一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法技术

本发明专利技术涉及节能环保技术领域，特别涉及一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法。（1）处理烟气；（2）将烟气的温度调整为不高于50℃，然后与碳酸钠溶液（二氧化碳贫液）在吸收塔内发生气液两相的相接触；（3）使得二氧化碳贫液转变为二氧化碳富液；（4）将二氧化碳富液引入加热装置并加热，释放二氧化碳，液体继续循环吸收二氧化碳；（5）将二氧化碳收集存储。1、本发明专利技术工艺简单易行，使用成本低，能够利用电厂、钢厂利用既有条件进行二氧化碳的吸收。2、本发明专利技术工艺新颖，能够实现碳酸钠溶液循环使用，节省成本；3、整个收集二氧化碳的工艺，与现行生产工艺相比，实现废物利用，无需消费煤炭和碳酸钙，保护了环境。

【技术实现步骤摘要】
一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法（一）
本专利技术涉及节能环保
，特别涉及一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法。（二）
技术介绍
二氧化碳是主要的温室气体。因为二氧化碳具有保温的作用，会逐渐使地球表面温度升高。近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5—4.5℃。由温室效应所引起的海平面升高，也会对人类的生存环境产生巨大的影响。当下各国在发展经济的同时，非常注重控制二氧化碳的排放；其中，对二氧化碳进行捕集和储存被认为是最有效的减少温室效应的手段。不幸的是，虽然对二氧化碳捕集和储存进行了大量的研究，但目前，仅有少数国家中的少数企业能够将燃煤、燃气所产生的二氧化碳进行收集和储存。同样，我国的绝大部分相关企业没有从事这方面的工作。当前比较成熟的工业化二氧化碳捕集方法为MEA法，即使用一乙醇胺作为介质，来吸收和解吸烟气中的二氧化碳。该法虽然技术和工艺成熟，但其也存在醇胺的高成本、醇胺的易挥发性、醇胺在运行中易降解、运行设备需特殊的耐腐蚀防护、以及二氧化碳从醇胺中解吸的高能耗性等弱点。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）调整（1）、（2）步骤，保持烟气温度不高于50℃；（4）制备一定浓度碳酸钠溶液（二氧化碳贫液），并将其引入吸收塔；（5）将净化后的烟道尾气引入吸收塔，使其与二氧化碳贫液完成相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳形成二氧化碳富液；（6）将二氧化碳富液引入加热装置并加热，二氧化碳富液中的碳酸氢钠分解释放出二氧化碳，与此同时，二氧化碳富液转变为二氧化碳贫液，降温后作为下一循环的步骤（4），继续吸收二氧化碳；（7）收集步骤（6）中的二氧化碳。进一步，步骤（3）中烟气的温度不高于40℃。进一步，步骤（4）中所述碳酸钠溶液的浓度不超过1.2mol/L。进一步，步骤（1）中通过设置在烟气道上的换热器对烟道中的烟气进行第一次降温。进一步，烟气净化包括烟气湿法除尘、烟气湿法脱硫以及烟气湿法脱硝。进一步，所述吸收塔为喷淋式吸收塔。进一步，步骤（6）中所述加热装置为板式换热器。进一步，步骤（6）中所述加热装置的热源为烟气余热。二氧化碳贫液是指未吸收二氧化碳的碳酸钠溶液，二氧化碳富液是指碳酸氢钠溶液和少量碳酸钠溶液的混合体。本专利技术没有使用一乙醇胺作为介质，来吸收和解吸烟气中的二氧化碳，本工艺中碳酸钠可继续吸收二氧化碳，成为碳酸氢钠，碳酸氢钠水溶液不稳定，随温度的升高，分解为碳酸钠、水并释放出二氧化碳，实现重复利用。现有技术中，尚未有工艺能够利用该技术进行二氧化碳的捕集，并且，该工艺对碳酸氢钠加热所需温度不高，完全能够利用烟道气本身的余热来加热。本方法通过两次降温使得，烟气温度更容易控制，有利于碳酸钠溶液对二氧化碳的吸收；该工艺既能够达到生产二氧化碳目的，又能够对烟气余热进行利用，极大节省了能源。针对碳酸钠溶液对二氧化碳的吸收率进行实验：实验条件：氮气、二氧化碳气体、1mol的碳酸钠溶液、二氧化碳检测仪、吸收液槽等。将二氧化碳体积比为30%的混合气体通入装有碳酸钠溶液的吸收液槽中，用二氧化碳检测仪测量溢出的二氧化碳的含量，结果如表一所示为：从表一实验数据得出，碳酸钠溶液吸收二氧化碳的能力随温度升高而升高。针对碳酸氢钠溶液在不同温度下的分解率：实验条件：水浴锅、温度计、酸度计、稀硫酸、甲基橙试剂、酚酞试剂等。配置1mo/L饱和溶液碳酸氢钠溶液，水浴加热，分别在30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃，通过测量并计算出碳酸根，碳酸氢根浓度，从而得出碳酸氢钠分解率。结果如表二所示为：从实验结果可知，碳酸氢钠溶液在50℃内时分解率较低，在50℃之后开始迅速分解。结合上述实验，分析结论为：碳酸钠对二氧化碳的吸收应该在50℃以下；当碳酸氢钠溶液超过60℃时，会大量释放出二氧化碳。针对不同浓度碳酸钠溶液的吸收率进行实验：实验条件：氮气、二氧化碳气体、不同浓度的碳酸钠溶液、二氧化碳检测仪、吸收液槽等。