[發(fā)明專利]一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112221327A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛偉;隨銀全;王蕊蕊;賈迎港;索新杰;羅永鋒;陳紀(jì)全;薛猛;宋軍;鄧樂
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62;B01D53/79;B01D53/96;B01D53/18;F25B9/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

1.一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：包括二氧化碳化學(xué)方法捕集系統(tǒng)、低溫液化系統(tǒng)和吸收劑回收重利用系統(tǒng)；所述二氧化碳化學(xué)方法捕集系統(tǒng)包括依次相連的二氧化碳吸收塔、氨氣吸收塔和二氧化碳解吸塔；所述二氧化碳解吸塔將排出的廢氣通過低溫液化系統(tǒng)將氨氣與二氧化碳進(jìn)行分離，并使氨氣進(jìn)入吸收劑回收重利用系統(tǒng)，重新在二氧化碳化學(xué)方法捕集系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：所述二氧化碳吸收塔包括塔外氨水存儲槽；所述塔外氨水存儲槽與塔內(nèi)的第一噴淋嘴相連；進(jìn)氣管道連接在二氧化碳吸收塔中部的進(jìn)氣口處；所述二氧化碳吸收塔的底部設(shè)置有第一塔內(nèi)液體存儲槽，所述第一塔內(nèi)液體存儲槽的底部設(shè)有傾斜的第一斜面，安裝在第一斜面上的第一管道通向二氧化碳解吸塔內(nèi)的第三塔內(nèi)液體存儲槽；所述二氧化碳吸收塔的頂部為第一出氣口，所述第一出氣口通過輸氣管道連接在氨氣吸收塔中部的第二進(jìn)氣口上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：氨氣吸收塔包括塔外水存儲槽；所述塔外水存儲槽與塔內(nèi)的第二噴淋嘴相連；所述氨氣吸收塔塔底設(shè)有第二塔內(nèi)液體存儲槽, 所述第二塔內(nèi)液體存儲槽上方連接有進(jìn)水管道，所述第二塔內(nèi)液體存儲槽的底部為第二斜面；所述第二斜面上設(shè)有第二管道，所述第二管道與二氧化碳吸收塔的塔外氨水存儲槽相連；所述氨氣吸收塔的塔頂為第二出氣口；所述第二出氣口上安裝有第二電磁切斷閥，在第二電磁切斷閥于第二出氣口之間橫向安裝有第一氣體單向閥和第一電磁切斷閥，并與第二進(jìn)氣口相連；所述第一電磁切斷閥和第二電磁切斷閥由安裝在第二出氣口處的壁掛式氨氣檢測傳感器控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：所述二氧化碳解吸塔內(nèi)設(shè)有第三塔內(nèi)液體存儲槽，所述第三塔內(nèi)液體存儲槽分為兩部分，通過液位控制器來檢測并調(diào)節(jié)兩部分的液位；再沸器和液體輸送泵安裝在二氧化碳解吸塔外部；塔頂?shù)牡谌鰵饪谕獠堪惭b有冷卻器；二氧化碳解吸塔所連的管道與二氧化碳吸收塔外的氨水存儲槽相連，用于將解析后溶質(zhì)濃度較低的溶液再次輸送到氨水存儲槽中并再次利用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：所述二氧化碳吸收塔、所述氨氣吸收塔和所述二氧化碳解吸塔的出氣口下方均設(shè)有旋流除霧層，用于除去吸收塔內(nèi)由于吸收過程產(chǎn)生的水蒸氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫液化系統(tǒng)包括氣流干燥機(jī)、氣體增壓機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器；所述氣流干燥機(jī)分別與冷卻器和氣體增壓機(jī)相連，所述氣體增壓機(jī)通過第一冷凝器連接在氣液分離器一端氣體入口處，所述氣液分離器一端的氣體出口處分別連接蒸發(fā)器的一端和螺桿壓縮機(jī)，所述螺桿壓縮機(jī)的通過第二冷凝器連接在蒸發(fā)器的另一端。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集及低溫液化系統(tǒng)，其特征在于：所述吸收劑回收重利用系統(tǒng)包括氣液分離器、節(jié)流閥、液體單向閥、液氨儲存槽、液氨蒸發(fā)器和第二氣體單向閥；所述氣液分離依次連接節(jié)流閥、液體單向閥、液氨儲存槽和液氨蒸發(fā)器，并通過第二氣體單向閥重新與塔外氨水存儲槽連接。

8.一種燃煤電廠二氧化碳氨法捕集方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，將燃煤電廠煙氣經(jīng)過電廠脫硫脫硝除塵冷卻后進(jìn)入二氧化碳吸收塔中，使二氧化碳在常溫常壓下經(jīng)充分噴淋后被濃度為7%的氨水吸收；

第二步，在二氧化碳吸收塔吸收之后的氣體進(jìn)入氨氣吸收塔，氨氣吸收塔以水為吸收劑，經(jīng)充分噴淋后將氨氣完全吸收；

第三步，在二氧化碳吸收塔中生成的飽和碳酸銨溶液進(jìn)入二氧化碳解吸塔，將碳酸銨溶液加熱到90℃，使其時受熱分解，產(chǎn)生二氧化碳、氨氣和水蒸氣的混合氣體，并經(jīng)冷卻器除去水蒸氣；

第四步，將除去水蒸氣的混合氣體進(jìn)入增壓機(jī)增壓至1.9MPa，增壓后的氣體進(jìn)入第一冷凝器，在第一冷凝器中冷卻至30℃，使氨氣完全液化，經(jīng)過氣液分離器后，常溫高壓的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入低溫液化系統(tǒng)，液氨通過氣液分離器進(jìn)入吸收劑回收重利用系統(tǒng)；

第五步，低溫液化系統(tǒng)中的螺桿壓縮機(jī)將來自蒸發(fā)器的氣態(tài)制冷工質(zhì)吸入，并將其壓縮至冷凝壓力，然后排至第二冷凝器；在第二冷凝器冷凝之后的制冷工質(zhì)變?yōu)橐合?；之后液相的工質(zhì)進(jìn)入熱力膨脹閥降壓；經(jīng)過熱力膨脹閥節(jié)流降壓之后的氣液兩相共存工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中與氣相二氧化碳交換能量，以達(dá)到對被冷卻物質(zhì)降溫的作用。