[发明专利]采用动力波吸收器捕集烟道气CO2的方法

说明书

技术领域

本发明属气体分离技术领域，具体涉及一种从含CO₂的烟道气中分离捕集CO₂的方法。

背景技术

全球气候变暖已经越来越严重，工业排放的CO₂被认为是导致气候变暖的主要原因。对主要CO₂排放源排出的CO₂进行分离捕集、封存及利用，是实现CO₂减排的一项重要措施。因此，CO₂捕集技术的研发与产业化是目前世界各国高度重视的热点问题。

CO₂捕集技术主要包括物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、吸附分离法、富氧燃烧技术、低温分离法、复合分离法等。烟气具有气体流量大、CO₂分压低、出口温度较高、含有大量惰性气体等特点，其CO₂的捕集工艺与合成氨、制氢、天然气净化等工业过程中CO₂的脱除工序有显著差别。国内外学者耗费了大量人力、物力，相继研究实验过化学吸收法、吸附法、膜吸收、蒸馏等烟气CO₂捕集技术，目前美国、日本、印度、巴西和澳大利亚都有CO₂回收装置在运行，但都存在高能耗和高成本的问题。阿尔斯通公司在德国、法国、挪威、瑞典、美国和加拿大的9个试验工厂试运行烟气CO₂捕集技术，目标到2015年实现燃烧后捕集技术的市场化。2005年12月，美国能源部与美国未来电力企业联盟签署协议，计划于2009~2012年建造一座集CO₂捕集和封存、制氢发电为一体的煤电厂，经费10亿美元。美国Warrior Run电站为180MW CFB锅炉，燃用美国马里兰州煤，年耗煤65万吨。该电站采用ABB Lummus胺洗涤工艺分离CO₂，2000年投运，每天可生产150吨食品级CO₂。澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）能源中心近几年针对燃煤电厂烟气分别进行了MEA法和氨法CO2捕集试验，分别在Loy Yang电厂和Munmorah电厂各建立了一套试验装置。

然而，由于烟道气的排放量巨大，要求CO₂捕集设备具有非常高效的传质效率，但目前捕集规模都较小，最大的仅为10万吨/年，烟道气CO₂捕集技术及设备普遍面临的问题就是能耗高和大规模CO₂捕集工程化的问题，如何提高CO₂的脱除效率和降低成本已成为该研究方向的“瓶颈”。因此，急需开发高通量、高传质效率、低压降的分离设备及内构件以提高CO₂捕集能力，降低溶剂损失，强化能量集成及利用。

动力波洗涤技术是湿法洗涤法中的一种，是通过液柱与气流对冲而形成高速湍流的泡沫区来强化气液传热、传质过程，达到气相高效净化的效果。

它具有以下突出优点：

 (1) 两相的接触面积大，净化效率高。(2) 设备投资少，造价低廉，安装方便，且占地面积小，节约空间，较常规洗涤系统可节省大约30%投资。(3) 配置灵活，适用范围广。

现有技术中，已有将动力波洗涤技术用于硫酸行业尾气处理方面的报道，但采用动力波进行烟道气CO₂捕集方面目前还没有报道。

发明内容

本发明目的是提出一种采用动力波吸收器捕集烟道气CO2的方法。

本发明是采用一种CO₂捕集效率高的溶剂或多种溶剂的配方溶液作吸收剂，其主要特点是采用动力波吸收器作为吸收设备，从含有CO₂的气流中尤其是烟道气中脱除CO₂。

具体方案如下：含有CO₂的气源首先在动力波吸收器中通过与捕集溶剂接触而除去其中的大部分CO₂，同时使已使用过的吸收剂再生，除去全部或部分所吸收的CO₂，然后再循环到吸收步骤。

所述CO₂捕集溶剂，主要包括：甲基单乙醇胺（MMEA）、羟乙基乙二胺（AEEA）、氨水、哌嗪以及各种空间位阻胺，它们可以单独使用，也可以复配使用，或者添加不同的活化剂等。