一种多级脱碳的方法技术

本发明专利技术涉及一种多级氨法脱碳的方法，其特征在于，使用氨作为吸收剂，在吸收器内吸收工艺气中的CO2，该吸收器包括4级或以上吸收，其中，沿工艺气流流向设有第一级吸收、第二级吸收、第三级吸收、第四级吸收、和任选的更高级吸收，控制第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。的工艺气温度。的工艺气温度。

【技术实现步骤摘要】
一种多级脱碳的方法


[0001]本专利技术属于环保
，具体涉及一种提高工艺气体中提高CO2捕集效率的多级脱碳的方法。

技术介绍

[0002]气候变暖是影响整个人类发展的问题，CO2是气候变暖的主要贡献者，化工行业生产活动产生的工业气体含有大量的CO2。任何想要大规模控制CO2的排放，应对气候变暖，都必须着力于研发高效捕集CO2的技术。
[0003]以氨水作为吸收液的化学吸收法具有吸收能力强、腐蚀性小、再生能耗低、补充成本低，不易被烟气中其它组分降级，可同时脱除多种酸性气体污染物等特点，得到国内外学者进行了大量的研究。
[0004]专利CN102078743B公开了一种改良的CO2无机吸收剂，包括碳化氨溶液和添加剂，所述的碳化氨溶液的总氨质量分数为4％～12％，所述的添加剂为磷酸钠或磷酸钾，添加剂的摩尔浓度与碳化氨溶液的总氨摩尔浓度之比为0.04～0.20，其余量为去离子水。本专利技术通过控制碳化氨溶液成分和添加剂脱氨，提高脱碳效率，减少氨逃逸。但使用添加剂会影响产品碳酸氢铵纯度。
[0005]CN102688676A公开了一种电厂烟气氨法脱碳工艺，烟气经过脱硫、除尘冷却到45～55℃后，进入脱碳吸收塔，与脱碳吸收塔内的吸收液逆流接触，吸收液的总氨质量分数控制在3％～5％，烟气中CO2被吸收，将吸收CO2后的吸收富液送入再生塔中，对富液加热解吸释放CO2，解吸温度为85～95℃，然后返回到脱碳吸收塔开始新一轮吸收。在吸收液中添加碳酸氢钠或碳酸氢钾，添加的碳酸氢钠或碳酸氢钾浓度为0.1～0.5mol/L。本专利技术是一种CO2的解吸率高，同时吸收液循环利用过程中CO2负载量保持不变，保证溶液对CO2的吸收能力的电厂烟气氨法脱碳工艺。
[0006]CN103007719A公开了一种双循环烟气氨法脱碳装置，装置设有双段循环，并通过底部分离出固体产物，为解决现有的氨法吸收电厂排放的烟气中二氧化碳的装置存在吸收效率不高，装置易发生堵塞的问题。该装置仅通过设置双段循环解决固体堵塞问题，未考虑氨法脱碳吸收与温度控制的关系。
[0007]专利CN200880122376.2公开了一种处理烟道气流的多级CO2去除系统和方法，使用吸收器容器，在0
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20℃低温条件下使烟道气流与含有氨的离子溶液接触，同时第一吸收级的溶液比第三吸收级的溶液具有更高的温度和更低的氨碳比。通过控制较低温度，且第三级有更低的温度可以降低氨逃逸，但第三级具有更高的氨碳比会使氨逃逸增加。
[0008]仍然需要显示高的吸收效率且能够有效控制氨逃逸的氨法脱碳工艺。
[0009]专利技术概述
[0010]为了克服现有氨法脱碳工艺所遇到的吸收效率低，氨逃逸严重的问题，本专利技术人进行了勤勉的研究。结果发现，通过设置4级或更多级吸收并且控制各吸收级的温度分布，任选地结合氨添加的控制，能够实现氨法脱碳工艺的高吸收效率和有效的氨逃逸控制，由
此完成了本专利技术。
[0011]因此，本专利技术的一个目的是提供一种多级氨法脱碳的方法，该方法使用氨作为吸收剂在吸收器内吸收工艺气中的CO2，该吸收器包括4级或以上吸收，其中，
[0012]沿工艺气流流向依次设有第一级吸收、第二级吸收、第三级吸收、第四级吸收和任选的更高级吸收，
[0013]控制第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。
[0014]本专利技术的方法能够有效降低能耗，增加吸收效率，很好地控制氨逃逸。
[0015]本专利技术是另一个目的是提供一种用于实施本专利技术方法的装置，其包括：
[0016]沿工艺气流流向依次布置的第一级吸收、第二级吸收、第三级吸收、第四级吸收和任选的更高级吸收；
[0017]加氨装置，其被构建为向一级或多级吸收供给氨吸收剂；
[0018]以及温度控制手段，该温度控制手段被构建为控制第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，和控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。
[0019]附图简要说明
[0020]图1是按照本专利技术一些实施方案的氨法脱碳装置的示意图。
[0021]图1中的附图标记具有以下含有：1、工艺气；2、吸收器；3、吸收器第一级吸收；4、第一级循环泵；5、第一级填料；6、第一级集液器；7、第二级循环泵；8、吸收器第二级吸收；9、第二级填料；10、第二级集液器；11、第三级循环泵；12、吸收器第三级吸收；13、第三级填料；14、第三级集液器；15、第四级循环泵；16、吸收器第四级吸收；17、第四级填料；18、第四级集液器；19、第五级循环泵；20、吸收器第五级吸收；21、第五级填料；22、第五级集液器；23、第六级循环泵；24、第六级填料；25、吸收器第六级吸收；26、除雾器；27、氨；28、碳酸氢铵溶液/浆液；29、补水；30、脱碳后气体；31、第一级换热器；32、第二级换热器；33、第三级换热器；34、第四级换热器；35、第五级换热器；36、第六级换热器。
