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捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法和系统技术方案

技术编号:36424866 阅读:13 留言:0更新日期:2023-01-20 22:34
本发明专利技术涉及二氧化碳捕集技术领域,公开了一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法和系统,该方法包括采用二氧化碳存储罐内的气态CO2作为解吸气的冷却介质。本发明专利技术的捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法不仅可以避免冷能的浪费,还可以在捕集CO2的同时降低二氧化碳吸收剂逃逸量,一方面提高二氧化碳吸收剂的捕集CO2的效率,另一方面避免逃逸的二氧化碳吸收剂的对环境的危害。的危害。的危害。

【技术实现步骤摘要】
捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法和系统


[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕集
,具体涉及一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法和系统。

技术介绍

[0002]CO2的减排已成为国际能源领域研发的热点。随着全球气候变化问题越来越成为全球共同关注的热点,共同应对气候变化的全球性合作步伐逐渐加快。煤燃烧产生的二氧化碳大约占我国二氧化碳总排放量的3/4以上。
[0003]二氧化碳是导致全球气候变化的主要温室气体,CO2的捕集、利用与封存已成为国际社会关注的热点问题之一。据有关部门统计,燃煤电厂CO2排放是我国温室气体的主要排放源之一,排放量占我国二氧化碳总排放量的1/3,因此火电厂进行二氧化碳捕集而减排二氧化碳对我国温室效应气体排放的控制起极关键的作用。此外,炼钢、水泥、化工(如合成氨、制氢、天然气净化)等工业领域也存在大量CO2排放。目前我国燃煤电厂CO2捕集回收主要是通过化学吸收方法将烟气中的CO2分离,再通过压缩、液化、精制等手段得到工业级或食品级CO2产品。目前国内实现工业应用的燃煤烟气二氧化碳捕集系统都采用水溶性复合有机胺溶液吸收烟气中的CO2。由于化学吸收剂成本高,价格昂贵,在实现CO2捕集的同时普遍存在化学吸收剂逃逸现象,导致CO2捕集系统运行成本高,经济性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的二氧化碳吸收剂逃逸问题,提供一种具有控制二氧化碳捕集中二氧化碳吸收剂逃逸功能的系统和方法。
[0005]为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供了一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法,该方法包括以下步骤:
[0006]1)含CO2的烟气与二氧化碳吸收剂接触,得到烟气尾气和富含CO2的二氧化碳吸收剂;
[0007]2)将烟气尾气依次进行洗涤和离心分离,脱除烟气尾气中夹带的二氧化碳吸收剂;
[0008]3)将富含CO2的二氧化碳吸收剂进行汽提解吸,得到二氧化碳吸收剂和解吸气,二氧化碳吸收剂返回至步骤1)中;
[0009]4)将解吸气依次进行洗涤和冷却,脱除解吸气中夹带的二氧化碳吸收剂,得到CO2气体;
[0010]5)将CO2气体进行压缩和液化得到液化CO2,得到的液化CO2存储在二氧化碳存储罐中;
[0011]其中,使用二氧化碳存储罐放空阀排放的气态CO2作为步骤4)中解吸气进行冷却的冷却介质。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的系统,该系统包括依次连
接的吸收塔、再生塔、再生气分离器、压缩装置、液化装置和二氧化碳存储罐;其中,所述吸收塔设置有沿烟气走向依次分布的烟气进口、填料层、第一洗涤装置、螺旋装置和烟气出口,第一洗涤装置和螺旋装置用于脱除烟气中携带的二氧化碳吸收剂;其中,所述再生气分离器设置有沿再生气走向依次分布的再生气进口、第二洗涤装置、第四冷却器和再生气出口,所述第四冷却器的进口和出口分别与二氧化碳存储罐的排空阀和压缩装置的进口相连;第二洗涤装置和第四冷却器用于脱除再生气中携带的二氧化碳吸收剂。
[0013]本专利技术的方案可以在捕集CO2的同时降低二氧化碳吸收剂逃逸量,一方面提高二氧化碳吸收剂的捕集CO2的效率,另一方面避免逃逸的二氧化碳吸收剂的对环境的危害。本专利技术的方案特别适用于二氧化碳胺类吸收剂,由于胺类吸收剂价格昂贵,本专利技术的方案将带来良好的经济和社会效益。
[0014]二氧化碳存储罐内压力过大时会打开顶部的放空阀排放部分气体从而使二氧化碳存储罐内的压力降低,而这部分气体的温度较低(通常

