[發明專利]雙塔低壓補獲煙氣中CO2的方法

無效

• 申請號: 201210167857.3
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102657996A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 鐘婭令;曾啟明;鐘雨明;陳天洪;蔡躍明
• 申請（專利權）人: 四川亞連科技有限責任公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01J20/20;C01B31/20;C01B21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于煙氣凈化技術領域，特別涉及一種雙塔低壓補獲煙氣中CO₂的方法。

背景技術

二氧化碳是主要的溫室氣體，是造成全球氣侯變曖的主要原因之一。我國的能源供應目前仍以燃煤為主，其中80％用于火電、冶金、建材等行業。隨著“京都議定書”和“后京都議定書”出臺，我國積極應對氣侯變化和溫室氣體減排問題，在“十一五”期間把溫室氣體控制排放作為國家目標，2007年發布了《中國應對氣侯變化國家方案》，明確提出了控制二氧化碳等溫室氣體排放的任務。

目前主要的CO₂捕集分離方法主要有吸收/吸附法、膜分離法、煙氣循環燃燒法、改變煤氣化聯合循環法等幾類，工業上采用較多的是胺基化學吸收劑，如一乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)，三乙醇胺(TEA)，甲基二乙醇胺(MEDA)等，其中一乙醇胺MEA被認為最合適燃煤煙氣CO₂分離，其優勢為“分子量小、吸收酸性氣體能力強”對捕集燃燒后煙氣中低濃度的CO₂最具優勢；其缺點為CO₂負荷能力低，設備腐蝕率高，胺類會被其他煙氣成分降解、吸收劑再生時能耗高，這樣造成CO₂分離成本高。

WO2009/073928，CN101301562A，CN102448578A，CN101274752A等專利中都涉及到煙氣中CO₂的補獲。但目前的方法采用加壓后進入吸附塔、吸附塔個數較多(個數≥3)，經過多次均壓過程需要更多的自動控制閥門，這樣一來不僅增加了電耗成本，更增加了設備投入。也有采用多級膜分離與變壓吸附(PSA)組合進行煙氣脫碳的報道，雖然效果較好，但運行成本和投入更高，不易接受。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的缺陷而提供一種設備簡單、投資少、能耗低、吸附劑性能好的雙塔低壓補獲煙氣中CO₂的方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種雙塔低壓補獲煙氣中CO₂的方法，包括下述步驟：

(1)將除塵過濾后含有10～20％(Vol)CO₂濃度的煙氣，直接通過管道輸送至裝有特殊吸附劑的凈化塔底部，煙氣中的CO₂被選擇性地吸附在吸附劑孔表面上，煙氣中的氮氣直接從吸附劑孔徑中或吸附劑顆粒之間通過床層，從凈化塔頂部排出，凈化塔壓力為3～50Kpa，吸附時間為5～10分鐘；當任一凈化塔中的CO₂濃度接近飽和時停止對該凈化塔進氣；

(2)關閥吸附飽和的凈化塔頂部出口閥門，同時煙氣切換到另一個凈化塔中繼續進行吸附，打開吸附飽和的凈化塔底部與真空泵進口連接的閥口，進行抽真空解吸吸附劑上面吸附的CO₂，以使吸附劑再生，循環使用；

(3)完成再生的吸附塔壓力為-0.01～～-0.1Mpa，在另一凈化塔快結束吸附過程前關閥與真空泵連接的閥門，打開完成再生的吸附塔頂部閥門，使兩個凈化塔項相連通，完成再生的吸附塔壓力回升至常壓，進入第二次操作過程。

所述凈化塔個數為2-4個，最低不少于2個。所述的特殊吸附劑，包括載體、活性組份和助劑，其載體為焦炭、活性炭、炭纖維(CMS)、木炭、含碳固體材料中的一種或多種；活性組分為一乙醇胺、二乙醇胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺中的一種或多種；助劑為K₂CO₃和碳納米管(CNTs)中的一種或多種，該吸附劑中各組分及其質量百分比為：載體：80.1～88.8％，活性組份：10.1～17.6％，助劑：1.0～4.5％。

該吸附劑的制備過程包括下述步驟：

1)選擇載本：稱取8.0～10.0g活性炭，要求活性碳燒失率：50～70％，比表面積＞800m²/g，以中孔為主；

2)配制溶液：用1000ml的量筒量取600～800ml的去離子水倒入2000ml的燒杯中，加入200～300ml一乙醇胺，然后稱取K₂CO₃：35.2～39.2g、CNTs：3.8～7.6g，一起加入到燒杯中，并將燒杯放入恒溫水浴中，控制溫度為65～75℃；

3)浸漬過程：待燒杯中的溫度達到70℃時，將(1)中稱取的載體加入到燒杯中，間隔手動攪拌即可，浸漬時間為1～2小時；