一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统，涉及工业废气回收利用领域，同时涉及农业领域；将含有二氧化碳的烟气经水洗、有机胺溶液吸收、解吸获得纯度较高的二氧化碳；之后将分离出的二氧化碳气体经增压、干燥、冷却液化制得液态二氧化碳；液态二氧化碳气化作为气肥在大棚中施放；本申请回收钢炼行业烟气中的二氧化碳并用作农业气肥使用，是一种新型技术方案。种新型技术方案。种新型技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及工业废气回收利用
，同时涉及农业领域，特别涉及一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]温室气体的过量排放导致温室效应不断增强，对全球气候产生不良影响，二氧化碳作为温室气体中最主要的部分，减少其排放量被视为解决气候问题最主要的途径，如何减少碳排放也成为了全球性议题。钢铁行业作为国民经济的中流砥柱之一，是高耗能产业的代表，钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的15%左右，是制造业31个门类中碳排放量最大的行业，其绿色低碳发展备受关注。将工业烟气中的二氧化碳“变废为宝”探索工业
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农业碳中和正成为一种新型的绿色发展路径。
[0003]农业生产中作物通过吸收水、二氧化碳和氮磷钾等肥料，在光合作用下形成有机物。其中，二氧化碳和水占95%，氮磷钾占不到4%，其它14种中微量元素占1%左右。通过增施二氧化碳气肥可以有效增加农作物产量。
[0004]现有技术中，常见二氧化碳气肥通过如下几种方法获得：燃烧制气法，在温室大棚里点燃木炭，产生二氧化碳气体，缺点是不环保、危险系数高、不均匀；固体颗粒气肥，将球形或圆柱形颗粒二氧化碳颗粒均匀埋于田地作物中间，表面覆盖土壤2cm；二氧化碳气体分布在农作物底部，不利于光合作用；化学反应法，使用酸与碳酸氢铵化学试剂进行反应生产二氧化碳气体，反应过程不安全；瓶装二氧化碳施放，将高压钢瓶里面的二氧化碳液体气化使用，释放量不易控制，使用时间较短；固体干冰气化施肥，将液态二氧化碳在低温高压环境下压缩成干冰，运输到大棚进行气化，过程运输困难，损耗较大，性价比低。
[0005]目前，回收钢炼行业烟气中的二氧化碳并作为农业气肥的技术仍处于研究阶段，尚不成熟。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统，是一种回收钢炼行业烟气中的二氧化碳并用作农业气肥的新技术。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：根据本公开的第一方面，本专利技术提供了一种工业二氧化碳回收利用方法，将含有二氧化碳的烟气先通入水洗塔进行逆流水洗；水洗后烟气送吸收塔通过有机胺溶液吸收制备富液；富液送贫富液换热器与来自再生塔的贫液进行换热，提高来自吸收塔富液的温度，同时降低来自再生塔贫液的温度；换热后的贫液经冷却降温后返回吸收塔循环利用，换热
后的富液进入再生塔吸收热量解吸出二氧化碳，并获得贫液；解吸出的二氧化碳排出再生塔进入冷凝器冷却降温，再进行气液分离，分离出的冷凝水及胺液送回再生塔，分离出的二氧化碳气体经增压、干燥、冷却液化制得液态二氧化碳；液态二氧化碳气化作为气肥在大棚中施放。
[0008]在本公开的一种示例性实施例中，所述烟气温度为60~70℃；水洗塔所用洗涤水温度≤40℃；作为吸收剂的有机胺溶液温度控制在35℃
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40℃；富液温度为50℃；换热后的贫液经冷却降温至35℃
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40℃；再生塔进入冷凝器冷却降温至≤40℃；分离出的二氧化碳气体增压至2.2MPa，之后水分脱除至20ppm，脱水后的二氧化碳温度降至
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25℃变为液态二氧化碳。
[0009]根据本公开的第二方面，本专利技术提供了一种工业二氧化碳回收利用装置，包括二氧化碳捕集系统，二氧化碳捕集系统包括水洗塔、吸收塔、再生塔、贫富液换热器以及若干冷却器；水洗塔下段设有烟气入口，烟气入口通过管道连接麦尔兹窑烟囱，水洗塔的顶部出口通过管道连接吸收塔底部烟气入口，连接的管道上设有引风机；所述吸收塔自上而下分为三个反应段，分别为洗气段、贫液吸收段、半富液吸收段；所述贫液吸收段顶部喷淋贫液，贫液吸收段底部通过半富液泵将制得的半富液先送半富液冷却器，再送入半富液吸收段的顶部进行喷淋；半富液吸收段底部排出制得的富液，通过富液泵送富液循环冷却器，之后送入半富液吸收段的顶部循环喷淋，富液循环吸收二氧化碳气体达到预设值后经富液泵依次送富液过滤器、贫富液换热器、最后送入再生塔中部；所述再生塔中上部为解吸腔，底部为加热腔；加热腔通过循环管路连接再沸器，再生塔顶部排气口依次连接再生塔冷凝器、再生塔回流罐；再生塔产生的贫液从解吸腔底部排出并依次经贫富液换热器、贫液一级冷却器、贫液储罐、贫液进料泵、贫液过滤器、贫液二级冷却器，最后返回吸收塔贫液吸收段。
[0010]在本公开的一种示例性实施例中，所述洗气段配套设有循环洗气装置，循环洗气装置包括依次连接的洗涤液储罐、洗涤液循环泵、洗涤液循环冷却器。
[0011]在本公开的一种示例性实施例中，还包括二氧化碳液化装置，二氧化碳液化装置包括压缩增压单元、干燥单元、冷却液化单元；所述压缩增压单元用于将原料气增压至2.2MPa；所述干燥单元用于将原料气水分脱除至20ppm；所述冷却液化单元采用压缩制冷机组将脱水后的二氧化碳温度降至
