[发明专利]一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统及工艺

说明书

本发明公开了一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统及工艺，它解决了现有技术中燃烧后捕集CO₂技术存在再生能耗高、再生塔体积大投资高的问题，具有降低蒸气消耗量和冷却水流量、降低二氧化碳的捕集成本的效果；其技术方案为：包括吸收塔、水洗塔、再生塔，吸收塔内部容纳作为吸收剂的醇胺溶液，吸收塔通过富液泵连接多级液液分离装置，每一级液液分离装置与吸收塔连接形成回路；水洗塔用于吸收水洗塔顶部排出的净化烟气并进行除沫；再生塔通过热交换器与多级液液分离装置相连，且再生塔的底部连接再沸器，物料在再沸器中受热膨胀至汽化并返回至再生塔内；再生塔的顶部通过热交换器连接气液分离器，气液分离器通过水冷器与再生塔连接形成回路。

技术领域

本发明涉及从源气体中除去目标气体技术领域，尤其涉及一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统及工艺。

背景技术

全球气候变化是当今国际社会备受关注的问题，化石燃料燃烧发电过程产生的二氧化碳是导致大气中二氧化碳浓度升高的主要原因。由于化石能源生产技术可靠、成本低，目前世界上超过80％的能源需求都来自于化石燃料。因此，国际社会应对环境危机的一个主要努力方向就是在确保维持全球经济增长的同时减少二氧化碳的排放。为应对这一重大挑战，从燃料燃烧源控制二氧化碳排放的技术正日益受到关注。

要减少世界范围内二氧化碳的排放，且同时满足化石燃料等能源需求，意味着碳捕捉及封存(CCS)技术是十分需要的。随着技术的发展，立法部门将要求新工厂准备进行碳捕集，且在一个确定的日期，需装备新CCS设备。一旦CCS技术被全面证明是可行的，现有工厂的CCS设备极有可能需要被翻新。排污权交易和CO₂捕捉也将成为在现有的和新的工厂安装CCS设备最主要的驱动力。

二氧化碳捕集和封存技术(CCS)则是减少温室气体排放最直接有效的方法，目前有三种主要捕集方式可以用于电厂CO₂捕集，分别是燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧。燃烧前捕集主要应用在IGCC系统中，其将煤高压富氧气化变成煤气，在经过水煤气变换后产生CO₂和H₂，其中气体压力和CO₂浓度都很高，很容易对CO₂进行捕集。该技术的优点是捕集系统小、能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高、可靠性还有待提高等问题。富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，从空气中分离出氧气，采用高浓度的氧气与抽回的部分烟道气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO₂气体，可以直接进行处理和封存。该技术路线面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗太高，现在还没找到一种廉价低耗的能动技术。燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO₂，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂，可以应用于新电厂也可以对原有电厂升级改造。此项技术也相对成熟，是未来减排市场中最具潜力的技术。

燃烧后捕集二氧化碳技术，是最适合的从燃料发电厂捕集二氧化碳的商业化技术，目前在天然气加工和炼油工业中已有极好的应用。目前，常用的化学吸收溶剂为有机胺，但其能耗大、成本高等特点严重限制了其大规模应用。为了降低能耗，使燃烧后捕集技术在不同规模的电厂中得到商业化应用，还需要开发高可靠性、低投入和低运营成本的燃烧后捕集技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统及工艺，其具有降低蒸气消耗量和冷却水流量、降低二氧化碳的捕集成本的效果。

本发明采用下述技术方案：

一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统，包括：

吸收塔，其内部容纳作为吸收剂的醇胺溶液；吸收塔通过富液泵连接多级液液分离装置，每一级液液分离装置与吸收塔连接形成回路；

水洗塔，用于吸收水洗塔顶部排出的净化烟气并进行除沫；