一种碳捕集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碳捕集系统及方法。该碳捕集系统包括：吸收塔，重力分相器，吸收剂储罐，第一换热器，第二换热器，闪蒸罐，解吸塔，再沸器，第三换热器，第四换热器，冷凝器，气液分离器；本发明专利技术的碳捕集系统可以适用于不同类型的两相吸收剂，热量利用充分，运行能耗低。运行能耗低。运行能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种碳捕集系统及方法


[0001]本专利技术涉及废气处理
，特别涉及一种碳捕集系统及方法。

技术介绍

[0002]对燃煤电厂、钢铁、水泥等低CO2浓度烟气进行二氧化碳减排，可采用燃烧后化学吸收法进行二氧化碳捕集。以有机胺为吸收液的碳捕集工艺是目前最成熟也是商业化应用最多的技术。其中MEA(乙醇胺)是最早应用的商业化碳捕集吸收剂，具有吸收效果好、成本低等优点，但存在能耗高、易降解、腐蚀性大等问题。开发吸收性能高效稳定、运行成本低的新型吸收剂对碳捕集技术的应用，具有重要作用。
[0003]近年来，众多研究人员提出了各种类型的新型吸收剂，包括混合胺吸收剂、两相吸收剂、无水吸收剂等，以降低碳捕集能耗和运行成本。其中两相吸收剂是指吸收液在吸收CO2后形成两种不互溶的贫CO2液相(CO2含量低)和富CO2液相(CO2含量高)，将这两者分离后仅将富CO2液相循环至解吸塔中进行解吸，该过程既能够提高吸收过程和解吸过程的效率，同时还能有效减少再生过程中的显热和汽化潜热的消耗，进而降低能耗的成本。
[0004]两相吸收剂类型较多，从富CO2液相和贫CO2液相密度看，如果吸收剂中采用了环丁砜等密度较高的有机溶剂作为分相剂，则富CO2液相密度更低，在重力分相器中形成轻相，聚集在上层，如果吸收剂中采用了醇醚等密度较低的有机溶剂，则富CO2液相密度更高，在重力分相器中形成重相，聚集在下层，考虑碳捕集系统对吸收剂升级更换的需求，碳捕集系统设计必须考虑对不同类型吸收剂的兼容性。
[0005]由于两相吸收剂分相后形成了两种物性差异较大的溶液，其中仅富液相需要进行加热解吸，待富液相解吸后才与贫液相混合形成吸收剂，整个循环过程跟常规单相胺吸收剂存在很大的差异。专利CN201810104607.2公开了一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统，该烟气二氧化碳捕集系统采用吸收塔双塔、双分相器、设置膜热回收等方案。专利CN202210224992.0公开了基于相变吸收剂的二氧化碳捕集系统，该系统设置了吸收塔、分相器、动力装置和热泵等。在已公开的现有技术中，所提出的两相吸收剂系统并未合理考虑两相吸收剂类型适应性问题、吸收剂贫相和富相回收混合问题、富相中胺浓度高导致的粘度高和易降解问题、再沸器供热系统热量有效利用问题，这些不利于两相吸收剂的稳定和节能经济运行，针对上述问题，有必要研究一种新的碳捕集系统。

