【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业锅炉烟气净化，尤其涉及一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统及方法。
技术介绍
1、人为二氧化碳（co2）等温室气体排放增加是导致全球气候变化的主要原因，燃煤电厂等工业锅炉是主要的大型固定co2排放源。co2捕集技术是实现碳中和目标必不可少的技术路线。工业锅炉烟气中的氮氧化物（nox）是造成光化学烟雾、酸雨、雾霾的主要污染物之一，对人造成极大的潜在危害。选择性催化还原（scr）利用氨水将氮氧化物（nox）还原为氮气（n2），是目前应用最为广泛的技术，具有脱硝效率高，氨逃逸小，安全可靠等优势。但scr系统的配套的蒸氨设备、氨源储存设备价格昂贵，限制了scr系统的应用。若烟气处理系统内能自供给scr还原剂，则可以极大节约scr系统建设成本。
2、近年来，国内外研究学者提出氮氧化物与二氧化碳协同脱除的工艺系统与方法。如cn112044261a公开了一种捕集co2协同脱除no的方法，利用生物质热解产生的还原性气体（co、h2、cxhy）还原no，利用石灰石、白云石等钙基吸收剂吸收co2。但该技术下，生物质易与烟气中o2反应，还原性气体产量较少，生物质消耗量巨大，同时该工艺在600℃-725℃下进行，维持该温度的能耗较高，不利于节能。cn104162358a公开了燃煤烟气同步脱硝和减排二氧化碳捕集方法，通过高温（745℃）下炭还原氮氧化物，降至常温分离二氧化碳，升温至950℃将二氧化碳还原为一氧化碳。但该脱硝脱碳方法的操作温度极高，热量回收利用困难，且炭易发生爆燃等，导致试剂工业应用困难。cn10594
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术下氮氧化物与二氧化碳协同脱除的工艺需投入额外的scr脱硝还原剂且所需能耗高的问题，提供一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，该系统可对烟气进行脱硝，并捕集烟气中的co2，通过耦合烟气脱硝与co2捕集系统，通过热整合，实现系统的余热利用与污染物协同脱除。本专利技术还提供了一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的方法，该方法无需使用额外的scr脱硝还原剂，环保且安全。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，包括
4、设有烟气进口的催化脱硝单元；
5、催化分解单元，催化分解单元底部出气口与催化脱硝单元顶部连接；
6、吸收塔，吸收塔底部的进气口通过烟气换热器与催化脱硝单元底部的出气口连接，吸收塔顶部的出气口通过烟气换热器与催化分解单元顶部的进气口连接；
7、再生塔，再生塔从上至下为连接的低温段和高温段，低温段的进液口与吸收塔底部出液口连接，低温段顶部为再生气出口，高温段的进液口通过贫富液换热器与吸收塔底部出液口连接，高温段底部的出液口通过贫富液换热器与吸收塔顶部进液口连接。
8、进入催化脱硝装置的烟气含有氨、碳氢化合物、吸收剂。氮氧化物、氧气、氨、碳氢化合物和吸收剂被部分氧化分解为小分子的还原性气体，之后在催化脱硝单元中脱硝催化剂作用下反应生成氮气和水，净化后的混合气通过烟气出口排出，进入烟气换热器降温，再进入吸收塔，脱除烟气中二氧化碳。吸收塔内吸收液充分吸收二氧化碳后进入贫富液换热器，为二氧化碳再生提供热能，之后进入再生塔脱除二氧化碳，完成吸收液的再生，再生后的吸收液经贫富液换热器后重新进入吸收塔，循环吸收二氧化碳，而再生塔中脱出的二氧化碳即为纯度高的二氧化碳再生气。
9、作为优选，所述系统还包括预处理塔，预处理塔设置在吸收塔底部的进气口与烟气换热器之间，预处理塔的底部进气口与烟气换热器连接，预处理塔的顶部出气口与吸收塔底部的进气口连接。
10、预处理塔可进一步降低脱硝后烟气的温度，便于后续二氧化碳的吸收捕集。
11、作为优选，所述预处理塔外还设有循环管道，循环管道连接预处理塔的底部和顶部，循环管道上设有降温装置。
12、作为优选，所述系统还包括水洗塔，水洗塔底部进气口与吸收塔顶部的出气口连接，水洗塔底部的出液口与吸收塔顶部进液口连接，水洗塔顶部设有排空口。
13、作为优选，所述贫富液换热器为板式换热器或管壳式换热器。
14、作为优选，所述高温段底部的出液口还通过再沸器与高温段中部的进液口连接。
15、再沸器可进一步提高吸收了二氧化碳后的富液温度，使其含有的二氧化碳被充分解吸。
16、作为优选，所述再生气出口与冷凝器连接，冷凝器的出液口与低温段的进液口连接。
17、冷凝器可去除二氧化碳再生气中夹带的吸收液，提高二氧化碳再生气中二氧化碳浓度，并将吸收液返回至再生塔中。
18、作为优选，所述冷凝器的出口与压缩装置连接，压缩装置的出液口与低温段的进液口连接。
19、压缩装置可进一步降低二氧化碳再生气中吸收液含量，并使二氧化碳再生气便于运输。再生气经冷凝器和压缩塔可分离出高纯的二氧化碳。
20、作为优选，所述水洗塔底部的出液口通过降温装置与水洗塔顶部的进液口连接。
21、降温装置可对水洗液控温，避免温度过高。
22、作为优选，所述催化分解单元的催化剂为金属氧化物类催化剂，催化脱硝单元所用的催化剂为金属氧化物类催化剂。
