[發(fā)明專利]二氧化碳分離回收系統(tǒng)以及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480030921.0
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN105228725B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 奧村雄志;野中嘉治;荻野智行;西部祥平;莊司恭敏;渡邊達也
• 申請（專利權）人: 川崎重工業(yè)株式會社
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/62;C01B32/50
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞账?普通合伙)31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發(fā)明涉及從燃煤排氣等含有二氧化碳（CO₂）的被處理氣體中分離·回收CO₂的技術。具體而言，使用固體吸附劑選擇性地分離被處理氣體中的CO₂，回收CO₂，并且將分離中利用過的固體吸附劑進行再生的二氧化碳分離回收系統(tǒng)以及方法。

背景技術

以往，從燃煤排氣等含有CO₂的排氣中回收CO₂的技術正處于研究中（例如專利文獻1、非專利文獻1）。在非專利文獻1中，示出物理吸附法·移動床循環(huán)再生方式的CO₂回收成套設備。在該CO₂回收成套設備中，使用固體吸附劑，從燃煤排氣中選擇性地分離CO₂，并回收被分離的CO₂。

圖9是示出非專利文獻1的圖1記載的CO₂回收成套設備的概略結構的圖。該CO₂回收成套設備具備：在垂直方向上直列配置的冷卻塔、吸附塔、濃縮塔、再生塔以及貯槽；和從貯槽向冷卻塔搬運吸附劑的斗式提升機（bucket elevator）。在吸附塔、冷卻塔、再生塔以及貯槽內(nèi)分別填充有作為吸附劑的沸石。吸附劑從最上部的冷卻塔向位于最下部的貯槽依次移動，并且通過斗式提升機將吸附劑從最下部的貯槽向最上部的冷卻塔搬運。在塔槽類下部分別設置有閥，通過開閉這些閥，以此使吸附劑一批一批地向下方的塔槽移動。

在上述結構的CO₂回收成套設備中，燃煤排氣通過排氣鼓風機在冷卻裝置和除濕裝置的前處理工序中去除水分后，連續(xù)地導入至吸附塔下部。排氣中的CO₂在吸附塔內(nèi)上升后被吸附劑吸附，被去除CO₂的廢氣（off gas）從吸附塔的塔頂向系統(tǒng)外部排出。在濃縮塔中，從吸附了CO₂的吸附劑回收的CO₂的一部分與吸附劑吸附的氮等一起被壓縮后從塔排出，作為產(chǎn)品氣體回收。在再生塔中，通過過熱蒸汽的供給和減壓，CO₂從吸附劑脫附，該CO₂作為產(chǎn)品氣體回收。再生的吸附劑經(jīng)由貯槽以及斗式提升機向冷卻塔輸送，在被冷卻后，返回至吸附塔并進行再利用。

現(xiàn)有技術文獻：

專利文獻：

專利文獻1：日本特表2012-520766號公報。

非專利文獻：

非專利文獻1：化學工學論文集第28卷第5號（2002）“利用移動床循環(huán)方式從燃煤排氣中回收CO₂的技術的適應性”從第636頁左欄倒數(shù)第四行至右欄第22行，乘京逸夫·大岸弘、2002年。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題：

在上述非專利文獻1記載的CO₂回收成套設備的再生塔中，采用由殼管式（shell-and-tube）結構進行的接觸傳熱方式。即，在再生塔的殼體側導入吸附劑，同樣地在管體側導入過熱水蒸汽，從而通過間接加熱方式使吸附劑的溫度上升。然而，從過熱水蒸汽得到的顯熱較小，又，從再生塔流出的水蒸汽的潛熱未被利用而丟棄。作為吸附劑的沸石是溫度越高，CO₂吸附量越少。然而，再生后的吸附劑處于高溫（例如140℃），因此不得不將吸附劑冷卻至規(guī)定的吸附溫度（例如40℃）以恢復吸附性能。因此，在再生塔的下游需要用于冷卻吸附劑的貯槽和冷卻塔。如上所述，在現(xiàn)有的CO₂回收成套設備中還有節(jié)能化的余地，為了實現(xiàn)CO₂回收技術的實用化，而理想的是進一步削減為回收CO₂所投入的能量。

本發(fā)明是鑒于上述問題而形成，其目的在于在使用含固體吸附劑的吸附材料選擇性地分離排氣中的CO₂而回收CO₂的二氧化碳分離回收系統(tǒng)中，實現(xiàn)為CO₂回收和吸附材料再生所投入的能量的進一步削減。

解決問題的手段：