吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法。该吸收装置包括：一级吸收塔，一级吸收塔内部能够通入一级吸收剂，二级吸收塔，二级吸收塔内部能够通入二级吸收剂，连接一级吸收塔和二级吸收塔的烟气管道；任选存在的循环冷却组件，循环冷却组件连接在二级吸收塔的内部和/或外部，一级吸收剂和二级吸收剂相同或不同，并在一级吸收塔和二级吸收塔中，一级吸收剂和二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液；循环冷却组件能够将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液降温后再输送回二级吸收塔。本发明专利技术的吸收装置和二氧化碳捕集系统能够增加烟气与吸收剂的气液停留时间，促进吸收液对二氧化碳的捕集效率。化碳的捕集效率。化碳的捕集效率。

【技术实现步骤摘要】
吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法


[0001]本专利技术涉及一种吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法，属于二氧化碳捕集


技术介绍

[0002]二氧化碳捕集与封存技术是现阶段实现燃煤/燃气锅炉所产生的烟气二氧化碳减排的关键技术。根据二氧化碳捕集单元所处次序的不同，可分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等技术。燃烧后捕集由于不涉及到改造原工艺，对原工艺的继承度高等优势，使得该技术在烟气脱碳过程中应用广泛。根据二氧化碳捕集作用机理的差异，可分为：化学/物理吸收法、物理吸附法、膜分离法等。其中，由于化学吸收法能够实现低浓度二氧化碳的捕集目的，在工业烟气脱碳中得到了广泛的应用。
[0003]化学吸收法碳捕集是现阶段唯一可大规模捕集二氧化碳的技术路径，传统吸收法碳捕集系统在工业应用中具有能耗高、胺耗高、高温易降解等局限，极大限制了化学吸收法尤其是醇胺法碳捕集技术的大规模推广应用。
[0004]基于醇胺溶液的化学吸收法是目前唯一实现规模商业化应用的二氧化碳捕集方法，单乙醇胺(MEA 20
‑
30％)被认为是第一代吸收剂，并被作为标准溶剂进行对比。单乙醇胺虽然具有吸收速率快、吸收负荷大、挥发性较低等优点，但吸收富胺溶液再生所需能耗高，通常为3.7
‑
4.0GJ/t二氧化碳，占总捕集能耗的58％
‑
80％。以600MW燃煤电厂为例，使用典型的单乙醇胺工艺吸收技术将导致净发电效率由41％降至28％。因此，目前开发了系列的混合胺吸收工艺和相变吸收工艺，通过加入一定量的空间位阻胺(如异丁醇胺，AMP)或三级胺(如N,N
‑
二甲基环己胺，DMCA)等调变单乙醇胺与二氧化碳的结合强度，降低解吸能耗和解吸温度，但同时也导致了有机胺的挥发量增加。
[0005]有机胺挥发是导致吸收剂有效成分损失的主要原因之一，降低有机胺挥发量可有效控制有机胺法碳捕集运行成本。现有的吸收塔仅仅是利用塔顶的一级水洗冷却器降低有机胺的挥发，但是针对大风量高湿度的烟气，冷凝有机胺的效果较差。另外，随着人类环保意识的增强和国家不断加严的环保标准，有机胺的挥发性和毒性受到了越来越多的重视。有机胺气体挥发到大气中会进一步发生大气化学反应，生成亚硝胺等致癌物质，另外，二次气溶胶的行程也会进一步导致大气中PM
2.5
增加，造成雾霾污染等。因此，如何在保证二氧化碳吸收效率的前提下降低有机胺的挥发性是目前亟需解决的技术问题。
[0006]引用文献1公开一种二氧化碳捕集系统，其包括：吸收塔，所述吸收塔上还设有连通于第一容纳腔的富胺溶液供给管路；解吸再生塔，所述解吸再生塔上开设有与第二容纳腔连通的贫液供给管路；压缩增焓装置，包括第一压缩增焓机组，所述第一压缩增焓机组包括第一换热器、第一压缩机以及第二换热器，所述第一换热器设于所述富胺溶液供给管路上，用于对所述富胺溶液供给管路中的富二氧化碳吸收液加热，所述第二换热器设于所述贫液供给管路上，用于冷却所述贫液供给管路中的贫二氧化碳吸收液。但是该方法的目的一定程度上能够解决碳捕集技术能耗高，胺耗高的问题，但是其结构复杂，需要设置多个换
热器才能实现。
[0007]引用文献2公开一种二氧化碳捕集系统及方法。二氧化碳捕集系统包括解析塔、吸收塔和第一换热器；所述吸收塔用于使贫胺溶液吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液，所述解析塔用于将所述富胺溶液解析为贫胺溶液和二氧化碳，所述解析塔与所述吸收塔循环连通，用于胺溶液的循环流通；所述第一换热器包括第一通道和第二通道，所述第一通道的一端用于连通烟气源，所述第一通道的另一端连通所述吸收塔的烟气入口，所述第二通道与所述解析塔循环连通，所述第一通道内经过的烟气与所述第二通道内的媒介热交换，以给所述解析塔提供热量。该方法虽然可以一定程度上节省能耗，但是其无法降低有机胺的挥发量。
[0008]引用文献：
[0009]引用文献1：CN 114367187 A
[0010]引用文献2：CN 113368683 A

