本发明专利技术提供了一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，包括烟气处理装置、过滤器、膜吸收器、吸收塔、贫富液热交换器、膜再生器、再生塔，所述烟气处理装置与过滤器相连，所述过滤器通过不同的管道分别与膜吸收器、吸收塔相连，所述膜吸收器的液体出口、吸收塔的液体出口与贫富液热交换器的进口相连通，所述贫富液热交换器的出口分别与膜再生器的液体进口、再生塔的液体进口相连。本发明专利技术采用膜接触器与常规吸收塔的组合装置，两方面协同作用，能够大幅提高处理效率；同时采用特种配制的胺吸收液含有氨基酸盐、活化剂、阻聚剂，能够表现出高反应性和较快的解吸速率，可以实现95％的二氧化碳回收率。可以实现95％的二氧化碳回收率。
【技术实现步骤摘要】
一种燃烧后尾气碳捕捉的装置及其应用
[0001]本专利技术涉及烟气CO2捕捉领域，具体涉及IPC分类号B01D53/14，更具体涉及一种燃烧后尾气碳捕捉的装置及其应用。
技术介绍
[0002]随着气候变暖现象愈发严重，碳捕作为一项碳中和的新技术，主要是通过将二氧化碳捕获后，存放在地下、海底或其他用途。理论上看“捕捉”碳并不难，二氧化碳和胺类物质发生反应，二者在低温情况下结合，在高温中分离。通常采用的化学溶剂吸收和解析的技术已经工业化几十年了，并已经成熟地应用于工业二氧化碳的生产。但是为了实现碳中和的目标，大规模的回收工业燃烧废气，常规化学吸收的每吨二氧化碳的生产成本就不具备经济性了。此外常规的吸收塔气液接触的面积有限，体积传质系数较小，从而导致捕捉二氧化碳的效率较低，进一步增加了能耗成本，并且在进行碳捕捉的过程中使用的吸收液由于其吸收和解析的速度较慢，使得二氧化碳的回收率相对低一些。
[0003]中国专利CN109304078A提供了二氧化碳捕捉系统与方法，至少包括一个二氧化碳吸收塔、汽提塔、压缩机、第一闪蒸器，其中第一闪蒸器与汽提塔的液体出口相连接，压缩机与第一闪蒸器的气体出口与汽提塔的入口相连接，该系统和方法能够有效减少过程中产生的能量损失。然而所述装置采用的吸收塔的气液接触面积有限，一定程度上限制了处理效率，且同时采用氨水作为吸收剂，其二氧化碳的移除率最高只能达到83％左右。
技术实现思路
[0004]针对上述提到的技术问题，本专利技术一方面提供了一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，包括烟气处理装置、过滤器、膜吸收器、吸收塔、贫富液热交换器、膜再生器、再生塔，所述烟气处理装置与过滤器相连，所述过滤器通过不同的管道分别与膜吸收器、吸收塔相连，所述膜吸收器的液体出口、吸收塔的液体出口与贫富液热交换器的进口相连通，所述贫富液热交换器的出口分别与膜再生器的液体进口、再生塔的液体进口相连。
[0005]在一些实施方式中，所述膜吸收器与吸收塔并联设置，所述膜再生器与再生塔并联设置。
[0006]在一些实施方式中，所述烟气处理装置与压缩风机相连。
[0007]在一些实施方式中，所述烟气处理装置包括脱硫装置和/或脱硝装置。
[0008]优选地，所述烟气处理装置包括脱硫装置和脱硝装置。
[0009]在一些实施方式中，所述膜吸收器与吸收塔中用到的吸收液种类包括胺吸收液，所述胺吸收液包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙胺、二甘醇胺、乙二胺、哌嗪、吡啶、肌氨酸盐、甘氨酸盐、丙氨酸盐、亮氨酸盐、苯丙氨酸盐、色氨酸盐、谷氨酸盐、赖氨酸盐、甲硫氨酸盐和胱氨酸盐中的一种或多种。
[0010]优选地，所述胺吸收液包括肌氨酸盐、甘氨酸盐、丙氨酸盐、亮氨酸盐、苯丙氨酸盐、色氨酸盐、谷氨酸盐、赖氨酸盐、甲硫氨酸盐和胱氨酸盐水溶液中的一种。
[0011]更加优选地，所述胺吸收液还包括活性剂、阻聚剂。
[0012]在一些实施方式中，所述膜再生器和再生塔的出口分别与再沸器的进口相连通，所述再沸器与再生塔的底部相连，所述再沸器与贫富液热交换器相连，所述贫富液热交换器与吸收塔的顶部相连。
[0013]在一些实施方式中，所述膜再生器的气体出口通过真空泵与冷凝器相连，所述再生塔的气体出口与冷凝器相连。
[0014]在一些实施方式中，所述膜再生器和再生塔释放出的二氧化碳和部分蒸汽经过冷凝器后蒸汽被冷凝回流到再生塔中，同时可以完成二氧化碳的捕捉，捕捉后的二氧化碳输送到下一步工序，进一步液化处理。
[0015]在一些实施方式中，烟气经过膜吸收器与吸收塔中的吸收液进行传质过程，被吸收二氧化碳之后的气体直接排入大气。
[0016]在一些实施方式中，所述膜再生器和再生塔中释放出二氧化碳再生贫液通过贫富液换热器与吸收塔顶部相连。
[0017]在一些实施方式中，所述膜吸收器与膜再生器采用多层复合膜，所述复合膜的结构由下至上依次包括基材、PVDF层、亲水层、纳米选择透过CO2层、保护层。
[0018]在一些实施方式中，所述保护层为高憎水耐堵保护层。
