用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统及方法，其中该系统包括：过滤器、沸石转轮、RTO燃烧器、脱附换热器、燃烧气干燥器、再沸器、再生塔、贫富液换热器、吸收塔、贫液冷却器、燃烧气冷却器、二氧化碳收集装置。与现有技术相比，本发明专利技术解决了有机废气和RTO系统燃烧尾气的处理问题，同时实现了低温热源的充分利用和高温热源的梯级利用，达到了节能降耗的目的，捕集到的二氧化碳纯度高。捕集到的二氧化碳纯度高。捕集到的二氧化碳纯度高。

【技术实现步骤摘要】
用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及工业气体处理
，尤其是涉及一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统及方法。

技术介绍

[0002]“双碳”目标要求构建绿色低碳循环发展经济体系、提升能源利用效率、降低二氧化碳排放水平。落实到工业生产方面，就是要统筹规划好不同生产单元的能源利用，以实现节能目标；工业尾气中的二氧化碳(CO2)要充分脱除并封存或加以利用，以实现低碳目标。
[0003]挥发性有机物(VOCs)会加剧光化学污染、温室效应等环境问题，还会对人类生命健康产生巨大伤害。VOCs广泛存在于石化行业、制药、冶金、高分子材料合成以及涂装等领域。VOCs治理技术也取得了高速发展，其中燃烧技术应用较为广泛。
[0004]沸石转轮+RTO系统处理VOCs具有投资和运行成本低、处理效率高等优点。该系统的工作原理为：含低浓度VOCs的废气通过蜂窝状沸石分子筛时，废气中的VOCs成分被吸附在沸石中，净化后的气体排放入大气中。此时，已吸附VOCs的蜂窝沸石继续旋转，通过少量的热空气对沸石模块进行解吸再生，在此过程中，能够将低浓度的废气浓缩成高浓度废气。经沸石转轮浓缩的废气通过RTO工段将VOCs燃烧分解为无害的CO2和水(H2O)，使VOCs得到较完全的分解。
[0005]中国专利技术专利CN111185069A公开了一种沸石转轮与三室RTO废气处理系统，该专利技术通过设置换热器，将RTO炉中的高温气体与沸石转轮中的气体进行热交换，再将加热后的气体引入沸石转轮，进行脱附处理，从而有效地将RTO的热量用于沸石转轮的脱附处理，节能环保。虽然该专利技术的工艺较简单、效果显著且成本较低，但是其燃烧所产生的尾气中依然含有高品位热量和大量CO2，且将燃烧尾气直接排放，不符合节能低碳目标的要求。
[0006]化学吸收法是常见的CO2捕集技术。其原理为：CO2与碱吸收剂溶液的接触而引起化学反应吸收CO2形成不稳定的盐类，在一定条件下将盐类反分解，在释放CO2的同时再生吸收剂，达到分离除去CO2的目的。中国专利技术专利CN115212710A公开了一种含CO2的碳捕集系统。该系统能够对CO2进行两级吸收，极大地提高了碳捕集的最终效率。但是该专利技术中需要对半富液进行一次冷却，所需冷却介质的用量较大；而且采用两级吸收的工艺无疑增大了吸收剂的用量，也增加了再生的能耗。尽管该专利技术采用的化学吸收法技术成熟、吸收效率高，但是其工艺换热介质用量较大，且再生负荷并不低，需要较多的热量来维持系统高效稳定运行，造成CO2吸收的成本高。
[0007]因此，亟需研发人员构建一种新的技术方案来解决以上至少一个问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，解决了有机废气和RTO系统燃烧尾气的处理问题，同时实现了低温热源的充分利用和高温热源的梯级利用，达到了节能降耗的目的，捕集到的二氧
化碳纯度高。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]本专利技术第一方面提供了一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，包括过滤器、沸石转轮、脱附换热器、RTO燃烧器、再沸器、再生塔、燃烧气冷却器、吸收塔，其中具体地：
