[實(shí)用新型]燃煤電廠煙氣中CO2捕集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220277396.0
• 申請(qǐng)日: 2012-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN202605990U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王田禾;薛建明;蔣亞彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B01D53/18
• 分類號(hào): B01D53/18;C01B31/20
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型捕集燃煤電廠煙氣中CO₂的技術(shù)，主要是利用微孔發(fā)泡技術(shù)來提高乙醇胺水溶液（MEA）吸收煙氣中CO₂的效率，再加熱MEA來分離收集CO₂，MEA交替循環(huán)使用的CO₂捕集工藝。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的燃煤電廠CO₂捕集主要有3條技術(shù)路線：燃耗后捕集、燃耗前捕集和富氧燃燒。其中燃耗后捕碳技術(shù)雖然成本較高，但適用于現(xiàn)有幾乎所有燃煤電廠。

CO₂捕集技術(shù)主要有吸收法、吸附法、膜吸收法、生物固碳和水合物法，其中化學(xué)吸收法是一種較合適的方法，通常采用醇胺類的水溶液作為吸收劑，其中以MEA與CO₂反應(yīng)最快，因而應(yīng)用最多。

吸收塔大多采用填料塔或篩板塔，吸收劑采用噴淋的形式進(jìn)入塔內(nèi)與氣體接觸反應(yīng)（如圖1所示），總吸收系數(shù)涉及熱力學(xué)（溶解度）、動(dòng)力學(xué)和流體力學(xué)等諸多因數(shù)。圖中：1-煙氣；2-吸收塔；3-乙醇胺水溶液；4-填料；?5-排放的煙氣。雖然目前這種工藝在國內(nèi)外已有工程應(yīng)用，但仍有諸多有待改進(jìn)和提高的方面：

1、MEA用量較大，增加了實(shí)際運(yùn)營成本。

2、目前工藝需將MEA從低位提升高位，以便進(jìn)行噴淋，這必將增加新的能源消耗。

3、目前采用的噴淋吸收法，其單位時(shí)間的吸收效率還不夠高，吸收效率大多在80%左右。

4、傳統(tǒng)噴淋塔很高，當(dāng)噴淋的MEA液珠隨重力下降時(shí)，很難均勻分布在上升的煙氣中，造成煙氣中CO₂不能與MEA充分接觸，從而吸收效率不高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)中吸收效率不高的問題，提供一種燃煤電廠煙氣中CO₂捕集裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的：

一種燃煤電廠煙氣中CO₂捕集裝置，包括吸收塔、再生塔、泵及輸送管路，所述吸收塔分為第一、第二吸收塔，第一、第二吸收塔塔內(nèi)均設(shè)有曝氣池，池底為微孔曝氣板，曝氣池用于盛放吸附液（吸附液深度為0.25~3m），第一、第二吸收塔上部均裝有引風(fēng)機(jī)；

待處理煙氣的輸送管路經(jīng)切換閥分別連接第一、第二吸收塔中曝氣池的微孔曝氣板下方，第一、第二吸收塔中曝氣池上方分別經(jīng)泵與再生塔雙向連接；

由再生塔至第一、第二吸收塔的回路中還分別設(shè)有冷卻器。

所述曝氣池的微孔曝氣板厚度為5~30mm，微孔曝氣板的孔徑為50~400μm。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型的捕集裝置與傳統(tǒng)CO₂捕集噴淋方式有本質(zhì)上的區(qū)別。傳統(tǒng)的噴淋方式（也稱淋浴法）是把MEA或其它堿性液體（如氨水）分散在煙氣中，而本實(shí)用新型可把煙氣分散在MEA中。

傳統(tǒng)噴淋方式需要把MEA通過電動(dòng)水泵提升至一定高度（如20米高）之后噴淋到煙氣中，此過程耗用一定電能，而本實(shí)用新型不需要提升MEA，而是由引風(fēng)機(jī)（原系統(tǒng)中所配備）通過一塊微孔曝氣板將煙氣導(dǎo)入MEA池中。在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣將會(huì)通過微孔曝氣板被分散成微小氣泡進(jìn)入池中而被MEA充分吸收，從而達(dá)到高效節(jié)能地吸收煙氣中CO₂的目的。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了曝氣池結(jié)構(gòu)，采用微孔發(fā)泡材料來提高乙醇胺水溶液（MEA）吸收燃煤電廠煙氣中CO₂效率。MEA注入到微孔曝氣板上方，煙氣從微孔曝氣板下方導(dǎo)入到MEA中，則煙氣會(huì)在MEA中形成緩慢上升的微小氣泡（如氣泡直徑2mm），氣泡與MEA接觸的比表面積增加，使吸附效率提高。該工藝能增強(qiáng)煙氣與MEA的有效接觸而使煙氣中CO₂能被MEA高效吸收，從而達(dá)到高效節(jié)能捕集CO₂的目的。

同時(shí)，本實(shí)用新型運(yùn)行時(shí)，當(dāng)氣泡很小時(shí)，氣泡上升的浮力下降，氣泡上升的速度降低，使CO₂氣體有足夠的時(shí)間在MEA中停留，也使吸附效率提高，總的吸收效率可達(dá)90%以上。由于省略了MEA提升噴淋的過程，其能耗比傳統(tǒng)方式減少15%以上。由于煙氣與MEA接觸時(shí)間加長且充分，能使MEA用量節(jié)省20%以上。

附圖說明：

圖1是現(xiàn)有噴淋化學(xué)吸收方式的吸收反應(yīng)塔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型燃煤電廠煙氣中CO₂捕集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。