[實用新型]煙氣中二氧化碳和氮氣的聯合捕集回收裝置

有效

• 申請號: 201721614102.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN207628185U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 吳倩;徐嘉信;時玲
• 申請（專利權）人: 北京集封環能科技有限責任公司
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;B01D50/00;B01D46/00;C01B21/04;C01B32/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本實用新型提供了一種煙氣中二氧化碳和氮氣的聯合捕集回收裝置。該裝置包括煙氣處理系統，第一CO₂膜分離單元，第二CO₂膜分離單元以及N₂膜分離單元；煙氣處理系統設置有處理進口和處理出口，煙氣處理系統用于對煙氣進行處理；第一CO₂膜分離單元設置有第一進氣口、第一二氧化碳富集氣出口及第一高壓非滲透氣出口，第一進氣口與處理出口相連；第二CO₂膜分離單元設置有第二進氣口、二氧化碳產品氣出口和第二高壓非滲透氣出口，第二進氣口與第一二氧化碳富集氣出口相連；N₂膜分離單元設置有氮氣富集氣出口，且N₂膜分離單元的進氣口與第一高壓非滲透氣出口相連。上述裝置具有對二氧化碳的高富集程度，并能回收氮氣，避免資源浪費。

技術領域

本實用新型涉及氣體回收技術領域，具體而言，涉及一種煙氣中二氧化碳和氮氣的聯合捕集回收裝置。

背景技術

全球變暖是目前世界上主要的環境問題之一，在導致氣候變化的各種溫室氣體中，二氧化碳(CO₂)對地球升溫影響最大，控制CO₂排放已成為應對氣候變暖的重要技術路線之一。人類活動產生的CO₂排放最多的部分來自于燃煤發電，燃煤電廠的燃燒尾氣中CO₂排放具有濃度低、穩定、集中和量大等特點，是大規模減排CO₂的最佳領域之一。同時，尾氣中還包含大量濃度在70％左右的氮氣(N₂)，濃度低于空氣中氮氣的濃度，因此難以利用。

高純度的CO₂是一種重要的工業氣體，分離捕集的CO₂不僅可以注入石油和天然氣田，提高油氣采收率，也可以廣泛用于合成有機化合物、制造碳酸飲料等，實現資源化利用。燃煤電廠CO₂分離捕集技術應用前景廣闊，具有顯著的環保效益、經濟效益和社會效益。因此，分離捕集CO₂技術是關系到燃煤電廠溫室氣體減排的重要技術。

目前CO₂的捕集回收方法中，膜分離法是較為有效的方法之一。膜分離法的主要原理是兩種或兩種以上的氣體混合物通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的不同，導致不同氣體在膜中相對滲透速率有差異。其中滲透速率相對快的氣體，如二氧化碳、水蒸氣、氫氣、氦氣、硫化氫等能夠優先通過滲透膜而被富集；而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳等氣體則在膜的滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。與其他方法相比，膜分離捕集CO₂具有無化學反應、不會產生污染物，設備結構緊湊、占地面積小，開動靈活、維護及運行方便等優點。

然而，對于燃煤電廠，由于其產生的煙氣量巨大，要求捕集的CO₂量也巨大，對于單個電廠，通常捕集量需要100萬噸/年，導致現有技術工藝中利用膜分離法處理燃煤電廠煙氣時仍舊存在富集程度低、工藝復雜的問題。且燃煤電廠煙氣中固體顆粒雜質和液體雜質含量較高，容易對膜分離組件造成污染甚至損壞，影響了膜分離效率。同時，在對CO₂進行捕集的過程中，大量富集氮氣也會被浪費。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種煙氣中二氧化碳和氮氣的聯合捕集回收裝置，以解決現有技術中采用膜分離法捕集回收煙氣中的CO₂時存在的富集程度低、工藝復雜、膜分離效率差，且大量富集氮氣被浪費的問題。