【技术实现步骤摘要】
本技术属于工业烟气处理，尤其涉及一种用于工业烟气二氧化碳捕集的膜分离系统。
技术介绍
1、目前工业烟气(主要成分为co2、n2、o2和h2o)在净化后，一般就直接排放至大气，通过对工业烟气开展二氧化碳捕集可有效减少二氧化碳的排放，是降低我国碳排放的一种重要手段。
2、膜分离技术具有分离效率高、能耗低、设备占地面积少、无二次污染等优点。膜分离技术以膜两侧(进气侧和渗透侧)气体压差作为驱动力，利用不同气体组分在膜中的渗透性差异进行气体分离，膜的分离效果随两侧压力比增加而增加。
3、在以往的采用膜法捕集烟气二氧化碳的方案中，提供压差方式主要是通过压缩机提高进气压力，如专利cn107081045a公开一种捕集烟气中二氧化碳的方法及其专用设备，烟气经加压进入膜分离设备，渗透气再加压经深冷器和精馏塔得到高纯度二氧化碳气体，专利cn112516758a、cn112516757a分别提出了一种用于烟气二氧化碳捕集的二级膜分离系统及方法和三级三段膜分离系统及方法，烟气也是由压缩机加压后再进入膜分离器，膜分离器的渗透气直接再次加压进入后续的膜分离器。在相同压力比下，一味提高进气压力将使过程能耗大量增加，既不经济，效果也有限。
技术实现思路
1、本技术的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种用于工业烟气二氧化碳捕集的膜分离系统，通过本技术膜分离系统的结构设置，可将工业烟气中低浓度的二氧化碳捕集，形成高浓度的二氧化碳产品气。在保证膜分离器两侧压力比的前提下，可降低膜分离器进气压
2、本技术目的通过下述技术方案来实现：
3、一种用于工业烟气二氧化碳捕集的膜分离系统，所述膜分离系统包括：引风机、气气换热器、一级压缩机、一级换热器、一级膜分离器、一级真空泵、冷却器、二级压缩机、二级换热器、二级膜分离器、二级真空泵、节流膨胀器和烟囱；
4、所述引风机经气气换热器依次与一级压缩机、一级换热器和一级膜分离器连接；
5、所述一级膜分离器的渗透侧依次与一级真空泵、冷却器、二级压缩机、二级换热器、二级膜分离器相连通；
6、所述一级膜分离器的来流侧出口经节流膨胀器与气气换热器换热回路连通，所述气气换热器的换热回路与烟囱连通；
7、所述二级膜分离器的渗透侧经二级真空泵与二氧化碳产品气收集装置相连，二级膜分离器中来流侧的出口经管线与一级膜分离器的来流侧入口端相连。
8、根据一个优选的实施方式，所述冷却器与二级压缩机之间设有缓冲罐。
9、根据一个优选的实施方式，所述引风机末端还连接排气管道，所述排气管道与烟囱相连通，且所述排气管道上设有烟气旁路阀门。
10、根据一个优选的实施方式，所述引风机与气气换热器之间还设有碳捕集进气阀门。
11、根据一个优选的实施方式，所述气气换热器与烟囱之间还设有碳捕集排气阀门。
12、根据一个优选的实施方式，所述一级压缩机被配置为将来流气体加压至压力p，p值为2～8bar。
13、根据一个优选的实施方式，所述二级压缩机被配置为将来流气体加压至压力p+△p，△p为二级膜分离器渗余侧气体压降值。
14、根据一个优选的实施方式，所述一级换热器被配置为将来流气体调温至20～40℃。
15、根据一个优选的实施方式，所述一级真空泵被配置为将一级膜分离器两侧压力比维持在5～40之间。
16、根据一个优选的实施方式，所述二级压缩机和二级真空泵陪配置为将二级膜分离器两侧压力比维持在5～40之间。
17、前述本技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本技术可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
18、本技术的有益效果：
19、本技术在工业烟气引风机和烟囱之间，设置膜分离系统用于捕集工业烟气中的二氧化碳，利用两级膜分离器，可将工业烟气中低浓度的二氧化碳捕集，具有运行能耗低、二氧化碳捕集率高、产品气浓度高、运行稳定经济的特点；
20、本技术在膜分离器出口设置真空泵，在保证膜分离器两侧压力比的前提下，降低了进气压力，降低了压缩机的能耗及系统综合能耗；
21、本技术同时考虑了将带压且温度不高的一级渗余气节流膨胀后与工业烟气热交换，可进一步降低系统能耗。
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1.一种用于工业烟气二氧化碳捕集的膜分离系统，其特征在于，所述膜分离系统包括：引风机(1)、气气换热器(3)、一级压缩机(4)、一级换热器(5)、一级膜分离器(6)、一级真空泵(7)、冷却器(8)、二级压缩机(10)、二级换热器(11)、二级膜分离器(12)、二级真空泵(13)、节流膨胀器(14)和烟囱(17)；
2.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述冷却器(8)与二级压缩机(10)之间设有缓冲罐(9)。
3.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述引风机(1)末端还连接排气管道，所述排气管道与烟囱(17)相连通，且所述排气管道上设有烟气旁路阀门(15)。
4.如权利要求3所述的膜分离系统，其特征在于，所述引风机(1)与气气换热器(3)之间还设有碳捕集进气阀门(2)。
5.如权利要求3所述的膜分离系统，其特征在于，所述气气换热器(3)与烟囱(17)之间还设有碳捕集排气阀门(16)。
6.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述一级压缩机(4)被配置为将来流气体加压至压力P，P值为2～8bar。p>
7.如权利要求6所述的膜分离系统，其特征在于，所述二级压缩机(10)被配置为将来流气体加压至压力P+△P，△P为二级膜分离器(12)渗余侧气体压降值。
8.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述一级换热器(5)被配置为将来流气体调温至20～40℃。
9.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述一级真空泵(7)被配置为将一级膜分离器(6)两侧压力比维持在5～40之间。
10.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述二级压缩机(10)和二级真空泵(13)陪配置为将二级膜分离器(12)两侧压力比维持在5～40之间。
...【技术特征摘要】
1.一种用于工业烟气二氧化碳捕集的膜分离系统，其特征在于，所述膜分离系统包括：引风机(1)、气气换热器(3)、一级压缩机(4)、一级换热器(5)、一级膜分离器(6)、一级真空泵(7)、冷却器(8)、二级压缩机(10)、二级换热器(11)、二级膜分离器(12)、二级真空泵(13)、节流膨胀器(14)和烟囱(17)；
2.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述冷却器(8)与二级压缩机(10)之间设有缓冲罐(9)。
3.如权利要求1所述的膜分离系统，其特征在于，所述引风机(1)末端还连接排气管道，所述排气管道与烟囱(17)相连通，且所述排气管道上设有烟气旁路阀门(15)。
4.如权利要求3所述的膜分离系统，其特征在于，所述引风机(1)与气气换热器(3)之间还设有碳捕集进气阀门(2)。
5.如权利要求3所述的膜分离系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：银登国，杜文韬，代忠德，符远航，邓毅，庄原发，张锴，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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