烟气二氧化碳捕捉设备及其吸收塔制造技术

本实用新型专利技术公开了一种烟气二氧化碳捕捉设备，包括：吸收系统、再生系统、以及热交换系统，其中，吸收系统包括与风机相连通的吸收塔，该吸收塔的底部具有富液槽、中部具有自循环喷淋器、上部具有贫液喷淋器，以在吸收塔中形成贫液吸收区和半贫液吸收区。本实用新型专利技术还公开了一种烟气二氧化碳捕捉设备用吸收塔。本实用新型专利技术能有效地对系统进行热分配，减少贫富液循环速度、降低出贫富液换热器后贫液和经过再生气冷凝器后流体的温度，从而减小冷却水负荷，进而降低系统能耗；另一方面，减少了昂贵的系统内件，降低吸收塔高度，从而降低系统的造价。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及烟气co2捕集
，尤其是燃煤(油、气)电站锅炉(燃机)、 工业锅炉、石灰窑炉和化工工艺中的低压低浓度co2回收领域，具体涉及燃烧设备的烟气二 氧化碳捕捉设备、以及烟气二氧化碳捕捉设备用吸收塔。
技术介绍
气候变暖问题是影响整个人类发展的问题，C02是气候变暖的主要贡献者，而大型 燃烧设备是co2最大的排放源，任何想要大规模控制co2的排放，应对气候变暖，都必须着力 于对大型燃烧设备进行co2捕集。大型燃烧设备捕碳主要有燃烧前捕集、富氧燃烧技术和燃烧后捕集。燃烧前捕集 主要用于IGCC电站，后两者则可运用于对传统电厂的改造。其中，富氧燃烧技术不仅需要 增加制氧设备，还需对已有的发电本体进行改造，燃烧后捕碳则不用对本体进行改造，具有 更广泛的适应性。由于传统电站和其它大型燃烧设备烟气具有大流量，低分压等特点，采用 具有碱性的醇胺溶液，如乙醇胺(MEA)是最适合于这种烟气特点的技术。利用醇胺溶液从烟气中进行碳捕集的技术在化工行业已经成熟。但是，由于电厂 等大型燃烧设备烟气具有气量大，分压低等特点，该技术运用于电厂最大的问题是能耗高， 体积大。中国专利技术专利申请(申请号为200810018343. 5)公开了一种燃煤电厂烟气中二氧 化碳捕集装置，其包括烟气预处理装置、吸收塔、以及再生塔。其中，经过烟气预处理装置处理的烟气通过风机加压后与吸收塔的底部相连，烟 气自下向上流动，与从吸收塔上部入塔的能够吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接触， 脱除二氧化碳的烟气经尾气排空口排出，吸收了二氧化碳的富液通过富液泵加压由再生塔 上部进入，在再生塔底部设置有内置式煮沸器，再生塔的顶部出气口还依次与产品气富液 换热器、产品气冷却器、气液分离器和二氧化碳压缩机相连，分离后的二氧化碳经二氧化碳 压缩机压缩后排出，解吸二氧化碳后的贫液由再生塔底流出。本专利技术人发现，在上述二氧化碳捕集装置中，吸收塔的塔体大，同时贫富液循环量 大，设备制造成本和运行成本较高。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种比传统技术具有更低能耗的烟气二氧化碳捕捉设 备，以满足大型燃烧设备，化工行业等co2分压较低，需大幅降低捕集能耗的要求。本实用 新型的另一目的在于提供一种烟气二氧化碳捕捉设备用吸收塔。为此，本技术提供了一种烟气二氧化碳捕捉设备，其包括吸收系统，利用贫 二氧化碳吸收液吸收烟气中的二氧化碳，以形成富二氧化碳吸收液；再生系统，用于解吸富 二氧化碳吸收液中的二氧化碳，以形成二氧化碳再生气和供吸收系统循环使用的贫二氧化 碳吸收液；以及热交换系统，供富二氧化碳吸收液与贫二氧化碳吸收液和/ 二氧化碳再生气之间换热，其中，吸收系统包括与风机相连通的至少一吸收塔，该吸收塔的底部具有富液 槽、中部具有自循环喷淋器、上部具有贫液喷淋器，其中，自循环喷淋器与贫液喷淋器之间 构成贫液吸收区，自循环喷淋器与富液槽之间形成半贫液吸收区。优选地，上述自循环喷淋器设置在富液槽液面和贫液喷淋器之间的1/3 2/3高 度处。优选地，上述吸收塔的贫液喷淋器的上方还具有由循环水洗泵和积液槽构成的循 环洗涤系统和除雾器。优选地，上述再生系统包括再生塔，其下部具有贫液槽、上部具有富液喷淋器、以 及位于富液喷淋器上方的激冷喷淋器，其中，在贫液槽的贫二氧化碳吸收液的液面之上、在 富液喷淋器之下的空间形成再生区，激冷喷淋器和富液喷淋器之间的空间形成激冷区。优选地，向再生系统提供的富二氧化碳吸收液的70% 95%经过热交换系统换 热后供给富液喷淋器，其余的直接供给激冷喷淋器。优选地，上述再生塔的上端设有除雾器，富液喷淋器设置在贫液槽液面与除雾器 之间的2/3 4/5高度处。