降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于碳捕集技术领域，具体涉及一种降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法及系统。所述方法包括：(1)在催化剂存在和鼓泡条件下，将酸性气体和含水的洗液进行第一接触，得到含微米级气泡的酸化水洗水；(2)将脱碳后的含胺净化气与所述酸化水洗水进行第二接触，所述酸化水洗水对所述含胺净化气中的胺进行吸收，得到脱胺净化气和水洗液；(3)将所述水洗液分作两股，一股进行再生处理，得到胺并回收；另一股返回加入所述含水的洗液中。本发明专利技术利用酸化水洗水中的微米级气泡以及酸，对出二氧化碳吸收塔吸收段的气体中含胺气溶胶进行捕获，同时降低气体中胺的分压，实现大幅降低碳捕集工艺中吸收过程的胺损失。艺中吸收过程的胺损失。

【技术实现步骤摘要】
降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法及系统


[0001]本专利技术属于碳捕集
，具体涉及一种降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法及系统。

技术介绍

[0002]温室气体所导致的气候变化已成为当前世界各国共同面对的难题，在所有温室气体中，二氧化碳的排放量最大，因此，碳减排已成为目前应对气候变化的热点研究方向。普遍认为，二氧化碳捕集、利用和封存技术(CCUS)是实现碳减排的必由路径之一。
[0003]二氧化碳捕集是CCUS技术的首要步骤。目前最为成熟的二氧化碳捕集手段是化学吸收法，即利用醇胺与二氧化碳之间的酸碱反应，在吸收塔中将原料气中的二氧化碳转移到醇胺吸收剂中，然后再将吸收了二氧化碳的醇胺溶剂通过加热或真空的方式使其中的二氧化碳解吸出来，并实现醇胺溶剂的循环利用。其中，胺损失问题是制约醇胺法捕集二氧化碳技术的重要瓶颈之一，由于醇胺溶剂的蒸气压较高，导致大量醇胺溶剂随脱碳净化后的气体挥发出来；另一方面，在醇胺溶剂吸收原料气中的二氧化碳时，气液接触会导致气溶胶的产生，并将胺溶液包裹在气溶胶中，随气体逸出吸收塔，这也是造成胺损失的重要路径。
[0004]目前，工业上通常采用水洗的方式对醇胺法捕集二氧化碳后得到的净化气进行洗涤，通过水洗作用，降低气相中胺的分压，并可以将气相中夹带的胺溶液洗涤下来。
[0005]CN108404612公开了一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统，包括：吸收塔，其内部容纳作为吸收剂的醇胺溶液；吸收塔通过富液泵连接多级液液分离装置，每一级液液分离装置与吸收塔连接形成回路；水洗塔，用于吸收水洗塔顶部排出的净化烟气并进行除沫；再生塔，通过热交换器与多级液液分离装置相连，且所述再生塔的底部连接再沸器，物料在再沸器中受热膨胀至汽化并返回至再生塔内；所述再生塔的顶部通过热交换器连接气液分离器，气液分离器通过水冷器与再生塔连接形成回路。该系统中，胺损失的控制依靠的是常规的水洗。
[0006]CN108568192公开了一种二氧化碳优化捕集工艺，包括：(1)在风机作用下烟气经脱水冷却后进入吸收塔自下而上流动，从吸收塔上部供入醇胺溶液作为吸收液，吸收液与烟气逆流接触以脱除二氧化碳；净化后的脱碳烟气进入水洗塔；(2)吸收塔底吸收的富液通过富液泵送至热交换器，经热交换后的富液从再生塔顶部进入，经汽提解吸后送入再沸器中进行再沸；(3)从再生塔顶部排出的气体混合物导入热交换器进行水冷，之后进入气液分离器进行气液分离，分离后的液体导入水洗塔。该工艺中，胺损失的控制同样依靠的是常规的水洗。
[0007]然而，在现有的水洗工艺中，随着水洗水中胺的浓度逐渐增高，平衡后气相中胺的分压会逐渐升高，进而造成水洗效果显著降低。同时，随着各种高效吸收设备的应用，产生的气溶胶颗粒越来越小，而现有的水洗工艺对于微米级的气溶胶颗粒回收效果非常有限。基于以上原因，现有的水洗工艺对胺的回收并不理想，无法满足工业经济运行的需要。
[0008]因此，针对碳捕集工艺吸收过程中的胺损失问题，亟须开发一种新的降低胺损失
的方法，对于提高碳捕集工艺的运行效率及经济性，具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是针对现有碳捕集工艺中吸收过程用于降低胺损失所采用的传统水洗法存在胺的回收效果不理想、且无法有效回收脱碳气体中夹带的以气溶胶形式存在的胺，进而导致胺损失较高的问题，提供了降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法及系统。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法，包括：
[0011](1)在催化剂存在和鼓泡条件下，将酸性气体和含水的洗液进行第一接触，得到含微米级气泡的酸化水洗水；
[0012](2)将脱碳后的含胺净化气与所述酸化水洗水进行第二接触，所述酸化水洗水对所述含胺净化气中的胺进行吸收，得到脱胺净化气和水洗液；
[0013](3)将所述水洗液分作两股，一股进行再生处理，得到胺并回收；另一股返回加入所述含水的洗液中。
