[發明專利]基于低溫甲醇洗碳捕集工藝的二氧化碳壓縮裝置及工藝

在審

• 申請號: 202211470815.7
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115751839A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 楊林軍;張習文;呂超;金理健;汪靜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;B01D53/26
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 曹婷

本發明公開了一種基于低溫甲醇洗碳捕集工藝的二氧化碳壓縮裝置及工藝，涉及二氧化碳壓縮液化技術領域，解決了二氧化碳壓縮工藝能耗較高的技術問題，其技術方案要點是利用分流器將低溫甲醇洗工藝得到的冷介質CO₂分流至一、二級換熱器，冷介質CO₂在換熱器中分別與經壓縮的熱氣流CO₂換熱，兩級壓縮后經過充分降溫的CO₂氣流進入第三級壓縮，經冷卻后進入CO₂提純塔得到濃度99.9％以上的液態CO₂，冷介質CO₂經過換熱器利用其冷量后，經混合器匯合后再進入壓縮裝置進行壓縮。充分利用了低溫甲醇洗碳捕集工藝中的冷流股，將其分流后與壓縮裝置通過換熱器進行換熱，具有換熱合理且能耗較低的特點，實現了能量高效回收再利用。

技術領域

本申請涉及二氧化碳壓縮液化技術領域，尤其涉及一種基于低溫甲醇洗碳捕集工藝的二氧化碳壓縮裝置及工藝。

背景技術

煤化工產生的尾氣中含有大量的二氧化碳溫室氣體，隨著世界各國對于氣候變暖問題的關切，如何捕集和利用二氧化碳成為各國研究的熱點。我國擁有大量的煤化工廠，其中有些已經進行了二氧化碳捕集裝置的安裝，但是捕集完的二氧化碳壓縮液化工藝存在能耗較大的問題。

目前關于二氧化碳的壓縮主要有低溫低壓壓縮和常溫高壓壓縮。低溫低壓壓縮所需要的溫度較低，常規的制冷器無法滿足，需要專門的制冷系統，且流程中需要的裝置復雜，導致造價較高、能耗較大。常溫高壓壓縮后的二氧化碳處于高壓狀態，后續的儲存和輸送成為問題。兩種壓縮方式對于碳捕集系統而言相對獨立，無法與碳捕集系統進行耦合。

二氧化碳壓縮液化工藝目前的主要問題是能耗較高且無法與碳捕集熱網耦合，這主要是因為每級壓縮機壓縮完后，二氧化碳的溫度處于較高的水平，在進入下一級壓縮前需要冷卻至較低溫度，而低溫甲醇洗碳捕集工藝產品氣溫度低且無法直接進行壓縮，因此如何將二氧化碳壓縮熱網與碳捕集熱網進行耦合，從而開發一種換熱合理且能耗較低的二氧化碳壓縮工藝具有重要意義。

發明內容

本申請提供了一種基于低溫甲醇洗碳捕集工藝的二氧化碳壓縮裝置及工藝，其技術目的是降低二氧化碳壓縮過程的能耗。

本申請的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于低溫甲醇洗碳捕集工藝的二氧化碳壓縮裝置，包括氣態CO₂輸送管道、脫水塔、預冷器、CO₂緩沖罐、分流器、混合器、第一壓縮機、第一冷卻器、一級換熱器、第二壓縮機、第二冷卻器、二級換熱器、第三壓縮機、蒸發器、過濾器(14)、CO₂提純塔、CO₂儲存罐、泵及液態CO₂輸送管道；

其中，氣態CO₂輸送管道的出口與脫水塔的入口連通，脫水塔的出口與預冷器的入口連通，預冷器的出口與CO₂緩沖罐的入口連通，CO₂緩沖罐的出口與第一壓縮機的入口連通，第一壓縮機的出口依次經第一冷卻器、一級換熱器與第二壓縮機的入口連通，第二壓縮機的出口再經第二冷卻器、二級換熱器與第三壓縮機的入口連通，第三壓縮機的出口與蒸發器的入口連通，蒸發器的出口與過濾器的入口連通，過濾器的出口與CO₂提純塔的入口連通，CO₂提純塔的出口與CO₂儲存罐的入口連通，CO₂儲存罐的出口與泵的入口連通，泵的出口與液態CO₂輸送管道的入口連通；

分流器的出口與一級換熱器和二級換熱器的入口均連通，一級換熱器和二級換熱器的出口與混合器的入口均連通，混合器的出口與脫水塔的入口連通。