一种烟气中酸性气体捕集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于燃煤电厂烟气化学吸收法捕集酸性气体的系统。包括吸收塔、贫富液热交换器、再生塔、再沸器、气液分离器，增设了液体膜浓缩装置，使富液在进入贫富液热交换器前在液体膜浓缩装置内脱除部分水分，避免了富液再生时加热不必要的溶液中过多的水分而消耗过多能量。脱除的水和再生塔底流出的贫液合流，再次进入吸收塔上部喷淋，循环利用，使得整个系统能耗有效降低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种烟气的化学净化系统，具体涉及一种适用于燃煤电厂烟气化学吸收法捕集酸性气体的系统。
技术介绍
酸性气体主要指煤转化过程中产生的二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、硫化氢等气体，二氧化碳是造成现在温室效应的主要元凶，硫氧化物在雨天形成酸雨，对地面树木和建筑物的损害巨大。当前，酸性气体的减排已成为各国政府、学术界乃至企业界都十分关注的环保问题之一。然而二氧化碳在制碱工业、制糖工业、焊接领域具有广泛的应用，因此碳捕集与封存是我国应对气候变化的一项重要战略选择。火电厂是酸性气体最为主要的集中排放源，未来想要大规模削减二氧化碳排放，必须着力于从燃煤电站中捕集。燃煤电站的碳捕集分三种技术路线，燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧技术，鉴于后两者还存在诸多技术难题，当前的研发和示范应用技术多为燃烧后捕集技术，且它能直接适用于现存绝大多数火电厂。现有燃煤电厂的排放烟气近于大气压力，其中二氧化碳浓度一般低于15%，因此， 从中分离二氧化碳的热力学驱动力较低，这对开发经济高效的分离技术是一种挑战。目前研发和示范应用较多是醇胺法，其实质是酸碱中和反应，弱酸(二氧化碳)和弱碱(水溶液中的胺)反应生成可溶于水的盐，这使得胺法可在较低分压水平的烟气中捕获二氧化碳， 但吸收负荷受反应平衡限制。该酸碱反应随温度变化是可逆的，一般约在40°C形成盐，二氧化碳被吸收，而在100°C以上反应逆向进行放出二氧化碳，因而利用吸收塔和再生塔组成系统即可完成对二氧化碳的捕集，申请号为200810018343. 5的专利技术专利公开了上述技术特征，但该装置和方法由于循环吸收液中水的含量很高(> 60% )，加热溶液中过多的水分而消耗过多能量，其周期性的升温、降温使得系统能耗过高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能有效降低系统能耗的酸性气体捕集系统。本技术酸性气体捕集系统，包括增压风机、吸收塔、液体膜浓缩装置、贫富液换热器、再生塔、再沸器，还包括再生气冷却器、气液分离器、以及其它一系列冷却器、泵和相关辅助设备。该系统的连接方式为吸收塔底部出液口通过泵与液体膜浓缩装置的吸收液进口相连，液体膜浓缩装置的浓缩液出口通过泵与贫富液热交换器的富液进口相连通， 液体膜浓缩装置的水流出口与贫富液热交换器的贫液出口相连通，贫富液热交换器的富液出口与再生塔顶部第一进液口相连，再生塔底部出液口与贫富液热交换器的贫液进口相连通，贫富液热交换器的贫液出口通过泵和贫液冷却器与吸收塔顶部的吸收液进液口相连。本技术酸性气体捕集系统，其中在所述吸收塔的顶部设有洗涤段和除沫器， 洗涤段的出液口通过泵和洗涤液冷却器和洗涤段进液口相连，除沫器置于洗涤段与尾气排空口之间。本技术酸性气体捕集系统，其中所述再生塔的排气口通过再生气冷却器与气液分离器的进口相连，气液分离器的出液口通过泵与再生塔的顶部第二进液口相连通。再沸器可置于再生塔的内部或外部。利用本技术酸性气体捕集系统捕集酸性气体的方法为燃煤电厂的烟气在经过必要的预处理(除尘、降温)后，经增压风机升压后从吸收塔底部进入，烟气自下而上与从吸收塔上部喷淋而下的有机胺溶液形成逆流接触，脱除了酸性气体的烟气经尾气排空口排出，吸收了酸性气体的有机胺溶液(富液)通过泵加压进入液体膜浓缩装置，将富液中一部分水分离出来，得到进一步浓缩的富液经泵加压通过贫富液热交换器热量交换后从再生塔顶部往下喷淋。再生塔底部的再沸器利用电厂低压蒸汽将再生塔底部的贫液加热沸腾汽化上升与喷淋而下的富液接触释放出酸性气体，酸性气体随大量水蒸气和少量有机胺蒸汽经再生塔顶流出，在再生气冷却器中水蒸气和有机胺蒸汽被冷凝成液态水溶液在气液分离器中被分离出来经泵加压后重新被送回再生塔，而酸性气体则被送往空压机被压缩液化以备后续的精处理利用或输送往酸性气体封存场所。在再生塔中被加热解析出一定量酸性气体后的有机胺溶液(贫液)自再生塔底流出，经贫富液热交换器将热量传递给富液后，与液体膜浓缩装置被截留出来的水合流，经泵送入贫液冷却器，冷却后的贫液再次进入吸收塔上部喷淋，循环利用。