[發(fā)明專利]一種結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110756000A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷軒邈;王甫;歐陽亮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 33268 寧波浙成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 洪松

本發(fā)明公開了一種結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)，包括：二氧化碳吸收塔、結(jié)晶分離器、解吸器、氨碳分離器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、氨水吸收器、儲液罐等部件。煙氣通過二氧化碳吸收塔與氨水反應(yīng)后進(jìn)入結(jié)晶分離器，將分離后的晶體送入解吸器，液體進(jìn)入儲液罐，解吸器與碳氨分離器相連，解吸后液體進(jìn)入儲液罐，二氧化碳和氨氣進(jìn)入碳氨分離器通過壓縮液化的方式將二氧化碳分離出去進(jìn)行后續(xù)處理，液氨則通過節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器，完成制冷過程。本發(fā)明的一種結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)以氨水為工質(zhì)對，可以同時實現(xiàn)制冷和煙氣CO₂的脫除，省去氨水吸收式制冷的發(fā)生器和冷凝器，同時有效解決了氨法碳捕集氨逃逸的問題，提高二氧化碳吸收效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸收式制冷與溫室氣體減排領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)革命的進(jìn)行，人類社會工業(yè)化不斷發(fā)展，大量礦物燃料(煤炭、石油)被開采利用，釋放出大量的CO₂氣體，造成溫室效應(yīng)。“削減CO₂排放”已成為世界各國高度關(guān)注的議題，尤其是巴黎世界氣候大會對溫室氣體的影響更加重視。

世界各國正在探尋有效減少碳排放的方法。二氧化碳捕集利用與封存(CCS)技術(shù)是一種重要的CO2減排技術(shù)，CCS技術(shù)已經(jīng)安全投入商業(yè)運(yùn)營45年，至2018年底全球有21座大規(guī)模CCS設(shè)施投入運(yùn)行，每年將捕集3700萬噸二氧化碳。中國也在積極推進(jìn)CCS，已建成十多個千噸級以上規(guī)模的中試和示范項目。其中燃燒后化學(xué)吸收法作為一種有效CO₂脫除技術(shù)，在捕集電廠煙道氣CO₂方面，有著廣闊的市場前景。

目前氨水溶液為吸收劑的氨法碳捕集具備良好的CO₂吸收效率，但氨法碳捕集推廣應(yīng)用過程中氨的逃逸問題嚴(yán)重地限制了氨法的應(yīng)用，逃逸的氨不僅會造成氨水吸收劑濃度下降，影響CO₂的后續(xù)捕集效率，同時逃逸到大氣中的氨也會造成嚴(yán)重的二次污染。現(xiàn)有技術(shù)的氨氣吸收CO₂后分離效率低，分離后的氨水溶液中仍然含有大量CO₂，降低后續(xù)吸收效率。

采用結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)裝置，不僅將氨吸收式制冷與碳捕集集成，簡化設(shè)備，降低設(shè)備成本，而且提高了二氧化碳的吸收效率、減少二氧化碳捕集過程中的氨逃逸。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前氨法碳捕集系統(tǒng)所帶來的氨逃逸問題以及提高CO₂的吸收效率、簡化吸收式制冷工藝，本發(fā)明提出一種晶體氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)，使氨水與二氧化碳在二氧化碳吸收塔充分接觸吸收，將吸收后的富液在結(jié)晶分離器內(nèi)結(jié)晶，將晶體送入解吸器，解吸分離出二氧化碳和液氨，液氨繼續(xù)經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器制冷，實現(xiàn)了CO₂解吸過程與氨水吸收式制冷過程的集成，提高了二氧化碳的吸收效率，簡化捕集工藝，降低系統(tǒng)建設(shè)的投資成本，同時實現(xiàn)了解吸氨的回收利用。

該結(jié)晶氨法碳捕集與制冷系統(tǒng)主要由二氧化碳吸收塔、結(jié)晶分離器、解吸器、氨碳分離器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、氨水吸收器、儲液罐及相關(guān)閥門組成。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：所述氨水吸收器出口與所述二氧化碳吸收塔上部噴淋入口相連，所述煙氣從所述二氧化碳吸收塔下部煙氣管道通入，與上部噴淋的吸收液進(jìn)行逆流接觸進(jìn)行二氧化碳脫除，脫除二氧化碳的乏氣從所述二氧化碳吸收塔塔頂乏氣管道排出，二氧化碳與濃氨水反應(yīng)產(chǎn)生富含二氧化碳的氨水溶液；所述二氧化碳吸收塔底部出口與所述結(jié)晶分離器連接；所述結(jié)晶分離器使溶液結(jié)晶并將晶體分離出來送入所述解吸器，晶體分離器下部液體出口連接所述儲液罐；所述解吸器上部出口與所述氨碳分離器相連，下部液體出口與所述儲液罐相連；所述碳氨分離器氣體出口將分離的二氧化碳通過二氧化碳管道排出或通入后續(xù)裝置，而液體出口則通過節(jié)流閥與所述蒸發(fā)器相連；所述蒸發(fā)器出口則與所述氨水吸收器入口相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)將二氧化碳捕集與氨水吸收式制冷結(jié)合，簡化設(shè)備，減少前期設(shè)備投資成本。