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25℃变为液态二氧化碳。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，还包括二氧化碳增施装置，二氧化碳增施装置包括若干换热管、若干立柱、气液分离箱、底座；所述换热管通过立柱支撑水平设置在底座上，换热管的一端用于输入液态二氧化碳，另一端连接气液分离箱；若干换热管平行、间隔分布；所述换热管上设有多个连续或间断的换热节，每个换热节中央被穿过的立柱分隔出两侧的通道；所述立柱内设置加热源，从换热节内部对流经的液态二氧化碳进行加热。
[0013]在本公开的一种示例性实施例中，所述立柱为空心管，与外界连通；或所述立柱底部设置进风口，进风口通过管道连接风机，立柱侧壁上、换热管周围设置出风孔。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述立柱内存储溶液，通过电加热装置加热溶液；或通过泵、循环管道、电加热器或太阳能热水器构建循环加热装置使得溶液循环流动。
[0015]在本公开的一种示例性实施例中，所述气液分离箱内、对应换热管的出口设有导流板，导流板向相对侧分离箱侧壁延伸，在延伸边缘处与分离箱侧壁形成溢流间隙；气液分离箱与换热管相对侧的侧壁上部设置排气管；所述导流板上表面的若干凸柱体，凸柱体交
错布设，阻挡在液态二氧化碳流经路线上，凸柱体内和导流板内设有加热器。
[0016]根据本公开的第三方面，本专利技术提供了一种工业二氧化碳回收利用系统，包括上述回收利用装置，还包括密闭装置和液态二氧化碳储罐，液态二氧化碳储罐连接换热管的输入口；气化后的二氧化碳通过管道送入大棚中的密闭装置内；所述密闭装置为可多层嵌套在一起的透光罩，或可折叠收纳的透光塑料膜。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种工业二氧化碳回收利用方法、装置及系统，将含有二氧化碳的烟气经水洗、有机胺溶液吸收、解吸获得纯度较高的二氧化碳；之后将分离出的二氧化碳气体经增压、干燥、冷却液化制得液态二氧化碳；液态二氧化碳气化作为气肥在大棚中施放；本申请回收钢炼行业烟气中的二氧化碳并用作农业气肥使用，是一种工业
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农业碳中和的新型技术方案。
附图说明
[0018]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业二氧化碳回收利用方法，其特征在于，将含有二氧化碳的烟气先通入水洗塔（1）进行逆流水洗；水洗后烟气送吸收塔（2）通过有机胺溶液吸收制备富液；富液送贫富液换热器（4）与来自再生塔（3）的贫液进行换热，提高来自吸收塔（2）富液的温度，同时降低来自再生塔（3）贫液的温度；换热后的贫液经冷却降温后返回吸收塔（2）循环利用，换热后的富液进入再生塔（3）吸收热量解吸出二氧化碳，并获得贫液；解吸出的二氧化碳排出再生塔（3）进入冷凝器冷却降温，再进行气液分离，分离出的冷凝水及胺液送回再生塔（3），分离出的二氧化碳气体经增压、干燥、冷却液化制得液态二氧化碳；液态二氧化碳气化作为气肥在大棚中施放。2.根据权利要求1所述的工业二氧化碳回收利用方法，其特征在于，所述烟气温度为60~70℃；水洗塔（1）所用洗涤水温度≤40℃；作为吸收剂的有机胺溶液温度控制在35℃
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40℃；富液温度为50℃；换热后的贫液经冷却降温至35℃
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40℃；再生塔（3）进入冷凝器冷却降温至≤40℃；分离出的二氧化碳气体增压至2.2MPa，之后水分脱除至20ppm，脱水后的二氧化碳温度降至
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25℃变为液态二氧化碳。3.一种工业二氧化碳回收利用装置，其特征在于，包括二氧化碳捕集系统，二氧化碳捕集系统包括水洗塔（1）、吸收塔（2）、再生塔（3）、贫富液换热器（4）以及若干冷却器；水洗塔（1）下段设有烟气入口，烟气入口通过管道连接麦尔兹窑烟囱，水洗塔（1）的顶部出口通过管道连接吸收塔（2）底部烟气入口，连接的管道上设有引风机（5）；所述吸收塔（2）自上而下分为三个反应段，分别为洗气段（201）、贫液吸收段（202）、半富液吸收段（203）；所述贫液吸收段（202）顶部喷淋贫液，贫液吸收段（202）底部通过半富液泵（11）将制得的半富液先送半富液冷却器（12），再送入半富液吸收段（203）的顶部进行喷淋；半富液吸收段（203）底部排出制得的富液，通过富液泵（13）送富液循环冷却器（14），之后送入半富液吸收段（203）的顶部循环喷淋，富液循环吸收二氧化碳气体达到预设值后经富液泵（13）依次送富液过滤器（15）、贫富液换热器（4）、最后送入再生塔（3）中部；所述再生塔（3）中上部为解吸腔（301），底部为加热腔（302）；加热腔（302）通过循环管路连接再沸器（16），再生塔（3）顶部排气口依次连接再生塔冷凝器（17）、再生塔回流罐（18）；再生塔（3）产生的贫液从解吸腔（301）底部排出并依次经贫富液换热器（4）、贫液一级冷却器（20）、贫液储罐（21）、贫液进料泵（22）、贫液过滤器（23）、贫液二级冷却器（24），最后返回吸收塔（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莘，贾西明，刘晓明，胡丰旭，曹义杰，
申请(专利权)人：内蒙古包钢低碳产业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：