[實(shí)用新型]高活性鉀基吸收劑干法脫除煙氣中CO2的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820037600.5
• 申請(qǐng)日: 2008-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201235280Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉平;趙傳文;趙長(zhǎng)遂;梁財(cái)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/83
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/83;B01D53/62
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中CO₂的脫除和濃縮方法，尤其是一種采用高活性鉀基吸收劑干法脫除煙氣中CO₂的裝置。屬于二氧化碳捕集和減排技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二氧化碳是一種典型的“溫室效應(yīng)”氣體。由于其排放量巨大，且呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其對(duì)地球近地面氣溫升高的影響日益突出并已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。煤、石油、天然氣等化石燃料的使用是CO₂等溫室效應(yīng)氣體的主要來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年度我國(guó)煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的69.7％。從我國(guó)一次能源地質(zhì)儲(chǔ)量的構(gòu)成、一次能源的價(jià)格和能源的戰(zhàn)略安全性等方面看，我國(guó)以煤為主要能源的格局將長(zhǎng)期存在，而其中發(fā)電行業(yè)的煤炭消耗所占比重最大。目前，我國(guó)約50％的產(chǎn)煤用于發(fā)電，火力發(fā)電占總發(fā)電量的78％。燃煤電廠成為了化石燃料燃燒利用領(lǐng)域CO₂排放量最大、最集中的場(chǎng)所。但對(duì)于發(fā)電行業(yè)，CO₂減排的研究?jī)H處于起步階段，迄今還未有可有效脫除CO₂且投資和運(yùn)行費(fèi)用適中的技術(shù)。因此，研發(fā)適用于燃煤電廠的CO₂減排技術(shù)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

目前正在研究的各種CO₂減排技術(shù)中，堿金屬基吸收劑干法脫除CO₂技術(shù)(屬燃燒后捕集技術(shù))，由于其碳酸化溫度低，再生反應(yīng)能耗少，吸收劑不易失活，循環(huán)利用率高，對(duì)設(shè)備腐蝕輕，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始引起人們的關(guān)注。

美國(guó)Louisiana?State?University，Research?Triangle?Institute和Church?&?Dwight在DOE的資助下，開(kāi)展了堿金屬碳酸鹽(Na₂CO₃、K₂CO₃)干法脫除CO₂技術(shù)的研究，并申請(qǐng)了美國(guó)專(zhuān)利：第6387337B1(2002.5.14.)、第6280503B1(2001.8.28.)等。韓國(guó)Kyungpook?National?University，Yeungnam?University，Korea?ElectricPower?Research?Institute和Korea?Institute?of?Energy?Research在韓國(guó)科學(xué)技術(shù)部“21st?Century?Frontier?Programs”的資助下也開(kāi)展了相關(guān)的研究。韓國(guó)電力公社在中國(guó)申請(qǐng)了專(zhuān)利：CN200410101564.0，在美國(guó)申請(qǐng)了專(zhuān)利：USP20060148642。需要說(shuō)明的是，上述專(zhuān)利均是針對(duì)吸收劑及其制備方法的，有關(guān)CO₂脫除裝置和工藝方法的專(zhuān)利還未見(jiàn)報(bào)道。東南大學(xué)近幾年也針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展了相關(guān)的研究工作，并正在申請(qǐng)有關(guān)高活性鉀基吸收劑的國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。

東南大學(xué)所開(kāi)發(fā)高活性鉀基吸收劑以六方晶系碳酸鉀作為活性組分，該物質(zhì)與CO₂反應(yīng)速率比RTI或韓國(guó)電力公社研究的碳酸鈉或單斜晶系碳酸鉀快10倍以上；以活性炭或粗孔硅膠作為載體材料，其廉價(jià)易得，具有較好的負(fù)載能力和流化特性。該吸收劑再生性能良好，循環(huán)利用率高。

堿金屬基吸收劑干法脫除CO₂技術(shù)通過(guò)以下2個(gè)主要的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)CO₂的脫除和濃縮：

碳酸化反應(yīng)：M₂CO₃(s)+CO₂(g)+H₂O(g)→2MHCO₃(s)?????????(1)

再生反應(yīng)：2MHCO₃(s)→M₂CO₃(s)+CO₂(g)+H₂O(g)???????????(2)

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