一种混合盐脱碳系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种混合盐脱碳系统及工艺，该系统包括第一吸收塔、第二吸收塔、水洗塔、液液分离器、蒸氨塔、第一换热器、第二换热器及解吸塔；第一吸收塔的出气口通过管道与第二吸收塔的进气口连通，第二吸收塔的出气口通过管道与水洗塔的入口连通，水洗塔的液体出口通过管道与蒸氨塔的液体入口连通，蒸氨塔的气体出口通过管道与第二吸收塔的喷淋入口连通；第一吸收塔及第二吸收塔的富液出口分别通过管道依次经由富液循环泵、液液分离器与富液输送泵的入口连通，富液输送泵的出口分别通过管道并经由第一换热器、第二换热器与解吸塔的中、上部喷淋入口连通。本发明专利技术可降低再生能耗，减少氨排放和再沸器负荷，提高二氧化碳压力值，降低系统运行成本。系统运行成本。系统运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种混合盐脱碳系统及工艺


[0001]本专利技术涉及一种混合盐脱碳系统及工艺，属于烟气净化、二氧化碳减排


技术介绍

[0002]温室气体的过度排放是导致全球变暖的主要原因。二氧化碳的捕集与分离是碳减排的重要手段之一。常规化学吸收法脱碳技术中相对成熟的是醇胺溶液吸收法及冷冻氨工艺(CAP)，醇胺溶液吸收法是指在脱硫脱碳化工过程中以弱碱性有机胺溶剂作为吸收剂吸收硫化氢或二氧化碳的方法，而CAP是指以阿尔斯通公司为主开发的一种CO2捕集技术，该技术利用碳酸铵和碳酸氢铵混合浆液作为循环利用的CO2吸收剂，可实现90％脱碳率；其中以MEA(乙醇胺，monoethanolamine)/MDEA(甲基二乙醇胺，methyldiethanolamine)等醇胺溶液为主吸收剂的化学吸收法市场应用规模最广，但由于吸收剂的再生能耗较高，再沸器负荷较高，蒸汽耗量大，运行成本居高不下；与MEA法相比，以氨水为主吸收剂的冷冻氨工艺具有一系列有益之处：如氨水对CO2的脱除效率高达95％
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98％，而常规的MEA法只有90％左右；CO2吸收能力可达1.2kg(CO2)/kg(NH3)，是MEA溶液的3倍，而且不存在设备腐蚀、氧化降解等问题，同时再生能耗有望降低50％以上，从而大大降低成本。但是，氨法捕碳尚存在如下问题：由于氨的蒸气压高，从吸收塔顶部蒸发的气相氨量比较大，如果没有额外的洗涤装置，很难保证氨泄漏达到排放要求；氨基甲酸铵的水解速率慢使得吸收液的碳化度长时间停留在较低水平，导致氨利用率低；进入反应后期，碳化氨水吸收CO2速率缓慢；解吸能耗有待进一步降低。
[0003]为弥补冷冻氨工艺的以上不足，各种改良技术层出不穷。
[0004]与本专利技术相关的现有技术一：
[0005]现有技术一的技术方案：
[0006]中国专利CN 1080144603A公开了一种结晶氨法蒸汽再生捕碳系统及其方法，该技术使吸收塔放出来的富液不直接进入再生塔，而在结晶器内采用以乙醇为溶析剂的溶析结晶法强化低碳化度的富液结晶，然后进入固液分离装置，晶体放入再生塔进行加热，液体再送回结晶器内并补充一定的乙醇以维持溶析结晶效果，再生塔放出的气体经过氮碳分离装置，将氨气与逃逸后被捕集的氨气送入吸收剂再生利用装置，再被送入吸收塔，作为吸收剂继续工作。此技术中，由于在再生塔中只需对固体产物进行加热，可以减少富液解吸时由于要使大量的水升温消耗的能量，因此可大大降低解吸过程的能耗。
[0007]现有技术一的缺点：
[0008]该专利技术利用碳酸氢铵在乙醇溶液中不溶解的原理做富液溶析结晶处理，存在以下不足：1)由于富液中除了碳酸氢铵外，绝大部分是水，为达到溶析的目的，需要添加大量的无水乙醇溶液来提高乙醇与水的比例，溶析反应不是瞬时反应，结晶过程不能做到连续运行，与原技术相比，本专利技术并未提高吸收液的碳化时间，反而由于增加结晶过程又大大增加了反应时间，工艺的经济性大大折扣；2)结晶器内固液分离后的残液的主要成分是氨水、乙醇，对乙醇进行提纯处理，需要额外的装置，如蒸馏、膜交换法等，虽然通过溶析
结晶节省了解吸的能耗，但增加了提纯处理的能耗，整体工艺的综合节能性能并未得到大幅提高；3)再生塔塔顶出口二氧化碳气体仍保持常压状态，后续液化处理需要加压，该专利技术未对此部分能耗进行优化处理。
[0009]与本专利技术相关的现有技术二：