[0022]优选实施方案的详细描述
[0023]在第一方面，本公开涉及一种多级氨法脱碳的方法，其特征在于，使用氨作为吸收剂，在吸收器中吸收工艺气中的CO2，该吸收器包括4级或以上吸收，其中，
[0024]沿工艺气流流向依次设有第一级吸收、第二级吸收、第三级吸收、第四级吸收和任选的更高级吸收，
[0025]控制第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。
[0026]如本领域技术人员理解的，本公开方法中可以使用水作为吸收介质。
[0027]在一些实施方案中，控制第二和第三级吸收的工艺气温度高于第一级吸收的工艺气温度至少1℃，优选至少2℃，更优选至少3℃。优选地，控制第二和第三级吸收的工艺气温度高于第一级吸收的工艺气温度不超过30℃，优选不超过25℃，更优选不超过20℃。
[0028]在一些实施方案中，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度至少1℃，优选至少2℃，更优选至少3℃。优选地，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度不超过25℃，优选不超过20
℃，更优选不超过15℃。
[0029]在本专利技术的方法中，在吸收器中进行多级加氨，最后一级脱碳吸收循环液加氨量低于前一级或加氨。在吸收循环液中氨的加入将形成氨基甲酸盐或碳酸盐。因此，最后一级脱碳吸收循环液加氨量低于前一级或不加氨的氨添加方式将有利于减少氨基甲酸盐或碳酸盐的形成，同时也有利于控制氨逃逸。
[0030]在一些实施方案中，最后一级脱碳吸收循环液中的加氨量占整个工艺中总加氨量的20重量％或更少，优选10重量％或更少，更优选5重量％或更少，甚至更优选0重量％。
[0031]在一些实施方案中，控制第二和第三级吸收的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级氨法脱碳的方法，其特征在于，使用氨作为吸收剂，在吸收器内吸收工艺气中的CO2，该吸收器包括4级或以上吸收，其中，沿工艺气流流向依次设有第一级吸收、第二级吸收、第三级吸收、第四级吸收、和任选的更高级吸收，控制第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。2.权利要求1所述的方法，其具有以下特征中至少之一：
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在吸收器中进行多级加氨，最后一级脱碳吸收循环液加氨量低于前一级或不加氨；和
‑
在吸收器中进行多级加氨，第一级脱碳吸收循环液加氨量低于后一级或不加氨。3.权利要求1所述的方法，其具有以下特征中至少之一：
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控制第二和第三级吸收的工艺气具有相同的温度，或者控制第三级工艺气具有高于第二级工艺气的温度；
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控制第一级吸收的工艺气温度为10℃
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30℃，控制第二和第三级吸收的工艺气温度为15℃
‑
35℃；控制第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度为5℃
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25℃，前提是第二和第三级吸收的工艺气温度不低于第一级吸收的工艺气温度，且第四级吸收和任选的更高级吸收的工艺气温度低于第一级吸收的工艺气温度。4.权利要求1所述的方法，其具有以下特征中至少之一：
‑
控制第一级吸收的工艺气温度和加氨量以促进在第一级吸收中碳酸氢铵的生成；
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在第一级吸收中收集碳酸氢铵溶液或浆液，并将其用于生产固体碳酸氢铵。5.权利要求1所述的方法，其具有以下特征中至少之一：
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所述吸收器可以组合成一个塔中或多个塔中，级与级之间设有允许气体通过的设备/部件；
‑
每级吸收至少设置1层循环液分布器；
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每级吸收至少设置1层气液接触部件，气液接触部件优选是填料；
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通过换热器降低循环液温度，并且通过循环液喷淋降低工艺气温度；
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沿工艺气流流向依次使用的多级吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，祁丽昉，王金勇，罗静，
申请(专利权)人：江南环保集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：