将二氧化碳体积比为30%的混合气体通入装有碳酸钠溶液的吸收液槽中，用二氧化碳检测仪测量溢出的二氧化碳的含量，结果如表三所示为：结论为，从吸收效果来看，碳酸钠的浓度影响不大，考虑生成物碳酸氢钠溶液的溶解度，为预防碳酸氢钠在工艺中的结晶问题，建议碳酸钠溶液的摩尔浓度应≤1.2mol/L。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术工艺简单易行，使用成本低，能够利用电厂、钢厂利用既有条件进行二氧化碳的吸收。2、本专利技术工艺新颖，能够实现碳酸钠溶液循环使用，节省成本；3、整个收集二氧化碳的工艺，与现行生产工艺相比，实现废物利用，无需消费煤炭和碳酸钙，保护了环境。（四）具体实施方式实施例1:包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）将处理后的烟气的温度调整50℃，烟气的温度调整方式为换热器换热或者水洗涤方式；然后与碳酸钠溶液（二氧化碳贫液）在吸收塔内发生气液两相的相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳；所述碳酸钠溶液的浓度为1.2mol/L；（4）碳酸钠溶液吸收烟气中的二氧化碳形成碳酸钠溶液的二氧化碳富液；（5）将二氧化碳富液引入加热装置并加热，二氧化碳富液中的碳酸氢钠分解释放出二氧化碳，与此同时，二氧化碳富液转变为碳酸钠溶液的二氧化碳贫液，该碳酸钠溶液的二氧化碳贫液循环进入吸收塔，继续吸收二氧化碳；（6）将步骤（5）分离出来的二氧化碳收集存储。其中，所述吸收塔为喷淋式吸收塔。其中，步骤（5）中所述加热装置为板式换热器。其中，步骤（5）中所述加热装置的热源为烟气余热。实施例2:包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）将处理后的烟气的温度调整48℃，烟气的温度调整方式为换热器换热或者水洗涤方式；然后与碳酸钠溶液（二氧化碳贫液）在吸收塔内发生气液两相的相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳；所述碳酸钠溶液的浓度为1.2mol/L；（4）二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳形成碳酸钠溶液的二氧化碳富液；（5）二氧化碳富液引入加热装置并加热，二氧化碳富液中的碳酸氢钠分解释放出二氧化碳，与此同时，二氧化碳富液转变为二氧化碳贫液，该二氧化碳贫液循环进入吸收塔，继续吸收二氧化碳；（6）将步骤（5）分离出来的二氧化碳收集存储。其中，所述吸收塔为喷淋式吸收塔。其中，步骤（5）中所述加热装置为板式换热器。其中，步骤（5）中所述加热装置的热源为烟气余热。实施例3:包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）将处理后的烟气的温度调整42℃，烟气的温度调整方式为换热器换热或者水洗涤方式；然后与二氧化碳贫液（碳酸钠溶液）在吸收塔内发生气液两相的相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳；所述碳酸钠溶液的浓度为1.2mol/L；（4）二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳形成二氧化碳富液；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）调整（1）、（2）步骤，保持烟气温度不高于50℃；（4）制备碳酸钠溶液（二氧化碳贫液），并将其引入吸收塔；（5）将净化后的烟道尾气引入吸收塔，使其与二氧化碳贫液完成相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳形成二氧化碳富液；（6）将二氧化碳富液引入加热装置并加热，二氧化碳富液中的碳酸氢钠分解释放出二氧化碳，与此同时，二氧化碳富液转变为二氧化碳贫液，降温后作为下一循环的步骤（4），继续吸收二氧化碳；（7）收集步骤（6）中的二氧化碳。

【技术特征摘要】
1.一种节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）对烟道中的烟气进行第一次降温；（2）对烟道气进行净化，净化的同时烟气进行第二次降温；（3）调整（1）、（2）步骤，保持烟气温度不高于50℃；（4）制备碳酸钠溶液（二氧化碳贫液），并将其引入吸收塔；（5）将净化后的烟道尾气引入吸收塔，使其与二氧化碳贫液完成相接触，二氧化碳贫液吸收烟气中的二氧化碳形成二氧化碳富液；（6）将二氧化碳富液引入加热装置并加热，二氧化碳富液中的碳酸氢钠分解释放出二氧化碳，与此同时，二氧化碳富液转变为二氧化碳贫液，降温后作为下一循环的步骤（4），继续吸收二氧化碳；（7）收集步骤（6）中的二氧化碳。2.根据权利要求1所述的节能循环捕集烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：步骤（3）中烟气的温度不高于40℃。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张菡英，刘明，钤小平，赵莉，李静，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37