[發(fā)明專利]一種稠漿型二氧化碳捕集系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410822239.7
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN104495844A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭東方;郜時(shí)旺;王金意;尚航;劉練波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華能國(guó)際電力股份有限公司;中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/20
• 分類號(hào): C01B31/20
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工藝氣體凈化、二氧化碳減排等領(lǐng)域，具體涉及一種稠漿型二氧化碳捕集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

二氧化碳(CO₂)是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要溫室氣體，CO₂的捕集、利用及封存已成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。我國(guó)燃煤發(fā)電CO₂排放量約占工業(yè)總排放量的50％，燃煤電廠煙氣中CO₂的捕集分離是溫室氣體減排的重要領(lǐng)域。此外，煉鋼、水泥、化工(如合成氨、制氫、天然氣凈化)等工業(yè)領(lǐng)域也存在大量CO₂捕集或分離過程。捕集或分離CO₂的方法主要有吸收法、吸附法、膜分離、低溫分離等，其中吸收法是目前最為成熟和有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的CO₂捕集分離技術(shù)。

傳統(tǒng)的CO₂吸收法捕集分離技術(shù)在應(yīng)用過程中的能耗和運(yùn)行成本較高，尤其是吸收劑再生所消耗的蒸汽熱能在整個(gè)系統(tǒng)能耗中占到了絕大比重。能耗高的主要原因是富液采用高溫解吸，且富液中水的比例較高(一般70wt％以上)，在CO₂高溫解吸過程中水的升溫與揮發(fā)將消耗大量的能量。因此，開發(fā)新型的具有突出低能耗特點(diǎn)的CO₂吸收劑及其過程工藝是降低運(yùn)行成本的有效途徑之一。

碳酸鹽、氨基酸鹽、部分有機(jī)胺溶液在負(fù)載CO₂后，通過化學(xué)或物理手段可以實(shí)現(xiàn)富液中CO₂的再分配。稠漿型CO₂捕集技術(shù)通過化學(xué)交換或結(jié)晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)載CO₂的組分在富液中的進(jìn)一步濃縮或相分離，通過加熱CO₂富相從而降低富液再生過程中水的參與度，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種稠漿型二氧化碳捕集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以改變CO₂富液再生過程中水的參與度，從而較大程度的降低CO₂再生能耗和捕集成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種稠漿型二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段2、中部的洗滌段3和頂部的除沫段4組成，吸收塔1的底部CO₂富液出口通過富液泵5與結(jié)晶器6的料液入口相連；結(jié)晶器6的晶漿出口通過漿液泵7、貧富液換熱器8與再生裝置9的入口相連，結(jié)晶器6的溢流出口與攪拌式混合罐10的入口相連，再生裝置9底部的貧液出口通過貧液泵11、貧富液換熱器8與攪拌混合罐10的入口相連，攪拌混合罐10的底部溶液出口通過吸收液泵12與吸收段2上端的吸收液入口相連；再生裝置9頂部的CO₂再生氣出口通過冷卻器13與氣液分離罐14的入口相連；與再生裝置9配套的再沸器15設(shè)置在裝置底部或內(nèi)部。

本發(fā)明通過將CO₂富液進(jìn)行結(jié)晶、濃縮處理，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載CO₂的組分在富液中的進(jìn)一步濃縮或相分離，并輸送至再生裝置進(jìn)行熱解吸，從而降低CO₂再生過程中水的參與度，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

附圖說明

附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見附圖，一種稠漿型二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段2、中部的洗滌段3和頂部的除沫段4組成，吸收塔1的底部CO₂富液出口通過富液泵5與結(jié)晶器6的料液入口相連；結(jié)晶器6的晶漿出口通過漿液泵7、貧富液換熱器8與再生裝置9的入口相連。結(jié)晶器6的溢流出口與攪拌式混合罐10的入口相連。再生裝置9底部的貧液出口通過貧液泵11、貧富液換熱器8與攪拌混合罐10的入口相連。攪拌混合罐10的底部溶液出口通過吸收液泵12與吸收段2上端的吸收液入口相連；再生裝置9頂部的CO₂再生氣出口通過冷卻器13與氣液分離罐14的入口相連；與再生裝置9配套的再沸器15設(shè)置在裝置底部或內(nèi)部。

本發(fā)明的工作原理如下：

含有CO₂混合氣由吸收塔1下部的氣體進(jìn)口輸入吸收塔1內(nèi)，與此同時(shí)來自攪拌混合罐10的吸收溶液由吸收段2上端的吸收溶液入口向塔內(nèi)噴淋，CO₂氣體與吸收劑在塔內(nèi)充分逆向接觸而被吸收劑吸收。被吸收劑脫除CO₂后的氣體繼續(xù)向上流動(dòng)，通過洗滌段3和除沫段4后經(jīng)吸收塔1頂部的氣體出口直接排入大氣。吸收CO₂后的富液在吸收塔1底部通過富液泵5進(jìn)入結(jié)晶器6進(jìn)行結(jié)晶處理。含有晶體的漿液由漿液泵7送至貧富液換熱器8，與來自再生裝置9底部的熱貧液換熱升溫后進(jìn)入再生裝置9進(jìn)行熱解吸。結(jié)晶器6的溢流液進(jìn)入攪拌混合罐10。再沸器15提供富液再生所需的熱量。含有部分水蒸氣、吸收劑蒸氣的CO₂再生氣由再生裝置9頂部的氣體出口流出，經(jīng)過冷卻器13冷卻和氣液分離罐14后成為高濃度CO₂產(chǎn)品氣，冷凝液返回再生裝置9。脫除CO₂后的貧液從再生裝置9底部由貧液泵11引出，經(jīng)過貧富液換熱器8換熱后進(jìn)入攪拌混合罐10，與來自結(jié)晶器6的溢流液進(jìn)行混合形成吸收溶液。吸收溶液由吸收液泵12送至吸收段2的上端吸收液入口而循環(huán)使用。