优选地，上述热交换系统包括贫富液换热器；以及贫液冷却器，其中，再生塔的 贫液槽中的贫二氧化碳吸收液经过贫液冷却器冷却后供给吸收塔的贫液喷淋器。优选地，上述再生系统还包括连接至再生塔的再生气冷却器和再生气分离器，其 中，再生气分离器分离得到的液体与贫液冷却器冷却后的贫二氧化碳吸收液相混合。另一方面，本技术还提供了一种烟气二氧化碳捕捉设备，其包括吸收系统， 利用贫二氧化碳吸收液吸收烟气中的二氧化碳，以形成富二氧化碳吸收液；再生系统，用于 解吸富二氧化碳吸收液中的二氧化碳，以形成二氧化碳再生气和供吸收系统循环使用的贫 二氧化碳吸收液；以及热交换系统，供富二氧化碳吸收液与贫二氧化碳吸收液和/ 二氧化 碳再生气之间换热，其中，再生系统包括再生塔，其下部具有贫液槽、上部具有富液喷淋器、 以及位于富液喷淋器上方的激冷喷淋器，其中，在贫液槽的贫二氧化碳吸收液的液面之上、 在富液喷淋器之下的空间形成再生区，激冷喷淋器和富液喷淋器之间的空间形成激冷区。另外，本技术还提供了一种烟气二氧化碳捕捉设备用吸收塔，该吸收塔的底 部具有富液槽、中部具有自循环喷淋器、上部具有贫液喷淋器，其中，自循环喷淋器与贫液 喷淋器之间构成贫液吸收区，自循环喷淋器与富液槽之间形成半贫液吸收区，其中，自循环 喷淋器用于喷射的富二氧化碳吸收液来自吸收塔下部的富液槽中。在本技术优选实施例的设备中，吸收塔和再生塔均采用喷淋法，且在吸收塔 中增加了一套喷淋内循环，在再生塔中增加了一套喷淋激冷系统，再生塔后冷凝液直接与 冷却器后的贫液混合。一方面，能有效地对系统进行热分配，减少贫富液循环速度、降低出 贫富液换热器后贫液和经过再生气冷凝器后流体的温度，从而减小冷却水负荷，降低系统 能耗和电耗；另一方面，减少了昂贵的系统内件，降低吸收塔高度，从而降低系统的造价。优选地，上述自循环喷淋器设置在富液槽液面和贫液喷淋器之间的1/3 2/3高 度处。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优 点。下面将参照图，对本技术的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。附图说明构成本说明书的一部分、用于进一步理解本技术的附图示出了本技术的 优选实施例，并与说明书一起用来说明本技术的原理。图中图1为根据本技术优选实施例的烟气二氧化碳捕捉设备的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在附图中相同的部件用相同的标号表示。本技术的烟气二氧化碳捕捉设备包括吸收系统，利用贫二氧化碳吸收液吸 收烟气中的二氧化碳，以形成富二氧化碳吸收液；再生系统，用于解吸富二氧化碳吸收液中 的二氧化碳，以形成二氧化碳再生气和供吸收系统循环使用的贫二氧化碳吸收液；以及热 交换系统，供富二氧化碳吸收液与贫二氧化碳吸收液和/二氧化碳再生气之间换热。下面 结合优选实施例对烟气二氧化碳捕捉设备的吸收系统、再生系统和热交换系统的具体特点 分别作详细说明。图1为根据本技术优选实施例的烟气二氧化碳捕捉设备的结构示意图。如图 1所示，在本优选实施例中，烟气二氧化碳捕捉设备的吸收系统为带自循环的喷淋式吸收系 统，该吸收系统包括与引风机2相连通的吸收塔5。该吸收塔5的底部形成富液槽1、中部设置有由自循环泵3和自循环喷淋器4组成 的自循环系统、上部设置有吸收塔喷淋器6 (或者称为贫液喷淋器)以及由循环水洗泵7和 积液槽8组成的循环洗涤系统、上端设置有吸收塔除雾器9。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气二氧化碳捕捉设备，包括：吸收系统，利用贫二氧化碳吸收液吸收烟气中的二氧化碳，以形成富二氧化碳吸收液；再生系统，用于解吸所述富二氧化碳吸收液中的二氧化碳，以形成二氧化碳再生气和供所述吸收系统循环使用的贫二氧化碳吸收液；以及热交换系统，用于所述富二氧化碳吸收液与所述贫二氧化碳吸收液和／或所述二氧化碳再生气换热，其特征在于，所述吸收系统包括与风机（２）相连通的至少一吸收塔（５），所述吸收塔（５）的底部形成富液槽（１）、中部设置有自循环喷淋器（４）、上部设置有贫液喷淋器（６），其中，所述自循环喷淋器（４）与贫液喷淋器（６）之间构成贫液吸收区（５－２），所述自循环喷淋器（４）与富液槽（１）之间形成半贫液吸收区（５－１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋敏华，黄斌，许世森，郜时旺，刘练波，蔡铭，牛红伟，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]