[發明專利]一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統及方法

在審

• 申請號: 202110836098.4
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113374552A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 劉英倫;張茅
• 申請（專利權）人: 華潤電力（海豐）有限公司
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K21/00;F01K25/08;F01K25/10;F01K27/00;F01D15/10;B01D53/34;B01D53/62;B01D53/78
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發明提供一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統及方法，所述裝置系統包括依次連接的吸收塔系統、胺液系統和解析塔系統；所述解析塔系統與有機朗肯循環發電系統相連。本發明所述方法采用有機朗肯循環發電系統回收利用胺法捕集二氧化碳過程中解析塔出口氣體的余熱，將處理過程中低品位熱量轉化為電能，達到了節能減排的效果。

技術領域

本發明涉及節能環保技術領域，尤其涉及一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統及方法。

背景技術

化石燃料的燃燒導致大氣中CO₂含量的激增，進而產生溫室效應，影響人類的生存。CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用和封存)是降碳必不可少的技術方向，CCUS也是實現化石能源深度減排的唯一途徑。

目前，二氧化碳捕集技術主要用于火力發電廠、水泥、鋼鐵、化工等排放二氧化碳多的行業。二氧化碳捕集技術主要有化學吸收法、物理膜分離法和吸附法。化學吸收法的優點是技術成熟，捕集純度高，純度達到97％-99％左右，但存在能耗高、占地面積大和系統復雜等缺點。物理膜分離法的優點是占地面積小、系統簡單，但捕集純度低，已投產純度僅達60％-85％左右，電耗高、煙道氣商業化應用少。物理吸附法存在吸附劑用量大，吸附劑再生困難等問題。工業上多采用化學胺法吸收來捕集二氧化碳。

CN208482032U公開了一種模塊化的二氧化碳捕集系統，利用醇胺法捕集尾氣中的二氧化碳，通過貧液吸收二氧化碳轉化為富液，包括吸收模塊、換熱模塊和再生模塊，通過吸收模塊吸收二氧化碳，通過換熱模塊分離富液和貧液，通過再生模塊循環利用富液和貧液。該模塊化的二氧化碳捕集系統采用模塊化技術，達到了標準化和系列化的目的，降低了制造成本及后期維護費用，簡化施工安裝操作，縮短建造周期。

CN111437710A公開了一種醇-胺-水系二氧化碳捕集液及二氧化碳的捕集方法，醇胺與CO₂反應形成穩定的氨基甲酸鹽和碳酸氫鹽，隨著對CO₂吸收量的增加，捕集液的OH^-含量逐漸降低，堿性降低；低級醇不僅可與CO₂反應形成難分解物質，提了對CO₂的捕集效率；而且其還可以降低水的介電常數，從而降低捕集液的堿度，有利于捕集液吸附的酸性CO₂在較低的溫度下解吸。該方法對CO₂的捕集率高，解吸CO₂所需溫度低，耗能低且對設備無腐蝕。

CN112169537A公開了一種快速變溫吸附轉輪式直接空氣二氧化碳捕集系統，所述快速變溫吸附轉輪式直接空氣二氧化碳捕集系統包括：轉輪；吸附流路以及再生流路，再生氣體在再生流路內沿與第一方向相反的第二方向流動，其中，再生氣體為水蒸氣發生器加熱產生的水蒸氣，加熱后的再生氣體流經轉輪的再生區后進入冷凝器內被冷凝，冷凝得到液體為冷凝水，所述冷凝水經冷凝管路流入水蒸氣發生器內，冷凝分離得到的氣體為收集的二氧化碳氣體。該方法實現了空氣中二氧化碳的直接、快速捕集，且使用負壓蒸汽再生吸附劑，有效地降低了系統能耗。

但上述方法均沒有在二氧化碳捕集過程中對氣體中的熱量進行利用，一定程度上造成了能量浪費。因此，開發一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統及方法具有重要意義。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明提供一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統及方法，所述裝置系統將解析塔中產生的熱氣體通入有機朗肯循環發電系統，利用余熱進行發電，大大降低二氧化碳捕集系統的能耗，對促進工業節能具有重要意義。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種胺法捕集二氧化碳解析塔能量利用的裝置系統，所述裝置系統包括依次連接的吸收塔系統、胺液系統和解析塔系統；所述解析塔系統與有機朗肯循環發電系統相連。