[0011]过滤器，用于滤除含有机废气的固相颗粒；
[0012]沸石转轮，与所述过滤器连接，用于VOCs的吸收；
[0013]脱附换热器，与所述沸石转轮连接，所述脱附换热器将一部分净化废气进行加热并实现对所述沸石转轮上的VOCs的高温反吹脱附，得到高浓度的VOCs；
[0014]RTO燃烧器，与所述沸石转轮连接，用于将高浓度的VOCs燃烧，得到一级高温气，并经过所述脱附换热器换热后得到二级高温气；
[0015]再沸器，所述二级高温气经过再沸器换热后得到三级高温气；
[0016]再生塔，自所述再沸器获取热量，用于二氧化碳吸附剂的再生；
[0017]燃烧气冷却器，将所述三级高温气冷却为四级高温气，并输出换热得到的热流体通入沸石转轮中作为脱附气体；
[0018]吸收塔，通过吸附剂将所述四级高温气中的二氧化碳吸收得到二氧化碳富液，分离气体从吸收塔中排出，二氧化碳富液进入再生塔中进行解吸再生，得到高纯度的二氧化碳气体；
[0019]二氧化碳收集装置，用于收集所述高纯度的二氧化碳气体。
[0020]进一步地，所述处理系统还包括贫富液换热器和贫液冷却器；
[0021]所述再生塔中产生的二氧化碳贫液通入贫富液换热器中进行换热，二氧化碳贫液在贫富液换热器中进行换热，温度较低的二氧化碳富液被温度较高的二氧化碳贫液加热到能够解吸的温度，二氧化碳贫液经换热后转变为换热贫液，换热贫液经过贫液冷却器把温度降到吸收二氧化碳所需温度；
[0022]所述沸石转轮中的另一部分净化废气通入贫液冷却器中作为冷却介质。
[0023]进一步地，所述沸石转轮上设有无固废气入口、热流体入口、高温反吹气入口、有机物气体出口、第一净化废气出口、第二净化废气出口；
[0024]所述无固废气入口与过滤器的出口连通，所述有机物气体出口与RTO燃烧器的入口连通。
[0025]进一步地，所述脱附换热器上设有位于其底部的一级高温气入口、位于其上部的第一净化废气入口、位于其中部的二级高温气出口、位于其下部的高温反吹气出口；
[0026]所述处理系统还包括燃烧气干燥器；
[0027]所述一级高温气入口与RTO燃烧器的出口连通，所述二级高温气出口与燃烧气干燥器的进口连通，所述第一净化废气出口与第一净化废气入口连通，所述高温反吹气出口与高温反吹气入口连通。
[0028]进一步地，所述再沸器上设有干燥二级高温气入口、三级高温气出口、高温换热介质出口、换热介质入口；
[0029]所述燃烧气干燥器的出口与干燥二级高温气入口连通。
[0030]进一步地，所述再生塔上设有位于其上部的换热富液入口、位于其底部的贫液出
口、位于其下部的高温换热介质出口、位于其下部的换热介质出口、位于其顶部的二氧化碳气体出口；
[0031]所述高温换热介质出口与高温换热介质出口连通，所述换热介质出口与换热介质入口连通。
[0032]进一步地，所述二氧化碳收集装置包括依次连通的二氧化碳缓冲罐、二氧化碳干燥器和二氧化碳储罐；
[0033]所述二氧化碳气体出口与二氧化碳缓冲罐的入口连通，所述二氧化碳缓冲罐的出口与二氧化碳干燥器的入口连通，二氧化碳干燥器的出口与二氧化碳储罐的进口连通；
[0034]所述再生塔中的二氧化碳先经过二氧化碳缓冲罐进行缓冲，防止压力过高导致管路爆裂，然后通过干燥器进行干燥进行脱水，得到干燥纯净的二氧化碳，然后通入二氧化碳储罐中进行收集。
[0035]进一步地，所述处理系统还包括贫液冷却器；