23、作为优选，所述催化分解单元的催化剂为氧化银、氧化锰、氧化铈、氧化铁、氧化铜和氧化铝的一种或多种；催化脱硝单元所用的催化剂为氧化铈、氧化锰、氧化锡、氧化镁、氧化铁、氧化钛和氧化锆的一种或多种。
24、作为优选，所述烟气换热器与催化分解单元顶部的进气口之间还设有加热器。
25、作为优选，所述吸收塔中吸收液为有机胺的水溶液，有机胺质量浓度为30%-80%。
26、有机胺的水溶液对二氧化碳的捕集效果较好，同时容易被催化分解为低分子量的还原性气体。
27、作为优选，所述有机胺为乙醇胺、1-氨基-2甲基-2-丙醇、1-氨基-2-甲基-2-丙醇和哌嗪的混合物、羟乙基乙二胺和二乙氨基乙醇的混合物、三乙烯四胺和n,n-二甲基环己胺的混合物中的一种。
28、一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的方法，使用上述烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，包括如下步骤：
29、（1）使烟气从烟气进口进入催化脱硝单元，使催化分解单元温度维持为150-600℃，催化脱硝单元的温度为120-600℃；
30、（2）脱硝后的烟气经换热进入吸收塔与吸收液反应得到富液，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，包括
2.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述系统还包括预处理塔（7），预处理塔设置在吸收塔底部的进气口与烟气换热器之间，预处理塔的底部进气口与烟气换热器连接，预处理塔的顶部出气口与吸收塔底部的进气口连接。
3.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述系统还包括水洗塔（8），水洗塔底部进气口与吸收塔顶部的出气口连接，水洗塔底部的出液口与吸收塔顶部进液口连接，水洗塔顶部设有排空口。
4.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述高温段底部的出液口还通过再沸器（9）与高温段中部的进液口连接。
5.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述再生气出口与冷凝器（10）连接，冷凝器的出液口与低温段的进液口连接。
6.根据权利要求5所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述冷凝器的出口与压缩装
7.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述催化分解单元的催化剂为金属氧化物类催化剂，催化脱硝单元所用的催化剂为金属氧化物类催化剂。
8.根据权利要求1或7所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述烟气换热器与催化分解单元顶部的进气口之间还设有加热器。
9.根据权利要求1所述的一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，其特征是，所述吸收塔中吸收液为有机胺的水溶液，有机胺质量浓度为30%-80%。
10.一种烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的方法，其特征是，使用如权利要求1-9任意一项所述烟气NOx脱除和CO2捕集协同联用的系统，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，其特征是，包括
2.根据权利要求1所述的一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，其特征是，所述系统还包括预处理塔（7），预处理塔设置在吸收塔底部的进气口与烟气换热器之间，预处理塔的底部进气口与烟气换热器连接，预处理塔的顶部出气口与吸收塔底部的进气口连接。
3.根据权利要求1所述的一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，其特征是，所述系统还包括水洗塔（8），水洗塔底部进气口与吸收塔顶部的出气口连接，水洗塔底部的出液口与吸收塔顶部进液口连接，水洗塔顶部设有排空口。
4.根据权利要求1所述的一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，其特征是，所述高温段底部的出液口还通过再沸器（9）与高温段中部的进液口连接。
5.根据权利要求1所述的一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统，其特征是，所述再生气出口与冷凝器（10）连接，冷凝器的出液口与低...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛辉，庞程凯，刘飞，刘春红，高强生，卓佐西，丁浩源，李宇航，孙士恩，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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