[0010]现有技术二的技术方案：
[0011]中国专利CN106693614A公开了一种氨
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水第二类吸收式热泵驱动的紧凑型氨法碳捕集系统，其将氨法二氧化碳捕集系统和氨
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水第二类吸收式热泵紧凑结合，蒸氨塔顶部的氨气先冷凝除水，再利用第二类吸收式热泵将蒸氨塔顶部的氨气热值与低温热源热量交换，提高氨气的热值，再作为解吸塔的再沸器的热源加热贫液，从而节省再沸器的能耗。
[0012]现有技术二的缺点：
[0013]此种方式有以下技术不足：(1)该专利技术仍采用氨水作为吸收剂，吸收塔内的氨基甲酸铵的水解速率慢，使得吸收液的碳化度低；(2)蒸氨塔塔顶产生的氨气量与水蒸气量较少，而再沸器的耗能较大，以塔顶冷凝产生的氨水溶液作为工质对，利用热泵系统将热量从低温余热热源转化成高温热源的总量有限，全部用于再沸器仍不能满足正常运行下的耗能，再沸器仍需要外来热源。
[0014]因此，提供一种新型的混合盐脱碳系统及工艺已经成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0015]为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种混合盐脱碳系统。
[0016]本专利技术的另一个目的还在于提供一种混合盐脱碳工艺。
[0017]为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种混合盐脱碳系统，其中，所述混合盐脱碳系统包括：第一吸收塔、第二吸收塔、水洗塔、液液分离器、蒸氨塔、第一换热器、第二换热器及解吸塔；
[0018]其中，所述第一吸收塔的出气口通过管道与所述第二吸收塔的进气口连通，第二吸收塔的出气口通过管道与水洗塔的入口连通，水洗塔的液体出口通过管道与所述蒸氨塔的液体入口连通，所述蒸氨塔的气体出口通过管道与所述第二吸收塔的喷淋入口连通；
[0019]所述第一吸收塔的富液出口、所述第二吸收塔的富液出口分别通过管道依次经由富液循环泵、液液分离器与富液输送泵的入口连通，富液输送泵的出口分别通过管道并经由第一换热器、第二换热器与解吸塔的中部喷淋入口、上部喷淋入口连通。
[0020]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，所述解吸塔的第一贫液出口通过管道依次经由第一换热器、第二贫液循环泵与所述第一吸收塔的喷淋入口连通，和/或所述富液循环泵的出口通过管道与所述第一吸收塔的喷淋入口连通。
[0021]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，所述第二吸收塔的富液出口通过管道依次经由第一流量调节阀、第一止回阀与所述富液循环泵的入口连通。
[0022]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，所述第一吸收塔的富液出口通过管道依次经由第二流量调节阀、第二止回阀与所述富液循环泵的入口连通。
[0023]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，富液输送泵的出口通过管道并依次经由第四流量调节阀、第一换热器与解吸塔的中部喷淋入口连通；所述富液输送泵的出口还通过管道并依次经由第五流量调节阀、第二换热器与解吸塔的上部喷淋入口连通。
[0024]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，所述富液循环泵的出口通过管道依次经由第三流量调节阀、第三止回阀与所述第一吸收塔的喷淋入口连通。
