二氧化碳回收设备及其操作方法技术

根据一个实施例，一种二氧化碳回收设备，包括：流量分配器，其将从吸收塔排出的第一富溶液分为第二富溶液和第三富溶液；再加热交换器，利用从释放塔排出的稀溶液作为热源来加热第二富溶液；加热单元，其利用从释放塔释放的含有蒸汽的二氧化碳作为热源来加热第三富溶液；气-液分离器，其将用于加热所述第三富溶液的含有蒸汽的二氧化碳分离为二氧化碳和冷凝水；测量单元，其测量气-液分离器中冷凝水的量，以及控制器。控制器基于由所述测量单元测量的冷凝水的量的变化来控制流量分配器中的流量分配比。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】根据一个实施例，一种二氧化碳回收设备，包括：流量分配器，其将从吸收塔排出的第一富溶液分为第二富溶液和第三富溶液；再加热交换器，利用从释放塔排出的稀溶液作为热源来加热第二富溶液；加热单元，其利用从释放塔释放的含有蒸汽的二氧化碳作为热源来加热第三富溶液；气-液分离器，其将用于加热所述第三富溶液的含有蒸汽的二氧化碳分离为二氧化碳和冷凝水；测量单元，其测量气-液分离器中冷凝水的量，以及控制器。控制器基于由所述测量单元测量的冷凝水的量的变化来控制流量分配器中的流量分配比。【专利说明】
本申请描述的实施例总体上涉及一种二氧化碳回收设备和操作二氧化碳回收设备的方法。
技术介绍
近来，就二氧化碳的回收而言，二氧化碳回收和存储技术作为解决全世界关心的全球变暖问题的有效措施而引起注意。特别地，对于来自热电厂等的废气来说，考虑通过碱性水溶液回收二氧化碳的方法。已知这样一种二氧化碳回收设备，其包括:吸收塔，使得废气中含有的二氧化碳在吸收溶液中被吸收以生成富溶液；释放塔，用于加热从吸收塔排出的富溶液以释放和分离二氧化碳和蒸汽，并且使得生成的稀溶液返回吸收塔；第一热交换器，允许从释放塔供应至吸收塔的稀溶液通过；第二热交换器，允许在释放塔中分离的含有蒸汽的二氧化碳通过；以及流量分配器，划分并供应从吸收塔排出的富溶液至第一热交换器和第二热交换器，并且适于使得引入第一热交换器和第二热交换器的富溶液分别与稀溶液以及含有蒸汽的二氧化碳进行热交换，随后供应至释放塔。在上述传统的二氧化碳回收设备中，在提供给第二热交换器的分流量低于最佳值的情况下，与含有蒸汽的二氧化碳的热交换未充分进行。另一方面，在提供给第二热交换器的分流量高于最佳值时，与含有蒸汽的二氧化碳的热交换充分进行，但在释放塔中被加热的富溶液的温度被降低，并且二氧化碳的释放性降低。这种情况导致以下问题:二氧化碳未充分释放的稀溶液被送到吸收塔，并且废气中的二氧化碳不能在吸收塔中被充分吸收。为了避免这种情况而提供给再沸器的能量增大，从而导致回收二氧化碳所需的能量增大。【专利附图】【附图说明】图1是根据第一实施例的二氧化碳回收设备的示意性配置；图2是示出了富溶液的分流量与二氧化碳回收能量之间的关系的示例的曲线图；图3是示出了富溶液的分流量与气-液分离器中每单位时间的冷凝水的量之间的关系的示例的曲线图；图4是根据第二实施例的二氧化碳回收设备的示意性配置；图5是示出了示例I中富溶液的分流量与二氧化碳回收能量之间的关系的曲线图；以及图6是示出了示例I中富溶液的分流量与气-液分离器中每单位时间的冷凝水的量之间的关系的曲线图。【具体实施方式】根据一个实施例，一种二氧化碳回收设备，包括:流量分配器，将从吸收塔排出的第一富溶液划分为第二富溶液和第三富溶液；再加热交换器，利用从释放塔排出的稀溶液作为热源来加热第二富溶液；加热单元，利用从释放塔释放的含有蒸汽的二氧化碳作为热源来加热第三富溶液；气-液分离器，将用于加热第三富溶液的含有蒸汽的二氧化碳分离成二氧化碳和冷凝水；测量单元，测量气-液分离器中冷凝水的量；以及控制器。所述控制器基于在测量单元中测量的所述冷凝水的量的变化来控制流量分配器中的流量分配比。现在参考附图来解释实施例。(第一实施例)图1示出了根据第一实施例的二氧化碳回收设备的示意性配置。该二氧化碳回收设备包括吸收塔101、再加热交换器103、气-液分离器132、冷却器105和106、释放塔102A、再沸器108、泵201，202和203、以及流量分配器107。引入到吸收塔101的含有二氧化碳的废气111与吸收二氧化碳的吸收溶液相接触，并且除去二氧化碳。吸收溶液从含有二氧化碳的废气111中吸收二氧化碳以生成富溶液 301。例如，吸收塔101是逆流气-液接触单元，其使得从下部供应的含有二氧化碳的废气111与从上部向下流的稀溶液319发生气-液接触。要被引入到吸收塔101的含有二氧化碳的废气111没有特别限制，并且例如是燃烧废气或工艺废气。