[0019]在一些实施方式中，所述膜吸收器与膜再生器中的底材不同，所述膜吸收器的基材为PET材质，所述膜再生器的基材为PVDF、PEEK中的一种。
[0020]本专利技术的另一方面提供了一种燃烧后尾气碳捕捉的装置的应用，用于钢厂、电厂、水泥厂烟气中的CO2捕捉。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术采用膜接触器与常规吸收塔的组合装置，两方面协同作用，能够大幅提高处理效率；同时采用特种配制的胺吸收液含有氨基酸盐、活化剂、阻聚剂，能够表现出高反应性和较快的解吸速率，可以实现95％的二氧化碳回收率；此外本专利技术中的膜吸收器和膜再生器均采用多层复合膜，包括纳米级选择透过CO2膜，并复合表面抗污染的保护层，能够保证回收效果，避免其他杂质的污染造成膜层的封堵而影响到碳捕捉的效果。
附图说明
[0023]图1是本专利技术中碳捕捉的装置示意图；
[0024]图2是本专利技术中膜吸收器和膜再生器的膜结构示意图。
[0025]其中，1、压缩机；2、烟气处理装置；3、过滤器；4、膜吸收器；5、吸收塔；6、贫富液热交换器；7、再生塔；8、膜再生器；9、冷凝器；10、再沸器；11、真空泵。
[0026]101、基材；102、PVDF层；103、亲水层；104、纳米选择透过CO2层；105、保护层。
具体实施方式
[0027]实施例1
[0028]请参阅图1和图2，一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，包括烟气处理装置2、过滤器3、膜吸收器4、吸收塔5、贫富液热交换器6、膜再生器8、再生塔7，所述烟气处理装置2与过滤器3相连，所述过滤器3通过不同的管道分别与膜吸收器4、吸收塔5相连，所述膜吸收器4的液
体出口、吸收塔5的液体出口与贫富液热交换器6的进口相连通，所述贫富液热交换器6的出口分别与膜再生器8的液体进口、再生塔7的液体进口相连。
[0029]所述膜吸收器4与吸收塔5并联设置，所述膜再生器8与再生塔7并联设置。
[0030]所述烟气处理装置2与压缩风机1相连，压缩机1将烟气输送到烟气处理装置2。
[0031]所述烟气处理装置2包括脱硫装置和脱硝装置，实现去除烟气中的含硫化合物和含氮化合物，保证后续排入的大气不含有害气体。
[0032]所述膜吸收器4与吸收塔5中用到的吸收液种类为胺吸收液，所述胺吸收液包括氨基酸盐和活性剂、阻聚剂，通过这类胺吸收液能够与二氧化碳产生高反应性和较快的解吸速率。
[0033]所述膜再生器8和再生塔7的出口分别与再沸器10的进口相连通，所述再沸器10与再生塔7的底部相连，所述再沸器10与贫富液热交换器6相连，所述贫富液热交换器6与吸收塔5的顶部相连，所述贫富液热交换器6实现了将吸收了二氧化碳的富液与脱出了二氧化碳的贫液进行热交换，起到再生液循环使用、节约能源的作用。
[0034]所述膜再本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，其特征在于，包括烟气处理装置(2)、过滤器(3)、膜吸收器(4)、吸收塔(5)、贫富液热交换器(6)、膜再生器(8)、再生塔(7)，所述烟气处理装置(2)与过滤器(3)相连，所述过滤器(3)通过不同的管道分别与膜吸收器(4)、吸收塔(5)相连，所述膜吸收器(4)的液体出口、吸收塔(5)的液体出口与贫富液热交换器(6)的进口相连通，所述贫富液热交换器(6)的出口分别与膜再生器(8)的液体进口、再生塔(7)的液体进口相连。2.根据权利要求1所述的一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，其特征在于，所述膜吸收器(4)与吸收塔(5)并联设置，所述膜再生器(8)与再生塔(7)并联设置。3.根据权利要求1所述的一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，其特征在于，所述烟气处理装置(2)与压缩风机(1)相连。4.根据权利要求3所述的一种燃烧后尾气碳捕捉的装置，其特征在于，所述烟气处理装置(2)包括脱硫装置和/或脱硝装置。5.根据权利要求1
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4任一项所述的一种燃烧后尾气碳捕捉装置，其特征在于，所述膜吸收器(4)与吸收塔(5)中用到的吸收液种类包括胺吸收液，所述胺吸收液包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙胺、二甘醇胺、乙二胺、哌嗪、吡啶、肌氨酸盐、甘氨酸盐、丙氨酸盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶伟强，刘寿山，陶宇佳，
申请(专利权)人：上海蓝景膜技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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