[發明專利]電站鍋爐煙氣中二氧化碳捕集方法與裝置

有效

• 申請號: 201310070751.6
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103143249A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 倪建軍;張建文;池國鎮;張艷偉
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60;B01D53/18;B01D53/26;C01B31/20;B01D53/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種電站鍋爐煙氣中二氧化碳捕集方法與裝置，屬于煙氣凈化與溫室氣體減排技術領域。

背景技術

大氣中的CO₂、O₃以及水汽等氣體，可以透過太陽短波輻射(吸收少)，但卻阻擋地球表面向宇宙空間的長波輻射(吸收多)，隨著CO₂等濃度的增加，造成入射能量和逸散能量失去平衡，形成固定能量多于再輻射至空間的能量時，地球大氣的溫度必然增高，這種現象稱作溫室效應(greenhouse?effect)。

二氧化碳是最重要的認為溫室氣體，能源活動是其主要的排放源。據政府間氣候變化專門委員會(簡稱IPCC)第四次評估報告，全球大氣中CO₂的濃度從1750年的0.280mL/L增加到2005年的0.379mL/L，增加了35％，2004年全球CO₂的排放量比1970年增加了月80％。報告還指出，工業化時期以來大氣CO₂濃度的增加，主要源于化石燃料的使用。我國人均累計CO₂排放量很低，但是排放總量已位居世界第一，而且中國能源結構以煤為主，在電源結構方面將繼續維持燃煤機組為主體的基本格局。近年來隨著火電裝機容量的迅速增發，燃煤電廠CO₂排放的絕對量和相應比例將進一步增加。2000年我國火電廠單位發電量的CO₂排放量高達1.09kg/(kW·h)，減少火電廠CO₂排放及其捕集封存和資源化，對于控制和減少溫室氣體的排放，應對溫室效應、全球變暖問題具有重要意義。

目前，世界范圍內的電廠還沒有大規模二氧化碳捕集的工業化裝置，現在已建成的最大規模燃煤電廠碳捕集示范工程為上海石洞口電廠年產10萬噸CO₂排裝置。但也存在運行成本高、系統三廢排放量大且難處理的等問題。國內外在電廠碳捕集方面的研究也從未間斷過，被認為目前最成熟、最具有市場推廣前景的電廠碳捕集技術為化學溶劑法脫碳。該技術方法已在國內外多個工業化示范裝置上進行測試，如中國專利CN101314102公開了一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集方法與裝置，該系統采用了雙吸收塔串聯的方法提升煙氣處理量和處理效率。中國專利CN101063405公開了一種鍋爐煙道氣回收凈化注井采油裝置。中國專利CN201010001164.8公開了一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統及處理方法，并在中國重慶合川雙槐電廠建有年產1萬噸的示范裝置，但是由于工藝流程沒有克服主要技術難題，導致運行過程中存在能耗高、水耗大和運行不穩定等問題。

因此，解決電廠鍋爐島、鍋爐尾部煙氣凈化島、發電島與CCS島的優化整合問題是將來CCS技術在電站大規模應用的主要技術難題。該難題嚴重限制了CCS技術在電廠中的大規模碳捕集應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適合于大規模化應用、運行穩定可靠、低能耗、高潔凈的電站鍋爐煙氣中二氧化碳大規模捕集方法與裝置。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種電站鍋爐煙氣中二氧化碳捕集裝置，其特征在于，包括凈化系統，凈化系統的出口端連接由一個或兩個以上并聯連接的脫硫脫硝水洗塔組成的脫硫脫硝水洗系統中每個脫硫脫硝水洗塔的底部，脫硫脫硝水洗塔上部設有水洗段，水洗段的上方連接水洗液儲罐；脫硫脫硝水洗塔的底部還連接一個再生罐，再生罐連接脫硫脫硝溶液儲罐，脫硫脫硝溶液儲罐與脫硫脫硝水洗塔的水洗段的下方連通；脫硫脫硝水洗塔的頂端通過置煙氣換熱器連接吸收塔的底部；吸收塔的頂部設有水洗段，吸收塔水洗段的下方通過洗滌液冷卻器吸收塔洗滌液儲罐連通，吸收塔洗滌液儲罐與吸收塔的頂部連通；外部水蒸汽分別與再沸器、胺回收加熱器及前置煙氣換熱器連通；再沸器與再生塔的底部相互連通形成循環；再生塔的底部分別連接胺回收加熱器、貧/富液換熱器，胺回收加熱器還分別與再生塔的中部、凈化系統連接；再生塔的頂部依次通過富液換熱器與氣液分離器連接；吸收塔的底部依次連接富液換熱器、貧/富液換熱器后，與再生塔的上部連接；貧/富液換熱器通過貧液換熱器與吸收塔水洗段的下方連通。

優選地，所述的凈化系統包括依次連接的脫硝系統、除塵系統及脫硫系統，所述脫硫脫硝水洗塔與所述胺回收加熱器分別與脫硫系統連接。

優選地，所述的脫硫脫硝水洗塔與所述前置煙氣換熱器之間設有至少一個干燥吸附塔。

優選地，所述的水蒸汽通過減溫減壓系統分別與再沸器、胺回收加熱器及前置煙氣換熱器連通。