本技术酸性气体捕集系统，在所述吸收塔的顶部设有洗涤段和除沫器，脱除了酸性气体的净烟气中携带有部分吸收溶质的蒸汽必须在洗涤段经冷水洗涤，经洗涤和除沫后的净烟气可直接或经烟 排入大气。洗涤液可循环使用，经泵和洗涤液冷却器后重新进入吸收塔顶端的洗涤段对烟气进行洗涤。本技术中液体膜浓缩装置是指在利用反渗透原理、滤膜技术等能截留盐和有机物分子，允许水分子通过的溶液分离、提纯、浓缩装置，可以是水处理行业所使用的水处理膜装置。CO2^SO2等酸性气体和弱碱(有机胺溶液)在低温下生成不稳定的盐，高温下反应逆向进行析出酸性气体。SO2属于强酸性气体，在弱碱溶液中，SO2先于CO2与弱碱(有机胺)反应生产不稳定盐，高温下反应逆向进行析出SO2，因此通过烟气不同的预处理，可以有选择的捕集so2。本技术同样适用于燃煤电厂释放出的其它酸性气体的吸收和捕集。本技术的有益效果为由于引入了液体膜浓缩装置，液体膜浓缩装置位于吸收塔和贫富液热交换器之间，在富液进入贫富液热交换器之前通过液体膜浓缩装置浓缩去除部分水分后再进去再生塔，浓缩出的水和贫液合流进入吸收塔，循环利用。避免了富液再生时加热不必要的溶液中过多的水分而消耗过多能量，使得整个系统能耗降低。吸收塔的顶部设有洗涤段和除沫器，使排入大气的烟气更加环保，减少对空气污染，洗涤液能循环使用，进一步的节能减排。本系统流程设计合理、结构紧凑、处理效果好、能耗低，适合推广应用。附图说明图1为本技术酸性气体捕集系统示意图。具体实施方式下面结合该系统的组成及连接方式实施例，进一步阐述本技术。如图1所示，增压风机1和吸收塔2底部进气口相连，吸收塔2底部通过泵和液体膜浓缩装置3的吸收液进口 A1相连通，液体膜浓缩装置3的浓缩液出口 A2通过泵和贫富液换热器4的富液进口 B1相连通，液体膜浓缩装置3的水流出口 A3和贫富液换热器4的贫液出口 B4相连通，贫富液换热器4的富液出口化与再生塔5顶部第一进液口 D1相连，再生塔 5底部出液口与贫富液热交换器4的贫液进口 相连通，贫富液热交换器4的贫液出口 B4 通过泵和贫液冷却器7与吸收塔2顶部的吸收液进液口 C1相连，吸收塔2的顶部设有洗涤段和除沫器，洗涤段的出液口 C3通过泵和洗涤液冷却器8与洗涤段进液口 C2相连，除沫器置于洗涤段与尾气排空口 11之间，再生塔的排气口通过再生气冷却器9与气液分离器10 的进口相连，气液分离器10的出液口通过泵与再生塔5的顶部第二进液口 D2相连通，再沸器6置于再生塔5的外部。以上所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烟气中酸性气体捕集系统，包括吸收塔（２）、贫富液热交换器（４）、再生塔（５）、再沸器（６）、气液分离器（１０），吸收塔（２）的顶部设有尾气排空口（１１），吸收塔（２）底部出液口与贫富液热交换器（４）的富液进口（Ｂ１）相连通，贫富液热交换器（４）的富液出口（Ｂ２）与再生塔（５）顶部第一进液口（Ｄ１）相连，再生塔（５）底部出液口与贫富液热交换器（４）的贫液进口（Ｂ３）相连通，贫富液热交换器（４）的贫液出口（Ｂ４）通过贫液冷却器（７）与吸收塔（２）顶部的吸收液进液口（Ｃ１）相连通，其特征在于在吸收塔（２）底部出液口和贫富液热交换器（４）之间还设有液体膜浓缩装置（３），液体膜浓缩装置（３）的吸收液进口（Ａ１）与吸收塔（２）底部出液口相连通，液体膜浓缩装置（３）的浓缩液出口（Ａ２）与贫富液热交换器（４）的富液进口（Ｂ１）相连通，液体膜浓缩装置（３）的水流出口（Ａ３）与贫富液热交换器（４）的贫液出口（Ｂ４）相连通。

【技术特征摘要】
1.一种烟气中酸性气体捕集系统，包括吸收塔O)、贫富液热交换器G)、再生塔(5)、 再沸器(6)、气液分离器(10)，吸收塔⑵的顶部设有尾气排空口(11)，吸收塔(2)底部出液口与贫富液热交换器(4)的富液进口(B1)相连通，贫富液热交换器(4)的富液出口(B2) 与再生塔( 顶部第一进液口(D1)相连，再生塔( 底部出液口与贫富液热交换器的贫液进口(B3)相连通，贫富液热交换器(4)的贫液出口(B4)通过贫液冷却器(7)与吸收塔 (2)顶部的吸收液进液口(C1)相连通，其特征在于在吸收塔( 底部出液口和贫富液热交换器(4)之间还设有液体膜浓缩装置(3)，液体膜浓缩装置(3)的吸收液进口(A1)与吸收塔( 底部出液口相连通，液体膜浓缩装置(3)的浓缩液出口(A...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东，何强，陈玉乐，薛军，韩祥，周陵生，
申请(专利权)人：杨东，何强，陈玉乐，
类型：实用新型
国别省市：11