[實用新型]一種富氧燃燒煙氣中的CO2提純及液化裝置

有效

• 申請號: 201220167441.7
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN202547276U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 黃科;謝波;魏義江
• 申請（專利權）人: 四川空分設備（集團）有限責任公司
• 主分類號: F25J3/08
• 分類號: F25J3/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術領域

本實用新型涉及一種工業廢氣回收處理裝置，尤其涉及一種富氧燃燒煙氣中的CO₂提純及液化裝置。

背景技術

目前我國燃煤發電主要是利用空氣助燃，燃燒后的CO含量較低，不具有回收捕捉和利用價值。隨著國內CO₂的減排壓力及燃煤發電技術的提高，一種新型的燃燒技術—富氧燃燒也正在迅速發展。其燃燒后的煙氣CO₂含量達到80%左右甚至更高，CO₂的回收捕捉及利用具有廣闊前景。

傳統的CO₂提純及液化裝置一般主要有預冷系統、液化系統、提純精餾系統、制冷循環系統等組成。經過預處理后的原料氣中CO₂含量一般在98%以上，通過制冷循環系統分別預冷和液化，然后節流到一定壓力進入精餾塔精餾，塔頂帶有冷凝器，塔底帶有再沸器。通過精餾在再沸器底部獲得液體產品CO₂，塔頂的輕組分氣通過冷量回收后放空。整套系統較為復雜，且對低純度的CO₂原料氣(CO₂濃度低于95%)，將其提純液化需要更高的壓力和更高的溫度，系統能耗高，回收率低。

同時該種提純液化不具有大規模應用前景，因為當工業應用達到每小時幾萬標方規模時，需要的制冷量將大幅升高，使得制冷循環系統過于龐大和復雜。而針對富氧燃燒后的CO₂含量在80%的煙氣，這種提純液化技術在系統組織、能耗、規模上都不具有優勢。因此研究一種系統相對簡單、對低濃度的CO₂(CO₂濃度低于95%)原料氣具有較高回收率、能夠適應大規模工業應用的CO₂提純及液化系統是很有實際意義的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：提供一種系統相對簡單、對低濃度的CO₂(CO₂濃度在80%左右)原料氣具有較高回收率、能夠適應大規模工業應用的富氧燃燒煙氣CO₂提純及液化系統。

本實用新型的目的通過下述技術方案來實現：?

一種富氧燃燒煙氣中的CO₂提純及液化裝置，包括原料氣換熱系統、產品氣壓縮冷卻系統和廢氣放空系統，所述原料氣換熱系統包括CO₂煙氣換熱器，CO₂煙氣一級分離器，CO₂煙氣二級分離器，所述CO₂煙氣換熱器內布置有原料CO₂氣通道、通過節流閥連通CO₂煙氣一級分離器液相出口的一級分離液相返流通道、連通于CO₂煙氣一級分離器氣相出口與CO₂煙氣二級分離器入口之間的一級分離氣相通道，以及連通CO₂煙氣二級分離器氣相出口的二級分離氣相返流通道和通過節流閥連通CO₂煙氣二級分離器液相出口的二級分流液相返流通道；所述CO₂煙氣換熱器的原料CO₂氣通道連通所述CO₂煙氣一級分離器入口；所述CO₂煙氣換熱器的一級分離液相返流通道出口和二級分流液相返流通道出口分別連通所述產品氣壓縮冷卻系統；所述CO₂煙氣換熱器的二級分離氣相返流通道出口連通所述廢氣放空系統。

作為優選方式，所述CO₂煙氣換熱器為兩級冷卻換熱器，其中一級冷卻換熱器內設有所述原料CO₂氣通道、一級分離液相返流通道、二級分離氣相返流通道和二級分流液相返流通道，二級冷卻換熱器內設有所述一級分離氣相通道、二級分離氣相返流通道和二級分流液相返流通道，所述二級分離氣相返流通道和二級分流液相返流通道在所述一、二級冷卻換熱器間各自相通。

作為優選方式，所述壓縮冷卻系統包括串聯的產品CO₂壓縮機，冷卻器，液體CO₂泵，所述CO₂煙氣換熱器的一級分離液相返流通道出口和二級分流液相返流通道出口分別連通所述產品CO₂壓縮機。