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]鉴于现有技术中存在的技术问题，例如现有二氧化碳捕集技术存在有机胺挥发量大的缺陷，本专利技术首先提供一种吸收装置和二氧化碳捕集系统。所述吸收装置和二氧化碳捕集系统能够在保证二氧化碳高效低成本捕集的前提下，降低有机胺的挥发量。
[0013]进一步地，本专利技术还提供一种二氧化碳捕集方法，该方法简单易行，占用场地较小。
[0014]用于解决问题的方案
[0015][1]、一种吸收装置，其包括：
[0016]一级吸收塔，所述一级吸收塔内部能够通入一级吸收剂，
[0017]二级吸收塔，所述二级吸收塔内部能够通入二级吸收剂，
[0018]连接所述一级吸收塔和二级吸收塔的烟气管道；以及，
[0019]任选存在的循环冷却组件，所述循环冷却组件连接在所述二级吸收塔的内部和/或外部，其中，
[0020]所述一级吸收剂和二级吸收剂相同或不同，并在所述一级吸收塔和二级吸收塔中，一级吸收剂和二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液；并且，
[0021]所述循环冷却组件能够将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液降温后再输送回所述二级吸收塔。
[0022][2]、根据上述[1]所述的吸收装置，其中，设所述一级吸收塔的容积为V
a
，所述二级吸收塔的容积为V
b
，则存在如下关系：
[0023]V
a
≥2V
b
。
[0024][3]、根据上述[1]或[2]所述的吸收装置，其中，设所述一级吸收塔中的一级吸收剂在20
‑
40℃的饱和蒸汽压为P
a
，所述二级吸收塔中的二级吸收剂在20
‑
40℃的饱和蒸汽压为P
b
，则存在如下关系：
[0025]P
a
≥P
b
。
[0026][4]、根据上述[1]‑
[3]任一项所述的吸收装置，其中，所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括有机胺吸收剂和/或贫胺溶液，优选地，所述有机胺吸收剂包括非相变吸收剂或相变吸收剂中的一种或两种以上的组合。
[0027][5]、根据上述[1]‑
[4]任一项所述的吸收装置，其中，当所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括相变吸收剂时，所述一级吸收塔和/或所述二级吸收塔的外部还设置有分相器，所述分相器用于分离一级吸收塔和/或所述二级吸收塔产生的分相富胺溶液。
[0028][6]、根据上述[1]‑
[5]任一项所述的吸收装置，其中，所述一级吸收塔和/或二级吸收塔包括：喷淋组件、冷凝装置和至少一层填料层；其中，
[0029]所述喷淋组件和所述冷凝装置位于所述一级吸收塔和/或二级吸收塔的顶部；
[0030]所述填料层位于所述一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸收装置，其特征在于，包括：一级吸收塔，所述一级吸收塔内部能够通入一级吸收剂，二级吸收塔，所述二级吸收塔内部能够通入二级吸收剂，连接所述一级吸收塔和二级吸收塔的烟气管道；以及，任选存在的循环冷却组件，所述循环冷却组件连接在所述二级吸收塔的内部和/或外部，其中，所述一级吸收剂和二级吸收剂相同或不同，并在所述一级吸收塔和二级吸收塔中，一级吸收剂和二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液；并且，所述循环冷却组件能够将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液降温后再输送回所述二级吸收塔。2.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，设所述一级吸收塔的容积为V
a
，所述二级吸收塔的容积为V
b
，则存在如下关系：V
a
≥2V
b
。3.根据权利要求1或2所述的吸收装置，其特征在于，设所述一级吸收塔中的一级吸收剂在20
‑
40℃的饱和蒸汽压为P
a
，所述二级吸收塔中的二级吸收剂在20
‑
40℃的饱和蒸汽压为P
b
，则存在如下关系：P
a
≥P
b
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的吸收装置，其特征在于，所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括有机胺吸收剂和/或贫胺溶液，优选地，所述有机胺吸收剂包括非相变吸收剂或相变吸收剂中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的吸收装置，其特征在于，当所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括相变吸收剂时，所述一级吸收塔和/或所述二级吸收塔的外部还设置有分相器，所述分相器用于分离一级吸收塔和/或所述二级吸收塔产生的分相富胺溶液。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的吸收装置，其特征在于，所述一级吸收塔和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭悦，詹国雄，陈阵，司文哲，李俊华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：