二吸附塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍云，李玉雪，戚励，张怀涛，张永春，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：