[發明專利]一種高效的CO2捕集系統

無效

• 申請號: 201210275477.1
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102784546A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 許世森;程健;徐越;王保民;任永強;夏軍倉;李晨;張瑞云
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;C01B3/52
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于潔凈煤發電技術領域，涉及一種高效的CO₂捕集系統。

背景技術

以氣候變化為核心的全球環境問題日益嚴重，已經成為威脅人類可持續發展的主要因素之一，削減溫室氣體排放以減緩氣候變化成為當今國際社會關注的熱點。在眾多溫室氣體減排方案中，碳捕集與封存技術是一項新興的、具有大規模減排潛力的技術，有望實現化石能源使用的CO₂低碳排放。

CO₂捕集過程是通過各種吸收液在一定壓力下通過物理化學過程將CO₂吸收，然后通過加熱的方法將CO₂解吸出來，根據后續要求進行進一步加工。因此，CO₂的捕集是一個消耗蒸汽電等能源的過程，無論是燃燒前還是燃燒后CO₂捕集系統，降低系統能耗的有效方法是盡量增大吸收液對CO₂的吸收，提高系統CO₂捕集率，減少蒸汽等公用工程的消耗，這樣就可以降低捕集每噸CO₂的能量消耗，達到節能的目的。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高效的CO₂捕集系統，該系統CO₂捕集率高，能耗低，能夠實現潔凈煤發電系統的低碳排放。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種高效的CO₂捕集系統，包括由下部半貧液段和上部貧液段兩段垂直串聯組成的兩段式吸收塔1，含CO₂氣體入口位于兩段式吸收塔1的半貧液段下方，兩段式吸收塔1底部富液出口接常壓解吸塔5的頂部入口，常壓解吸塔5底部出液口接兩段式吸收塔1半貧液段上部入液口，常壓解吸塔5底部出液口還接再生塔12頂部入液口，再生塔12接有重沸器13，再生塔12的底部出液口接兩段式吸收塔1貧液段上方的入液口，再生塔12的頂部出氣口接常壓解吸塔5，常壓解吸塔5的頂部出氣口接至CO₂提純和壓縮液化系統，兩段式吸收塔1的頂部出氣口接粗氫回收系統。

所述兩段式吸收塔1的頂部出氣口依次接有脫碳氣冷卻器2和脫碳分液器3，常壓解吸塔5的頂部出氣口依次接有CO₂氣冷卻器6和CO₂氣分液器7，脫碳分液器3和CO₂氣分液器7排出的液體全部送至底層溶液槽16，再由溶液泵15送到常壓解吸塔5頂部入液口。

所述兩段式吸收塔1底部富液出口與常壓解吸塔5的頂部入口之間的通道上設置貧富液換熱器4，再生塔12的底部出液口與兩段式吸收塔1貧液段上方的入液口之間的通道也經過貧富液換熱器4，實現貧液與富液的熱量交換。

所述兩段式吸收塔1中的貧液與液儲槽17中的溶液相同，均為質量濃度40%的MDEA溶液，半貧液是吸收CO₂和H₂S的富液經常壓閃蒸放出部分酸性氣體后的MDEA的溶液，所述貧液中還可以加入質量分數1~5%的活化劑如R₂NH。

本發明的有益效果是：

1.采用兩段式布置的吸收塔，通過半貧液段70～80%的吸收液半貧液將氣體中的大部分CO₂吸收，然后利用20～30%的貧液徹底吸收剩余的CO₂，達到對CO₂的高吸收率。這一布置能夠減少吸收液的消耗，降低運行費用。

2.采用常壓解吸與溶液再生解吸相結合的方法，提高CO₂回收率，降低蒸汽消耗，而且這一方法可使再生塔的設備尺寸大大降低。

3.采用本發明提供的系統可應用一乙醇胺吸收液吸收燃煤電站或天然氣聯合循環電站煙道氣的CO₂，可應用N-甲基二乙醇胺（MDEA）或聚乙二醇二甲醚溶液（NHD）吸收含碳燃料水汽變換后產生的CO₂。

附圖說明

附圖是本發明捕集系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。