[0014]本专利技术第二方面提供一种降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的系统，所述系统包括：气相循环风机、酸化反应器、气液分离器、水洗水冷却器、吸收塔水洗段、水洗液储槽、再生器和水洗液泵；其中，
[0015]所述气相循环风机用于将酸性气体输送到所述酸化反应器；
[0016]所述酸化反应器用于在催化剂存在和鼓泡条件下，将酸性气体和含水的洗液进行第一接触，得到含微米级气泡的酸化水洗水；
[0017]所述气液分离器用于将所述酸化水洗水中未溶解的酸性气体分离出来并由所述气相循环风机循环输送到所述酸化反应器，并将所述酸化水洗水输送到所述水洗液水却器进行降温；
[0018]所述吸收塔水洗段用于将出二氧化碳吸收塔吸收段的脱碳后的含胺净化气与降温后的所述酸化水洗水进行第二接触，所述酸化水洗水对所述含胺净化气中的胺进行吸收，得到脱胺净化气和水洗液；
[0019]所述水洗液储槽用于存储所述水洗液，并将所述水洗液分作两股，一股输送到所述再生器进行再生处理，得到胺并回收；另一股由所述水洗液泵输送到所述酸化反应器加入所述含水的洗液中。
[0020]通过上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0021](1)酸化处理后得到的酸化水洗水可以与气相中的胺发生反应生成盐，降低胺的挥发损失；
[0022](2)酸化处理后得到的酸化水洗水中含有大量的微米级气泡，可以与气相中的气溶胶有效聚并，使其溶解在酸化水洗水中，进而大幅降低胺的夹带损失；
[0023](3)工艺过程简单，不需引入其他物质，不会对碳捕集系统的净化性能造成影响。
附图说明
[0024]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0025]图1是本专利技术提供的降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的系统的示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1‑
气相循环风机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
酸化反应器
[0028]3‑
气液分离器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
水洗水冷却器
[0029]5‑
吸收塔水洗段
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
水洗液储槽
[0030]7‑
再生器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
水洗液泵
具体实施方式
[0031]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。
[0032]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低碳捕集工艺中吸收过程胺损失的方法，其特征在于，包括：(1)在催化剂存在和鼓泡条件下，将酸性气体和含水的洗液进行第一接触，得到含微米级气泡的酸化水洗水；(2)将脱碳后的含胺净化气与所述酸化水洗水进行第二接触，所述酸化水洗水对所述含胺净化气中的胺进行吸收，得到脱胺净化气和水洗液；(3)将所述水洗液分作两股，一股进行再生处理，得到胺并回收；另一股返回加入所述含水的洗液中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述酸性气体为二氧化碳和/或碳捕集工艺中含二氧化碳的原料气。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述催化剂为固定化碳酸酐酶；优选地，所述催化剂与含水的洗液的质量比为(0.1
‑
3)：100。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述第一接触的条件包括：所述酸性气体与洗液的体积比为(1
‑
100)：1，优选为(10
‑
50)：1；温度为20
‑
60℃，优选为30
‑
50℃；时间为0.01
‑
1h，优选为0.1
‑
0.5h。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述酸化水洗水的pH值为5
‑
6.5；优选地，所述酸化水洗水中微米级气泡的直径≤500μm，进一步优选为直径≤100μm。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述含胺净化气中的胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺和N
‑
甲基二乙醇胺中的至少一种；优选地，所述含胺净化气中胺的含量为10
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭本帅，毛松柏，叶宁，陈曦，汪东，杨继，季燕，黄汉根，黄钟斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：