[0036]所述吸收塔上设有位于其下部的四级高温气入口、位于其底部的富液出口、位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，包括：过滤器(1)，用于滤除含有机废气的固相颗粒；沸石转轮(2)，与所述过滤器(1)连接，用于VOCs的吸收；脱附换热器(4)，与所述沸石转轮(2)连接，所述脱附换热器(4)将一部分净化废气进行加热并实现对所述沸石转轮(2)上的VOCs的高温反吹脱附，得到高浓度的VOCs；RTO燃烧器(3)，与所述沸石转轮(2)连接，用于将高浓度的VOCs燃烧，得到一级高温气，并经过所述脱附换热器(4)换热后得到二级高温气；再沸器(6)，所述二级高温气经过再沸器(6)换热后得到三级高温气；再生塔(7)，自所述再沸器(6)获取热量，用于二氧化碳吸附剂的再生；燃烧气冷却器(10)，将所述三级高温气冷却为四级高温气，并输出换热得到的热流体通入沸石转轮(2)中作为脱附气体；吸收塔(9)，通过吸附剂将所述四级高温气中的二氧化碳吸收得到二氧化碳富液，分离气体从吸收塔(9)中排出，二氧化碳富液进入再生塔(7)中进行解吸再生，得到高纯度的二氧化碳气体；二氧化碳收集装置，用于收集所述高纯度的二氧化碳气体。2.根据权利要求1所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括贫富液换热器(8)和贫液冷却器(11)；所述再生塔(7)中产生的二氧化碳贫液通入贫富液换热器(8)中进行换热，二氧化碳贫液在贫富液换热器(8)中进行换热，温度较低的二氧化碳富液被温度较高的二氧化碳贫液加热到能够解吸的温度，二氧化碳贫液经换热后转变为换热贫液，换热贫液经过贫液冷却器(11)把温度降到吸收二氧化碳所需温度；所述沸石转轮(2)中的另一部分净化废气通入贫液冷却器(11)中作为冷却介质。3.根据权利要求1所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述沸石转轮(2)上设有无固废气入口(201)、热流体入口(202)、高温反吹气入口(203)、有机物气体出口(204)、第一净化废气出口(205)、第二净化废气出口(206)；所述无固废气入口(201)与过滤器(1)的出口连通，所述有机物气体出口(204)与RTO燃烧器(3)的入口连通。4.根据权利要求3所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述脱附换热器(4)上设有位于其底部的一级高温气入口(401)、位于其上部的第一净化废气入口(402)、位于其中部的二级高温气出口(403)、位于其下部的高温反吹气出口(404)；所述处理系统还包括燃烧气干燥器(5)；所述一级高温气入口(401)与RTO燃烧器(3)的出口连通，所述二级高温气出口(403)与燃烧气干燥器(5)的进口连通，所述第一净化废气出口(205)与第一净化废气入口(402)连通，所述高温反吹气出口(404)与高温反吹气入口(203)连通。5.根据权利要求1所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述再沸器(6)上设有干燥二级高温气入口(601)、三级高温气出口(602)、高温换热介质出口(603)、换热介质入口(604)；所述燃烧气干燥器(5)的出口与干燥二级高温气入口(601)连通。
6.根据权利要求5所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述再生塔(7)上设有位于其上部的换热富液入口(701)、位于其底部的贫液出口(702)、位于其下部的高温换热介质出口(703)、位于其下部的换热介质出口(704)、位于其顶部的二氧化碳气体出口(705)；所述高温换热介质出口(603)与高温换热介质出口(703)连通，所述换热介质出口(704)与换热介质入口(604)连通。7.根据权利要求6所述的一种用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统，其特征在于，所述二氧化碳收集装置包括依次连通的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：于超，陈东，梁华骏，徐良，艾安鑫，杨宁，杨玉，项铎，
申请(专利权)人：上海赛捷能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：