[发明专利]一种二氧化碳捕集系统及方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳捕集系统及方法，其中，该系统包括：提纯单元，提纯单元的输入端与灵活调峰煤电机组连接，用于将灵活调峰煤电机组产生的烟气中的二氧化碳进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；吸收塔，吸收塔的输入端与提纯单元的输出端相连接，用于将包含二氧化碳的混合气体进行吸收，生成贫液和富液，并从其第一输出端输出，将剩余烟气从其第二输出端排出；分相器，分相器的输入端与吸收塔的第一输出端连接，用于将贫液和富液进行分离，输出富液；贫富液换热器，用于加热富液；再生塔，用于将输出的加热后的液体进行解吸，使其中的二氧化碳气体再生。该系统能够降低塔器尺寸、减小运行能耗、节省成本，且提高二氧化碳捕集效率。

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集技术领域，具体而言，涉及一种二氧化碳捕集系统及方法。

背景技术

大量化石燃料利用过程中排放的二氧化碳会导致全球气候变暖等一系列环境问题，为应对气候变化，降低碳排放量，需大力发展碳捕集利用与封存技术(CCUS)。CCUS技术是实现化石能源低碳化利用的重要基础，也是我国实现碳达峰和碳中和战略的托底技术保障。CCUS技术目前的主要成本在捕集方面，因此首先亟待突破的是降低二氧化碳捕集成本。

现有技术中，使用化学吸收法进行二氧化碳捕集与再生，化学吸收法碳捕集技术使用与二氧化碳气体发生化学反应的胺溶液来将烟气中二氧化碳选择性吸收分离出来，是目前燃煤烟气碳捕集技术方案中较为成熟的技术方案之一，已在国内外各工程实现规模化应用。但是现有技术中，化学吸收法中的吸收塔蒸汽消耗量大、再生塔的再生能耗较高；此外，膜分离技术也是近年来快速发展的新一代碳捕集技术，气体分离膜原理是利用具有不同分子直径的气体分子(如CO2、CH4、N2和H2的分子直径分别为)在聚合物膜中的渗透速率差异，渗透速率快的气体能够快速通过聚合物膜，渗透速率慢的气体则被分隔在膜的上游，从而实现气体的分离。膜分离二氧化碳过程是基于上下游的压力差而实现的气体分离过程，不需额外消耗蒸汽，大大降低分离能耗。但是膜分离技术中二氧化碳的捕集率很低，为了提高二氧化碳的捕集率，需要多级(至少六级)膜分离工艺，从而导致投资成本很高。

针对现有技术中使用化学吸收法捕集二氧化碳造成的吸收塔蒸汽消耗量大、再生塔的再生能耗较高，以及使用膜分离技术造成的二氧化碳捕集效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种二氧化碳捕集系统及方法，以解决现有技术中使用化学吸收法捕集二氧化碳造成的吸收塔蒸汽消耗量大、再生塔的再生能耗较高，以及使用膜分离技术造成的二氧化碳捕集效率低的问题。

为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种二氧化碳捕集系统，该系统包括：提纯单元，所述提纯单元的输入端与灵活调峰煤电机组连接，用于将所述灵活调峰煤电机组产生的烟气中的二氧化碳进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；吸收塔，所述吸收塔的输入端与所述提纯单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的混合气体进行吸收，生成富含二氧化碳的贫液和富含二氧化碳的富液，并从其第一输出端输出，将剩余烟气从其第二输出端排出；分相器，所述分相器的输入端与所述吸收塔的第一输出端连接，用于将所述富含二氧化碳的贫液和所述富含二氧化碳的富液进行分离，输出分离后的所述富含二氧化碳的富液；贫富液换热器，所述贫富液换热器的输入端与所述分相器的输出端连接，用于将输出的富含二氧化碳的富液进行加热，输出加热后的液体；再生塔，所述再生塔的输入端与所述贫富液换热器的输出端连接，用于将输出的加热后的液体进行解吸，使其中的二氧化碳气体再生。

可选的，所述提纯单元包括：一级膜提纯子单元，所述一级膜提纯子单元的输入端与所述灵活调峰煤电机组连接，用于将所述灵活调峰煤电机组产生的烟气中的二氧化碳进行第一次提纯，得到包含二氧化碳的第一混合气体；二级膜提纯子单元，所述二级膜提纯子单元的输入端与所述一级膜提纯子单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的第一混合气体进行第二次提纯，得到所述包含二氧化碳的混合气体。

可选的，所述一级膜提纯子单元包括：混合基质膜；所述二级膜提纯子单元包括：混合基质膜。