[实用新型]一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收‑再生器有效
申请号: | 201720403715.0 | 申请日: | 2017-04-18 |
公开(公告)号: | CN206746261U | 公开(公告)日: | 2017-12-15 |
发明(设计)人: | 尹小林 | 申请(专利权)人: | 长沙紫宸科技开发有限公司 |
主分类号: | B01D53/14 | 分类号: | B01D53/14;B01D53/18;B01J20/34;F27D17/00 |
代理公司: | 长沙星耀专利事务所(普通合伙)43205 | 代理人: | 黄美玲,宁星耀 |
地址: | 410205 湖南省长沙市长沙高新*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 适应 连续 烟气 二氧化碳 吸收 再生 | ||
技术领域
本实用新型涉及环保装备技术领域,尤其涉及一种适应于CCS技术中燃烧后CO2捕集法采用水合物法连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器。
背景技术
气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一,而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因,我国作为世界上最大的发展中国家,以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构,随着经济总量的迅速增长,一次能源和二次能源的CO2排放具有增长快、总量大的特点。而当前碳减排和应对气候变化的CCS或CCUS技术的高投资、高捕集成本的运营经济性成为了推广应用的严重障碍,现有的CCS或CCUS技术的研究及示范应用主要集中在必须分离去除高浓度CO2的煤化工、合成气与煤电领域,而煤电领域集中在以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电(IGCC)技术的应用中。
由于目前最大的CO2排放点源主要是以煤为原料的电厂,在CO2捕集技术领域或CCS技术方面将 CO2的捕获技术方法及系统称之为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集。
(1) 燃烧前捕集: 主要是以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电(IGCC)技术为基础,先将煤气化,得到CO和H2,再经过水蒸气变换,CO转为CO2,然后通过分离或CO2捕获技术, 分别得到高浓度的H2和CO2,H2可以燃烧发电或作为无碳能源输出。IGCC技术中实施CO2的捕集将使能源消耗增加10~40%,吨CO2捕集成本达20~50美元,其中CO2捕集液再生能源约占60%。
(2)燃烧中捕集:又称富氧燃烧捕集技术,先经利用空分系统,将空气中所含大量的氮气除去,得到高纯度的O2,然后将高浓度O2引入燃烧系统,利于CO2的进一步捕获和处理,或以纯氧作为助燃剂,同时在燃烧过程中对锅炉内加压,使得燃烧后烟气中的主要成分为CO2和水,分离水后,这样烟气中高浓度的CO2气体可以直接进行压缩捕捉。富氧燃烧捕集技术除投资高、运行成本高外,增加能源消耗20~50%,吨CO2捕集成本达50~90美元。
(3)燃烧后捕集:指直接对电厂燃烧后的烟气实施CO2的分离和捕集,捕集装置位于电厂烟气排放下游,可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等等。由于电厂排放的CO2浓度低、压力小,现有的CO2捕集技术与装备导致能耗、成本远较燃烧前捕集和富氧燃烧捕集成本大。
上述的燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集装置客观上都为间隙性捕集装置,亦不能适应工业窑炉烟气要求的连续排放和连续脱碳状况。在CO2捕集的新兴技术研究中,水合物法捕集CO2方法在煤电、煤化工行业CO2的捕集研究成果引起了关注。至今,水合物法捕集CO2采用的方法为间隙式工艺流程,基本步骤包括(1)在密闭的高压反应釜CO2吸收容器中低温(-3℃~5℃)、加压(1.5~4.5MPa)、长时间(0.5~5h)反应生成水合物,(2)釆用离心法分离出水合物,(3)将分离出的水合物移至再生器中加热分解释放出CO2。该方法在成本上有相对的优势,但流程与系统装备仍比较复杂,需高压、低温和长的反应时间,且不能连续运行。
而在世界范围内的水泥生产领域虽有强调水泥企业的低碳减排问题,因是更难处理的燃烧后烟气,至今尚未见任何具体的水泥厂烟气二氧化碳捕集、封闭和应用的研究或实践报道。因此,为解决普及的工业窑炉烟气的CO2捕集问题,需要开发一种适应于燃烧后烟气中CO2连续式捕集,尤其是采用水合物法连续式、高效率捕集的装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是,克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种CO2捕集效率高,可对燃烧后烟气中的CO2进行连续捕集的装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
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