[发明专利]一种基于回转式固定床的二氧化碳高温循环脱除方法

说明书

本发明公开了一种基于回转式固定床的二氧化碳高温循环脱除方法，填充钙基吸收剂的固定床转子旋转至高温烟气侧通道，烟气中CO₂被钙基吸收剂填料脱除并形成CaCO₃，脱除CO₂后烟气排出，CaO则通过碳酸化反应转化为CaCO₃；固定床转子继续携带已转化为CaCO₃的填料旋转至燃料气侧通道，燃料气与纯氧通入该区域发生燃烧并放出热量为CaCO₃分解供热，释放出高浓度CO₂，随后CO₂由该反应区排出并被封存或作他用，CaCO₃分解再生为CaO；内部填料再生后的固定床转子重新旋转至烟气侧捕获分离烟气中CO₂，利用转子及所装填的吸收剂填料周期性通过烟气侧和燃料气侧完成烟气中的CO₂循环脱除和富集。

技术领域

本发明涉及CO₂控制减排领域，具体涉及一种基于回转式固定床的二氧化碳高温循环脱除方法。

背景技术

全球气候变暖使得各国对化石能源利用过程中的CO₂排放量进行控制与削减，目前CO₂捕获技术主要有燃后捕集（化学吸收、吸附、膜分离、低温分馏）、燃前捕集（林德Rectisol低温甲醇洗、UOP Selexol聚乙二醇二甲醚法）、富氧燃烧等。由于常规的燃前捕集、燃后捕集和富氧燃烧技术存在建设成本高昂、系统效率损耗较高等问题，故基于钙基吸收剂的化学链循环捕获CO₂技术作为一种新兴的低成本燃后碳捕获技术而受到广泛关注。钙基化学链技术循环捕获CO₂分为碳酸化与煅烧两步骤：成分主要为CaO的钙基吸收剂与烟气中的CO₂进行碳酸化反应而形成CaCO₃，通过该反应可将烟气中CO₂进行分离，从而获得基本不含CO₂的洁净烟气；随后碳酸化所形成的CaCO₃经历高温煅烧被分解为CaO并释放出CO₂，该步骤可获得便于封存的高浓度CO₂富集气体，同时生成的CaO可进行下一循环的碳酸化-煅烧。

美国俄亥俄州立大学、德国斯图加特大学、奥地利维也纳科技大学、加拿大矿产能源研究中心、西班牙国家煤炭研究所等研究机构均建立了小规模的基于钙基化学链的CO₂捕集装置，为该技术的完善提供了大量有益参考，而上述钙基化学链碳捕获装置主要问题在于均使用循环流化床或鼓泡流化床作为反应器，流化床的固有优势在于物料混合强烈且反应充分，但同时也存在系统复杂、物料流态化以及物料分离输运等控制难度较高、吸收剂颗粒磨损等问题。

发明内容

本发明目的是提供一种基于回转式固定床的CO₂高温循环脱除方法，可通过采用固定床作为反应装置，规避流化床反应器存在的系统复杂、物料分离和输运操作难度高和颗粒强烈碰撞混合引起的吸收剂颗粒磨损。

本发明的技术方案为：

一种基于回转式固定床的二氧化碳高温循环脱除方法，包括以下步骤：

（1）温度为500-700℃的烟气由烟气侧入口通道送入，固定床转子旋转至高温烟气侧通道，烟气在流过固定床转子时，烟气中CO₂被位于烟气侧的钙基吸收剂填料脱除并形成CaCO₃，脱除CO₂后烟气由烟气侧出口通道排出，此时填料中的CaO则通过碳酸化反应转化为CaCO₃；