[0025]作为本专利技术以上所述混合盐脱碳系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括第一冷却器，所述解吸塔的第一贫液出口通过管道依次经由第一换热器、第二贫液循环泵与所述第一冷却器的贫液入口连通，和/或所述富液循环泵的出口通过管道与所述第一冷却器的贫液入口连通，所述第一冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合盐脱碳系统，其特征在于，所述混合盐脱碳系统包括：第一吸收塔、第二吸收塔、水洗塔、液液分离器、蒸氨塔、第一换热器、第二换热器及解吸塔；其中，所述第一吸收塔的出气口通过管道与所述第二吸收塔的进气口连通，第二吸收塔的出气口通过管道与水洗塔的入口连通，水洗塔的液体出口通过管道与所述蒸氨塔的液体入口连通，所述蒸氨塔的气体出口通过管道与所述第二吸收塔的喷淋入口连通；所述第一吸收塔的富液出口、所述第二吸收塔的富液出口分别通过管道依次经由富液循环泵、液液分离器与富液输送泵的入口连通，富液输送泵的出口分别通过管道并经由第一换热器、第二换热器与解吸塔的中部喷淋入口、上部喷淋入口连通。2.根据权利要求1所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述解吸塔的第一贫液出口通过管道依次经由第一换热器、第二贫液循环泵与所述第一吸收塔的喷淋入口连通，和/或所述富液循环泵的出口通过管道与所述第一吸收塔的喷淋入口连通。3.根据权利要求1或2所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述系统还包括第一冷却器，所述解吸塔的第一贫液出口通过管道依次经由第一换热器、第二贫液循环泵与所述第一冷却器的贫液入口连通，和/或所述富液循环泵的出口通过管道与所述第一冷却器的贫液入口连通，所述第一冷却器的贫液出口通过管道与所述第一吸收塔的喷淋入口连通。4.根据权利要求1所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述系统还包括再沸器，其设置于所述解吸塔的下部，所述再沸器设置有蒸汽入口、蒸汽出口、液体入口、再沸器顶部出口及再沸器中部出口，所述解吸塔的第二贫液出口通过管道与所述液体入口连通，所述再沸器顶部出口通过管道与所述解吸塔的气体入口连通。5.根据权利要求4所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述再沸器中部出口通过管道依次经由第二换热器、第一贫液循环泵与所述第二吸收塔的喷淋入口连通，和/或所述液液分离器的上清液出口通过管道与所述第二吸收塔的喷淋入口连通。6.根据权利要求4或5所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述系统还包括第二冷却器，所述再沸器中部出口通过管道依次经由第二换热器、第一贫液循环泵与所述第二冷却器的贫液入口连通，和/或所述液液分离器的上清液出口通过管道与所述第二冷却器的贫液入口连通，所述第二冷却器的贫液出口通过管道与所述第二吸收塔的喷淋入口连通。7.根据权利要求1所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述系统还包括第三换热器及第一冷凝器，所述水洗塔的液体出口通过管道与所述第三换热器的第一入口连通，所述第三换热器的第一出口通过管道与所述蒸氨塔的液体入口连通，所述蒸氨塔的液体出口通过管道与所述第三换热器的第二入口连通，所述第三换热器的第二出口通过管道与所述水洗塔的喷淋入口连通；所述蒸氨塔的气体出口通过管道经由气体减压阀与第一冷凝器的入口连通，所述第一冷凝器的冷凝水出口通过管道与所述蒸氨塔的冲洗水入口连通，所述第一冷凝器的气体出口通过管道与所述第二吸收塔的喷淋入口连通。8.根据权利要求1或7所述的混合盐脱碳系统，其特征在于，所述系统还包括第四换热器及第二冷凝器，所述水洗塔的液体出口还通过管道与所述第四换热器的第一入口连通，所述第四换热器的第一出口通过管道与所述水洗塔的喷淋入口连通；所述解吸塔的气体出口通过管道与所述第四换热器的第二入口连通，所述第四换热器的第二出口通过管道与所述第二冷凝器的入口连通，所述第二冷凝器的冷凝水出口通过管
道与所述解吸塔的冲洗水入口连通。9.一种混合盐脱碳工艺，其特征在于，所述混合盐脱碳工艺是利用权利要求1
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8任一项所述的混合盐脱碳系统实现的，其包括：(1)于第一吸收塔中，预处理后的含CO2烟气与混合盐吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明英，张亚志，张艺峰，朱繁，徐继法，李加旺，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：