技术实现思路

[0006]为了克服现有碳捕集系统存在热量利用不彻底的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种碳捕集系统，本专利技术的目的之二在于提供一种碳捕集方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种碳捕集系统，包括：
[0009]吸收塔；
[0010]重力分相器，所述重力分相器与所述吸收塔相连；
[0011]吸收剂储罐，所述吸收剂储罐分别与所述重力分相器、所述吸收塔相连；
[0012]第一换热器，所述第一换热器分别与所述重力分相器、所述吸收剂储罐相连；
[0013]第二换热器，所述第二换热器分别与所述重力分相器、所述第一换热器相连；
[0014]闪蒸罐，所述闪蒸罐与所述第二换热器相连；
[0015]解吸塔，所述解吸塔与所述闪蒸罐相连；
[0016]再沸器，所述再沸器分别与所述解吸塔、所述第二换热器相连；
[0017]第三换热器，所述第三换热器分别与所述再沸器、所述解吸塔、所述闪蒸罐相连；
[0018]第四换热器，所述第四换热器分别与所述第一换热器、所述解吸塔相连；
[0019]冷凝器，所述冷凝器与所述第四换热器相连；
[0020]气液分离器，所述气液分离器与所述冷凝器相连。
[0021]优选的，这种碳捕集系统还包括第五换热器，第五换热器与第三换热器、气液分离器、解吸塔相连；通过第五换热器，再沸器形成的蒸汽凝液对气液分离器产生的冷凝液进行加热，冷凝液加热后进入解吸塔内。
[0022]优选的，这种碳捕集系统还包括水洗塔，水洗塔与吸收塔相连；吸收塔处理后的尾气进入水洗塔内进行进一步水洗，水洗后的尾气从水洗塔顶部排放。
[0023]进一步优选的，碳捕集系统还包括第十一输送泵和第三冷却器；水洗塔、第十一输送泵、第三冷却器闭环连接；水洗塔底部的水洗液通过第十一输送泵并经过第三冷却器降温后返回至水洗塔顶部。
[0024]优选的，这种碳捕集系统中，重力分相器与吸收剂储罐之间设有贫CO2相储罐，贫CO2相储罐用于存储重力分相器分离的贫CO2相；设置贫CO2相储罐，特别适应于碳捕集系统的启动、停机和紧急情况运行。
[0025]优选的，这种碳捕集系统中，第一换热器与吸收剂储罐之间设有富CO2相储罐，富CO2相储罐用于存储解吸塔解吸后的解吸液，特别适应于碳捕集系统的启动、停机和紧急情况运行；通过控制贫CO2相溶液和富CO2相(解吸液)从各自储罐进入吸收剂储罐的流量使两相重新恢复为吸收剂原始配比，因为解吸液需要经过较长的解吸流程才能回到吸收剂储罐中，这不可避免的使得较多富CO2相溶液驻留在解吸流程中，与贫CO2相溶液的流量不匹配，故设置贫CO2相储罐和富CO2相贫液储罐进行调节。
[0026]优选的，这种碳捕集系统还包括吸收剂净化系统，吸收剂净化系统与富CO2相储罐相连；富CO2相储罐内溶液进入吸收剂净化系统处理后返回至富CO2相储罐内。
[0027]进一步优选的，吸收剂净化系统包括前过滤器、离子交换树脂、活性炭吸附器、后过滤器。
[0028]优选的，这种碳捕集系统中，吸收剂储罐与吸收塔之间设有第二冷却器；吸收剂储罐内的吸收剂经过第二冷却器冷却后进入吸收塔。
[0029]优选的，这种碳捕集系统中，第三换热器与解吸塔之间还设有第一减压器。
[0030]优选的，这种碳捕集系统中，第四换热器与解吸塔之间还设有第二减压器。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种碳捕集方法，采用上述碳捕集系统进行二氧化碳回收，具体包括如下步骤：
[0032]含CO2的烟气与吸收剂储罐内的吸收剂分别进入吸收塔内，吸收剂对烟气中的CO2进行吸收；吸收塔内吸收CO2的液体进入重力分相器分为贫CO2相和富CO2相，贫CO2相进入吸
收剂储罐内，富CO2相分为富CO2相1和富CO2相2，所述富CO2相2依次经过第一换热器、第四换热器加热后进入解吸塔；
[0033]所述富CO2相1经过第二换热器加热后进入闪蒸罐处理得到闪蒸气体和闪蒸液体，所述闪蒸气体进入解吸塔；所述闪蒸液体经过第三换热器加热后进入解吸塔；
[0034]所述解吸塔底部的解吸液经过再沸器加热后依次经过第二换热器、第一换热器降温后进入吸收剂储罐；所述解吸塔顶部的气体经过第四换热器换热后依次经过冷凝器、气液分离器得到CO2产品气；
[0035]所述再沸器形成的蒸汽凝液经过第三换热器对所述闪蒸液体加热。
[0036]本专利技术中，重力分相器通过密度差将吸收塔内吸收CO2的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳捕集系统，其特征在于，包括：吸收塔(100)；重力分相器(200)，所述重力分相器(200)与所述吸收塔(100)相连；吸收剂储罐(300)，所述吸收剂储罐(300)分别与所述重力分相器(200)、所述吸收塔(100)相连；第一换热器(400)，所述第一换热器(400)分别与所述重力分相器(200)、所述吸收剂储罐(300)相连；第二换热器(500)，所述第二换热器(500)分别与所述重力分相器(200)、所述第一换热器(400)相连；闪蒸罐(600)，所述闪蒸罐(600)与所述第二换热器(500)相连；解吸塔(700)，所述解吸塔(700)与所述闪蒸罐(600)相连；再沸器(800)，所述再沸器(800)分别与所述解吸塔(700)、所述第二换热器(500)相连；第三换热器(900)，所述第三换热器(900)分别与所述再沸器(800)、所述解吸塔(700)、所述闪蒸罐(600)相连；第四换热器(1000)，所述第四换热器(1000)分别与所述第一换热器(400)、所述解吸塔(700)相连；冷凝器(1100)，所述冷凝器(1100)与所述第四换热器(1000)相连；气液分离器(1200)，所述气液分离器(1200)与所述冷凝器(1100)相连。2.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述碳捕集系统还包括第五换热器(1300)，所述第五换热器(1300)分别与所述第三换热器(900)、所述气液分离器(1200)、所述解吸塔(700)相连。3.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述碳捕集系统还包括水洗塔(2900)，所述水洗塔(2900)与所述吸收塔(100)相连。4.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述重力分相器(200)与所述吸收剂储罐(300)之间设有贫CO2相储罐(2100)。5.根据权利要求1所述的碳捕集系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海周，范永春，吴大卫，罗必雄，曾越，罗海中，孙张伟，薛榕，刘小勇，张治忠，王晓东，李伟科，朱光涛，裴爱国，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：