【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳捕捉，具体涉及一种二氧化碳捕集和纯化装置系统及其方法。
技术介绍
1、随着现代工业的迅猛发展，人类对煤、油、天然气等含碳化合物燃料的大规模使用，以及大面积森林火灾和绿色植物的破坏，导致大气中co2的浓度逐年增加。温室气体包括二氧化碳(co2)、水蒸气(h2o)、甲烷(ch4)、氮氧化物nox)等，而二氧化碳是最主要的温室气体，其含量增加对增强温室效应的贡献大约为70％。
2、由于生物质电厂排放烟气体量庞大，其中所含的二氧化碳在全社会二氧化碳排放中占有很大比重。因此，对生物质电厂排放烟气中的二氧化碳进行捕集。其中，富氧燃烧技术可实现较高浓度co2的烟气。相比于化学吸收法，低温精馏法更适用于高浓度co2烟气的碳捕集。因此，开发适用的高浓度co2碳捕集技术有积极现实意义。常用的冷凝液化精馏方法可以产出高浓度的二氧化碳产品，但往往存在精馏塔体积庞大、设备成本高、精馏过程二氧化碳产品生成速率有限等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二氧化碳捕集和纯化装置系统及其方法。本专利技术提供的装置系统可以在psa提浓塔、tsa干燥塔、闪蒸装置和精馏塔4个不同位置可以分别提取出4种不同浓度的二氧化碳产品，并通过控制器控制4个位置的二氧化碳产品各自的提取量。相比于传统方式的在精馏塔处提取二氧化碳产品，具有成本低、灵活性高、生成速率快的优点。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种二氧化
4、所述闪蒸装置和精馏装置的杂质气体出口分别独立地与预冷器相连接。
5、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述psa提浓塔、tsa干燥塔、闪蒸装置和精馏装置上分别独立地设置有co2气体出口。
6、本专利技术提供的装置系统可以根据对于二氧化碳产品浓度的不同要求，在psa提浓塔、tsa干燥塔、闪蒸装置和精馏装置4个不同位置分别提取出4种不同浓度的二氧化碳产品；相较于传统方式的在精馏塔处提取二氧化碳产品，具有成本低、灵活性高、生成速率快的优点。
7、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述装置系统还包括控制器。
8、优选地，所述控制器用于控制co2气体出口的气体提取量。
9、更具体的，所述控制器用于控制psa提浓塔的co2气体出口处、tsa干燥塔的co2气体出口处、闪蒸装置的co2气体出口处和精馏装置的co2气体出口处的co2提取量。
10、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述psa提浓塔的co2气体出口处co2浓度为70～90％，例如可以是70％、74％、78％、82％、86％或90％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
11、优选地，所述tsa干燥塔的co2气体出口处co2浓度为93～96％，例如可以是93％、93.4％、93.8％、94.2％、94.6％、95％、95.4％、95.8％或96％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
12、优选地，所述闪蒸装置的co2气体出口处co2浓度为97～99％，例如可以是97％、97.4％、97.8％、98.2％、98.6％或99％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
13、优选地，所述精馏装置的co2气体出口处co2浓度为99.99％以上，例如可以是99.992％、99.994％、99.996％或99.998％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
14、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述气体浓缩单元包括压缩机、冷却器和汽水分离器。
15、优选地，所述压缩机用于对烟气的增压处理。
16、优选地，所述冷却器用于对烟气的降温处理。
17、优选地，所述汽水分离器用于分离烟气中的气体和水分。
18、优选地，所述气体浓缩单元出口的气体温度为10-90℃，例如可以是10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
19、优选地，所述气体浓缩单元出口的气体含水量为0.1-10％，例如可以是0.1％、1％、3％、5％、7％、9％或10％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
20、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述气体浓缩单元包括三组串联设置的气体浓缩组件。
21、优选地，所述气体浓缩组件包括依次连接设置的压缩机、冷却器和汽水分离器。
22、值得说明的是，本专利技术不对所述气体浓缩单元中压缩机、冷却器和汽水分离器的连接方式做具体限定，只要能实现烟气的浓缩、温度控制和汽水分离即可。
23、更具体的，所述气体浓缩单元包括依次连接设置的三级压缩机、汽水分离器、三级冷却器和汽水分离器；
24、或者，所述气体浓缩单元包括依次连接设置的三级压缩机、冷却器和汽水分离器。
25、第二方面，本专利技术提供了一种二氧化碳捕集和纯化方法，所述方法采用第一方面提供的二氧化碳捕集和纯化装置系统进行。
26、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
27、(1)烟气依次经过冷却和汽水分离后在psa提浓塔进行变压吸附，得到一次co2和一次杂余气体；
28、(2)步骤(1)所得一次杂余气体经过气体浓缩单元压缩降温以及干燥处理后在tsa干燥塔进行变温吸附，得到二次co2和二次杂余气体；
29、(3)步骤(2)所得二次杂余气体经过闪蒸装置闪蒸后得到三次co2和三次杂余气体；
30、(4)步骤(3)所得二次杂余气体经过精馏装置精馏后得到四次co2和杂余气体。
31、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述一次co2的浓度为70～90％，例如可以是70％、74％、78％、82％、86％或90％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
32、优选地，步骤(2)所述二次co2的浓度为93～96％，例如可以是93％、93.4％、93.8％、94.2％、94.6％、95％、95.4％、95.8％或96％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
33、优选地，步骤(3)所述三次co2的浓度为97～99％，例如可以是97％、97.4％、97.8％、98.2％、98.6％或99％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用
34、优选地，步骤(4)所述四次co2的浓度为99.99％以上，例如可以是99.992％、99.994％、99.996％或99.998％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳捕集和纯化装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接设置的烟冷器、汽水分离装置、PSA提浓塔、气体浓缩单元、TSA干燥塔、预冷器、液化装置、闪蒸装置和精馏装置；
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述PSA提浓塔、TSA干燥塔、闪蒸装置和精馏装置上分别独立地设置有CO2气体出口。
3.根据权利要求2所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括控制器；
4.根据权利要求2或3所述的装置系统，其特征在于，所述PSA提浓塔的CO2气体出口处CO2浓度为70～90％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述气体浓缩单元包括压缩机、冷却器和汽水分离器；
6.根据权利要求5所述的装置系统，其特征在于，所述气体浓缩单元包括三组串联设置的气体浓缩组件；
7.一种二氧化碳捕集和纯化方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6任一项所述的二氧化碳捕集和纯化装置系统进行。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
9.根据权利要
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述PSA提浓塔的工作温度为10～60℃；
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集和纯化装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接设置的烟冷器、汽水分离装置、psa提浓塔、气体浓缩单元、tsa干燥塔、预冷器、液化装置、闪蒸装置和精馏装置；
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述psa提浓塔、tsa干燥塔、闪蒸装置和精馏装置上分别独立地设置有co2气体出口。
3.根据权利要求2所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括控制器；
4.根据权利要求2或3所述的装置系统，其特征在于，所述psa提浓塔的co2气体出口处co2浓度为70～90％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓锋，谷朋泰，朱晓磊，崇培安，张涛，郭荣，刘向民，陶丽，何翔，吕为智，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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