[發明專利]適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統

在審

• 申請號: 201811243433.4
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109092020A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陸詩建;李清方;張新軍;吳寒;陸胤君;于惠娟;韓冰;王書平;董健
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化節能環保工程科技有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發明提供了一種適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統，其包括吸收塔、分相器、濃相泵、至少一級級間分離器、至少一級級間冷卻器、混合器、富液泵以及解吸塔。吸收塔包括塔腔。塔腔的位于吸收塔第一入口和吸收塔第二入口之間的部分分為多級，各級塔腔存放含有相變吸收劑的貧液；相變吸收劑含有納米顆粒，各級級間分離器連通吸收塔對應級出口。在本發明的適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統中，納米顆粒起到強化氣液傳質的作用，能夠增強捕集廢氣中CO₂的相變吸收劑的傳熱速率，加快捕集廢氣中CO₂的相變吸收劑與CO₂之間的反應速率，從而增加CO₂的吸收容量和捕集率；此外，減少了解吸時對溶液的處理量，降低了能量能耗。

技術領域

本發明涉及二氧化碳捕集領域，尤其涉及一種適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統。

背景技術

當前，溫室效應和全球氣候變暖是全球的熱點問題，CO₂是對溫室效應貢獻最大的人為溫室氣體。目前CO₂的捕獲分離方法主要采用化學吸收法。化學吸收法的原理是：低溫下溶劑與CO₂發生化學反應將其吸收，加熱時飽和吸收劑發生逆反應將CO₂解吸出來。解吸的作用是回收溶質(CO₂)，同時再生吸收劑(恢復吸收溶質的能力)。

從上個世紀30年代開始，應用于CO₂捕集技術的化學吸收劑已經經歷了三代發展，從一代的MEA、DEA、MDEA等吸收劑到二代的AEEA、DEEA、PZ等復合胺吸收劑，再到相變吸收劑(兩相吸收劑)、無水吸收劑、離子液體等三代吸收劑，但是依然在反應速率、吸收容量、捕集率方面有著進一步提高的空間。

此外，現階段在CO₂吸收及解吸過程中，吸收劑再生的能耗(需求蒸汽提供熱量解吸CO₂進而實現吸收劑的再生)和吸收劑再生的運行過程是脫碳成本的重要來源之一。高能耗(所需蒸汽的成本)導致的高成本是CO₂捕獲技術推廣應用的主要障礙和需要解決的關鍵問題。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統，其能夠加快相變吸收劑與CO₂之間的反應速率，從而增加CO₂的吸收容量和捕集率。

本發明的另一目的在于提供一種適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統，其能減少解吸富液所需的蒸汽用量，降低能耗。

為了實現上述目的，本發明提供了一種適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統，其包括：吸收塔、分相器、濃相泵。

吸收塔包括：吸收塔第一入口，位于吸收塔的下部，供外部的帶有二氧化碳的煙氣進入；吸收塔第二入口，位于吸收塔的上部，供含有相變吸收劑的貧液進入；塔腔，連通吸收塔第一入口和吸收塔第二入口；吸收塔第一出口，位于吸收塔的底部，連通塔腔；吸收塔第二出口，位于吸收塔的頂部，連通塔腔。

分相器包括：分相器入口，連通吸收塔第一出口；分相器第一出口；分相器第二出口。

濃相泵包括：濃相泵入口，連通分相器第一出口；濃相泵出口。

相變吸收劑含有納米顆粒；塔腔的位于吸收塔第一入口和吸收塔第二入口之間的部分分為多級，各級塔腔存放含有相變吸收劑的貧液。

吸收塔還包括：吸收塔對應級出口，連通對應級塔腔；吸收塔對應級入口，連通對應級塔腔。

所述適用于相變吸收劑的二氧化碳捕集系統還包括：至少一級級間分離器、至少一級級間冷卻器、混合器、富液泵以及解吸塔。

各級級間分離器包括：級間分離器入口，連通吸收塔對應級出口；級間分離器第一出口；級間分離器第二出口。