10℃至

18℃),如果将这部分冷能直接排放将会造成能量的浪费,专利技术人在研究过程中发现如果利用这部分气体的冷能对烟气尾气和解吸气进行降温,可以进一步降低二氧化碳吸收剂的损耗,同时避免冷能的浪费。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提供的一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的系统示意图;
[0016]图2是本专利技术提供的一种螺旋装置的示意图。
[0017]图3是本专利技术提供的一种再生气分离器的示意图。
[0018]附图标记说明
[0019]1、吸收塔
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2、再生塔
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3、再生气分离器
[0020]4、压缩装置
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5、液化装置
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6、二氧化碳存储罐
[0021]7、填料层
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8、第一洗涤装置
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9、第一冷却器
[0022]10、螺旋装置
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11、液体收集器
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12、换热器
[0023]13、第二冷却器
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14、第三冷却器
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]本专利技术第一方面提供了一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法,该方法包括以下步骤:
[0026]1)含CO2的烟气与二氧化碳吸收剂接触,得到烟气尾气和富含CO2的二氧化碳吸收剂;
[0027]2)将烟气尾气依次进行洗涤和离心分离,脱除烟气尾气中夹带的二氧化碳吸收剂;
[0028]3)将富含CO2的二氧化碳吸收剂进行汽提解吸,得到二氧化碳吸收剂和解吸气,二
氧化碳吸收剂返回至步骤1)中;
[0029]4)将解吸气依次进行洗涤和冷却,脱除解吸气中夹带的二氧化碳吸收剂,得到CO2气体;
[0030]5)将CO2气体进行压缩和液化得到液化CO2,得到的液化CO2存储在二氧化碳存储罐中;
[0031]其中,使用二氧化碳存储罐放空阀排放的气态CO2作为步骤4)中解吸气进行冷却的冷却介质。
[0032]根据本专利技术,优选地,含CO2的烟气中CO2的浓度为11

14体积%。
[0033]根据本专利技术,优选地,烟气的温度为30

60℃,二氧化碳吸收剂的温度为30

60℃,烟气的流速为1.5

2.5m/s。含CO2的烟气与二氧化碳吸收剂接触后会带走部分二氧化碳吸收剂,采用上述的接触的条件可以降低使得烟气尾气中二氧化碳吸收剂的含量,使得烟气尾气中二氧化碳吸收剂的含量低于0.1体积%。
[0034]根据本专利技术,优选地,二氧化碳吸收剂与烟气的质量比为3

5。
[0035]根据本专利技术,优选地,二氧化碳吸收剂包括胺类化合物、水和可选的抗氧化剂。其中,胺类化合物可以为乙醇胺,抗氧化剂可以为羟基乙叉二膦本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种捕获逃逸二氧化碳吸收剂的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)含CO2的烟气与二氧化碳吸收剂接触,得到烟气尾气和富含CO2的二氧化碳吸收剂;2)将烟气尾气依次进行洗涤和离心分离,脱除烟气尾气中夹带的二氧化碳吸收剂;3)将富含CO2的二氧化碳吸收剂进行汽提解吸,得到二氧化碳吸收剂和解吸气,二氧化碳吸收剂返回至步骤1)中;4)将解吸气依次进行洗涤和冷却,脱除解吸气中夹带的二氧化碳吸收剂,得到CO2气体;5)将CO2气体进行压缩和液化得到液化CO2,得到的液化CO2存储在二氧化碳存储罐中;其中,使用二氧化碳存储罐放空阀排放的气态CO2作为步骤4)中解吸气进行冷却的冷却介质。2.根据权利要求1所述的方法,其中,烟气的温度为30

60℃,二氧化碳吸收剂的温度为30

60℃,烟气的流速为1.5

2.5m/s;和/或,二氧化碳吸收剂与烟气的质量比为3

5;和/或,含CO2的烟气中CO2的浓度为11

14体积%;和/或,二氧化碳吸收剂包括乙醇胺、水和可选的抗氧化剂;优选的,二氧化碳吸收剂中乙醇胺的浓度为20

30重量%,抗氧化剂的浓度为0.1

0.2重量%。3.根据权利要求1所述的方法,其中,烟气尾气洗涤的条件使得烟气尾气的温度为35

40℃,烟气尾气的饱和水蒸气含量为7

8体积%;和/或,烟气尾气离心分离的条件使得烟气尾气中二氧化碳吸收剂的含量低于2ppm;优选的,步骤2)中,烟气尾气经洗涤后,经过冷却后再进行离心分离;更优选的,烟气尾气冷却的条件使得烟气尾气的温度为20

25℃,烟气尾气的饱和水蒸气含量为2

3.5体积%;更优选的,使用二氧化碳存储罐放空阀排放的气态CO2作为步骤2)中烟气尾气进行冷却的冷却介质。4.根据权利要求1所述的方法,其中,汽提解吸在再生塔中进行,所述再生塔的塔底温度为103

110℃,塔顶温度为90

95℃,塔顶压力为0.03

0.08MPa;优选的,解吸气中二氧化碳的含量为95体积%以上,更优选为95

99体积%。5.根据权利要求1所述的方法,其中,解吸气洗涤的条件使得解吸气的温度为35

40℃,解吸气的饱和水蒸气含量为7

8体积%;和/或,解吸气冷却的条件使得解吸气的温度为20

25℃,解吸气的饱和水蒸气含量为2

【专利技术属性】
技术研发人员:余学海顾永正范永胜黄艳徐冬王天堃赵瑞刘毅杨阳张金升常林张帅崔青汝
申请(专利权)人:国家能源集团新能源技术研究院有限公司国电电力发展股份有限公司国家能源集团江苏电力有限公司国能锦界能源有限责任公司国家能源集团泰州发电有限公司
类型:发明
国别省市:

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