[发明专利]一种低能耗烟气捕集回收二氧化碳的装置及气体回收工艺

说明书

本发明公开了一种低能耗烟气捕集回收二氧化碳的装置及气体回收工艺，包括吸收塔、解吸塔、富液泵、真空闪蒸装置、气提解吸装置、解吸塔顶气热量回收装置和吸收剂浓度调节装置，吸收塔的顶端侧面上通过第一贫液管连接有贫液泵，贫液泵通过第二贫液管连接真空闪蒸装置，解吸塔通过解吸塔顶气热量回收装置连接富液泵，吸收剂浓度调节装置连接在解吸塔顶气热量回收装置和第二贫液管之间。其回收工艺是溶剂吸收烟气中的二氧化碳，经富液加热器利用再生气加热后进入解吸塔，热贫液混合后在真空下闪蒸，闪蒸气进入解吸塔气提，解吸出二氧化碳。本发明减少了换热器的数量，热量回收彻底，避免贫富液换热器经常堵塞清理的问题，热量利用率高，设备投资少。

技术领域

本发明涉及节能减排技术领域，尤其涉及一种低能耗烟气捕集回收二氧化碳的装置及气体回收工艺。

背景技术

大气中的二氧化碳是引起地球温室效应的主要成分，燃煤电站是产生二氧化碳的最大污染源，燃煤电站的二氧化碳捕集利用，是一项长期而重要的任务。

二氧化碳捕捉与封存技术CCS技术是目前唯一能够大幅降低化石燃料发电产生的二氧化碳排放的有效解决方案，被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。

燃煤电站烟道气具有含二氧化碳浓度低、烟气量大的特点，目前的捕集工艺均采用胺液化学吸收工艺，吸收后的胺液经高温再生后经压缩机升压再提纯，从而回收烟道气中的二氧化碳。

如图1所示，为现有技术中二氧化碳捕集的装置，采用一套吸收塔(2001)在40℃左右吸收烟气进管道(1)进入的烟气中的二氧化碳，吸收饱和的温度为50～55℃富液，富液通过富液管(2)和富液管(3)经富液泵(2002)加压到0.3mpa左右，经贫富液换热器(2003)利用解吸塔釜出来的温度为105～110℃的热贫液经贫液管(5)加热到80～95℃后，送入解吸塔(2005)塔上部解吸，热贫液被冷却到60～70℃后进入贫液水冷器(2004)中，利用冷却水降温到40℃后进入吸收塔(2001)工作；解吸塔釜再沸器2006利用蒸汽管10中的蒸汽加热贫液到110～120℃后进入解吸塔(2005)内，以提供解吸所需的热量，蒸汽冷凝液外排；塔解吸顶的再生气通过再生气管12经冷凝器2007利用冷却水降温到40℃左右，溶剂和水冷凝下来后经凝液管14返回塔内，分水后的再生气主要含二氧化碳，进入二氧化碳提纯工序。冷凝器(2007)和水冷器(2004)均利用循环冷却水降温。

现有技术中的技术方案存在一些缺点：

(1)换热器数量多，设备投资成本高(经测算现有二氧化碳捕集系统换热器投资占总投资比例高达17％左右)；

(2)水冷器和解吸冷凝器均需要大量冷却水，导致循环冷却水用量非常大(经测算现有二氧化碳捕集系统循环冷却水能耗占总能耗的3％)；

(3)现有工艺采用解吸再沸器利用低压蒸汽间接加热，热效率低，尤其是大量的100℃的冷凝水热量无法使用，导致能耗高；

(4)现有工艺因原料烟气1中带入的水量与排出的烟气19中带出的水量不平衡，导致吸收剂浓度不稳定，影响吸收效率；

(5)现有工艺中解吸塔顶再生气12的热量(温度95～100℃)无法利用，导致系统能耗高；

(6)现有工艺中解吸塔釜温度高达105～110℃的热贫液热量回收不彻底，仅回收42.8％左右的热量(105℃降到60℃)，其余的热量需靠冷却水撤走，这也增加了循环水的用量。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种低能耗烟气捕集回收二氧化碳的装置及气体回收工艺的技术方案，通过气提解吸、真空闪蒸回收热量技术捕集烟气中的二氧化碳，减少了换热器的数量，热量回收彻底，避免贫富液换热器经常堵塞清理的问题，热量利用率高，省去了再沸器，设备投资少。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：