[發明專利]一種多級分流再生的二氧化碳捕集系統與工藝

有效

• 申請號: 201410175747.0
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103961979A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 牛紅偉;郜時旺;劉練波;王金意;郭東方
• 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
• 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

本發明屬于煙氣凈化技術領域，尤其適用于燃煤鍋爐、燃氣輪機及工業窯爐等產生的煙氣中低濃度CO₂的捕集，特別涉及一種多級分流再生的二氧化碳捕集系統與工藝。

背景技術

電力、化工行業需要消耗大量的煤、天然氣等化石原料，而其使用又會帶來以CO₂為主的溫室氣體排放，由此引發的氣候變化問題已成為全世界關注的焦點。

以堿性醇胺類吸收溶劑為主的煙氣二氧化碳捕集回收工藝在化工行業已經成熟，類似的技術也已在電力行業展開示范，但由于電力行業產生的煙氣具有流量大、含量低等特點，溶液中二氧化碳的再生需要消耗大量蒸汽，致使系統能耗大，原因在于，對于現有的二氧化碳捕集技術，二氧化碳在再生的過程中，由于再生不徹底，解吸度較低，溶液中約有三分之一的二氧化碳未得到釋放而重新進入吸收段，造成溶液吸收能力不足，要保證相同的捕集產量，勢必要增加溶液循環流量，引起再生蒸汽消耗量增大的同時造成循環泵功增加；同時，現有技術中蒸汽經換熱器對溶液只有一次放熱，熱量利用不充分，也是系統能耗較高的原因之一。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種多級分流再生的二氧化碳捕集系統與工藝，適用于化工、電力行業產生煙氣中低分壓二氧化碳的捕集，優化了目前使用的二氧化碳捕集的化學吸收法工藝，具有蒸汽熱量利用充分、溶液再生度高及能量消耗低等特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種多級分流再生的二氧化碳捕集系統，包括吸收塔1，出吸收塔1的富液分為兩路，帶有第一調節閥3的第一管路2與再生塔8的上部富液入口4連通，第二管路5與貧富液換熱器6的富液入口連通，出貧富液換熱器6的富液也分為兩路，一路設第二調節閥7且與再生塔8的中部富液入口9連通，另一路設第三調節閥10且與富液再熱器11的富液入口連通，富液再熱器11的富液出口與富液閃蒸罐12的富液入口連通，所述富液閃蒸罐12底部的富液出口和再生塔8的下部富液入口13連通，富液閃蒸罐12頂部的氣體出口和再生塔8的頂部氣體出口管路連通后和再生氣冷卻器14的氣體入口連通，再生氣冷卻器14的氣體出口和再生氣分離器15的氣體入口連通，再生氣分離器15的底部分離液出口和第二管路5連通，再生氣分離器15頂部的再生氣出口管路與后續壓縮液化工段連通。

所述的再生塔8底部設有再沸器16，來自管網的低壓蒸汽與再沸器16的蒸汽入口連通，再沸器16的出口和富液再熱器11的蒸汽冷卻汽/液入口連通，富液再熱器11的蒸汽冷卻液出口管路和主體設備的疏水收集箱17連通。

所述再生塔8底部的貧液出口和貧富液換熱器6的貧液入口管路連通，貧富液換熱器6的貧液出口與吸收塔1的貧液入口連通。

本發明一種多級分流再生的二氧化碳捕集工藝，將出吸收塔1的富液分三個支路，一路通過第一調節閥3從再生塔8的上部進入，該部分富液溫度相對較低，其流量控制為富液總流量的5％～10％，另外一路經貧富液換熱器6加熱后通過第二調節閥7從再生塔8的中部進入，該部分富液溫度相對較高，其流量控制為富液總流量的70％～80％，剩余一路經貧富液換熱器6加熱后通過第三調節閥10來調節流量，然后再經富液再熱器11加熱后進入富液閃蒸罐12閃蒸解析部分二氧化碳氣，富液閃蒸罐12底部出來的富液從再生塔8下部進入，該部分富液溫度最高，其流量控制為富液總流量的15％～20％。

將富液閃蒸罐12頂部出來的氣體與再生塔8頂部出來的氣體匯合通過再生氣冷卻器14冷卻后送入再生氣分離器15進行氣液分離，再生氣分離器15底部出來的分離液送入貧富液換熱器6的富液入口，再生氣分離器15頂部出來的再生氣送入后續壓縮液化工段。

利用來自管網的低壓蒸汽進入再沸器16，釋放熱量后的冷卻汽/液通過富液再熱器11再次釋放余熱后形成的冷凝液進入主體設備的疏水收集箱17回收，再生塔8底部出來的貧液經貧富液換熱器6進入吸收塔1。