[發明專利]用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集方法和裝置

有效

• 申請號: 201710332127.7
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107138024B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 楊寧;周云龍;葉校源;汪俊超;洪文鵬;孫斌
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: B01D53/12
• 分類號: B01D53/12
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明提供一種用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集方法和裝置，其方法包括煙氣從下至上通過一體式顆粒流化二氧化碳捕集裝置的吸附塔，在塔內多孔硅顆粒對二氧化碳進行高效的吸收；吸收完成后顆粒進入解吸塔，在換熱器的加熱下受熱解吸，得到的二氧化碳由二氧化碳收集管完成收集；解吸后的顆粒進入顆粒冷卻區降溫，引出部分處理后的煙氣將冷卻后的顆粒經顆粒入口吹送至吸附塔進行下一次循環。該方法具有方法科學合理，適用性強，能夠大規模使用，運行穩定可靠，高效節能，運行維護費用低等優點。

技術領域

本發明涉及二氧化碳捕集方法和裝置，具體地說，是一種用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集方法和裝置。

背景技術

隨著人類社會的飛速發展，能源方面的問題和能源的需求一樣激增。在眾多由利用能源而產生的環境問題中，與二氧化碳的大量排放有一定關系的溫室效應引起了人們廣泛的關注。由世界銀行給出的統計結果，2013年全世界的二氧化碳排放量達到35，848，592千噸。約為1960年的3.8倍。但是由于人們對環境變化的認識及付出的努力，二氧化碳的世界排放量在2015年出現了下降趨勢。根據歐洲聯盟委員會和荷蘭環境評估署組成的EDGAR公布的數據，世界二氧化碳排放量為35270000千噸。而中國為10330000千噸。中國政府在巴黎協議后，一直為努力減少二氧化碳排放做貢獻，但很顯然是任重而道遠。

我國電力行業正在深入開展節能減排工作，針對火電二氧化碳捕集與封存技術的研究層出不窮。目前，針對化石燃料電廠，常見的減排方法包括提高能源利用效率、二氧化碳捕集與封存(CCS)、清潔能源替代等三種。針對提高能源效率，大量學者進行了相關研究并提出不同的節能措施，有些節能措施己進入商業應用階段。

風能、太陽能、水能等清潔能源現階段尚無法承擔如此巨大的二氧化碳減排要求，不少學者提出了利用天然氣聯合循環(NULL)電廠逐步替代燃煤電廠。Park等人從經濟性的角度，對比分析了在不同二氧化碳排放情況下，NGCC和燃煤電廠的發電成本，并對燃料價格以及二氧化碳價格進行敏感性分析。Marchioro Ystad等對比分析了NGCC和燃煤電廠在脫碳和不脫碳這兩種情況下的熱力性能，并探討了不同抽汽點和抽汽參數對性能的影響，以及部分負荷下脫碳與不脫碳機組的性能。

化學吸收是工業應用較早也比較成熟的技術。較為常用的化學吸收劑是碳酸鉀，氨水和醇胺，其中碳酸鉀對二氧化碳的吸收和再生都是在液相中完成，通過有機活化劑可提高一定的吸收率；氨水吸收效率高，但生成物穩定性較差；醇胺法對二氧化碳的吸收效率相對較高，較早使用的是MEA和DIPA，但其物理性質不穩定，對設備造成較為嚴重的腐蝕，增大了成本。

物理分離法包括吸附分離、膜分離和低溫分離三種技術。其中對于吸附分離法，指的是通過吸附劑在一定條件下對二氧化碳進行選擇性吸附，再將二氧化碳解吸分離，常用活性炭、沸石、硅膠等為吸收材料。還可根據不同的條件，分為：變電吸附、變壓吸附等。膜分離法，指利用不同的聚合材料對不同的氣體具有不同的滲透率，將二氧化碳從煙氣中分離出來的辦法。但這一技術的廣泛應用還需對高分子材料的性能進行深入研究。

富氧燃燒法，利用富氧甚至純氧，與純二氧化碳以一定比例混合后送入爐膛參與燃燒。由于除去了氮，可在煙氣中獲得高濃度的二氧化碳，處理后部分二氧化碳再次送入循環。

除了上述方法還有一些工藝被用來捕獲二氧化碳，總體上都有一定的效果，但是也有局限性。在我國，由于國情的原因，現有的二氧化碳捕集方法并沒有廣泛運用于一些大能耗的行業。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種科學合理，適用性強，效果佳的用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集方法，并提供一種能夠大規模使用，運行穩定可靠，高效節能的裝置。