如有需要可以在进行冷却处理之后引入含有二氧化碳的废气111。同样地，吸收溶液没有特别限制，只要其为碱性溶液并且例如可以是诸如乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)的胺类水溶液。在吸收塔101中已除去二氧化碳的脱二氧化碳气体112从吸收塔101的上部排出。从吸收塔101排出的富溶液301经由泵201提供至流量分配器107，并且被划分为富溶液302和303。富溶液302与下述的稀溶液316在再加热交换器103中进行热交换并且因此被加热，并且被加热的富溶液320经由泵202被供应至释放塔102A。而且，富溶液303被提供至释放塔102A的位置比富溶液320被提供至释放塔102A的位置更高，尤其是比下述热交换层102b的位置更高，如图1所示。释放塔102A具有热交换层102a和热交换层102b，所述热交换层102b设置在热交换层102a的上部。富溶液303被供应至上部的热交换层102b，通过热交换层102b，向下移动。富溶液320被供应至热交换层102a和热交换层102b之间，通过较低部的填充层102a，向下移动。含有蒸汽的二氧化碳向上通过填充层102a和102b以进行热交换。富溶液303和320被加热以使得大多数二氧化碳以及蒸汽被释放、分离，并从释放塔102A上部排出含有蒸汽的二氧化碳310，大多数二氧化碳已被除去的高温稀溶液316由释放塔102A的下部排出。例如，释放塔102A是逆流气-液接触单元。再沸器108利用高温蒸汽140作为外部供应热量来加热释放塔102A中存储的溶液。通过这样做，含有蒸汽的二氧化碳在释放塔102A中向上移动。从释放塔102A排出的含有蒸汽的二氧化碳310被供应至冷却器105，通过诸如外部供应的冷水的冷却剂142进行冷却，并排出至气-液分离器132。在冷却器105中冷却的含有蒸汽的二氧化碳310在气-液分离器132中被分离成二氧化碳315和冷凝水314，并且二氧化碳315被排出和回收。气-液分离器132设置有水位计401，以用于测量冷凝水314的水位变化。换言之，测量气-液分离器132中冷凝水的量(每单位时间生成的冷凝水的量)。冷凝水314可以被供应至释放塔102A。从释放塔102A排出的稀溶液316与再加热交换器103中的富溶液302进行热交换。在再加热交换器103中进行热交换之后的稀溶液318被供应至冷却器106，并且通过诸如外部供应的冷水的冷却剂143进行冷却。在冷却器106中被冷却的稀溶液319供应至吸收塔101，从含有二氧化碳的废气111中吸收二氧化碳，并且变成富溶液301。通过这种方式，在二氧化碳回收设备中，吸收溶液在吸收塔101和释放塔102A之间循环，并且除去二氧化碳。二氧化碳回收设备还包括控制器402，其获得水位计401的测量结果并且控制流量分配器107中的富溶液302和303的分流量(流量分配比)以及再沸器108中的热输入量。在这种二氧化碳回收设备中富溶液303的分流量和二氧化碳回收能量之间的关系的示例如图2所示。如图2所示，当富溶液303的分流量从零逐渐提高时，二氧化碳回收能量逐渐降低。这表示在释放塔102A的上部处有效地执行富溶液303从含有蒸汽的二氧化碳回收热能。当分流量在预定值α和β之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化碳回收设备，包括：吸收塔，其使得含有二氧化碳的废气与吸收二氧化碳的吸收溶液相接触，并且生成和排出已吸收二氧化碳的第一富溶液；流量分配器，其将所述第一富溶液划分为第二富溶液和第三富溶液；释放塔，其加热所述第二富溶液和所述第三富溶液，使含有蒸汽的二氧化碳被释放以生成稀溶液，排出所述稀溶液，并且使所述稀溶液返回到所述吸收塔；再加热交换器，其利用从所述释放塔排出的所述稀溶液作为热源来加热所述第二富溶液；加热单元，其在所述第三富溶液变成所述稀溶液之前利用要从所述释放塔释放的所述含有蒸汽的二氧化碳作为热源来加热所述第三富溶液；气?液分离器，其将用于加热所述第三富溶液的所述含有蒸汽的二氧化碳分离为二氧化碳和冷凝水；测量单元，其测量所述气?液分离器中的所述冷凝水的量；以及控制器，其基于由所述测量单元测量的所述冷凝水的量的变化来控制所述流量分配器中的流量分配比。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤聪，北村英夫，宇田津满，清国寿久，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：