【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳捕集，尤其涉及一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法。
技术介绍
1、以醇胺类吸收剂为代表的化学吸收法捕集二氧化碳技术已有较多研究，并已实施不少工程示范项目。吸收剂是决定工艺性能的关键，不同吸收剂在吸收速率、吸收容量及解吸能耗等方面有不同的表现，其中叔胺类(如mdea)、环状胺类(如pz)因吸收容量与解吸能耗等性能优势而被受关注。但此类化学反应是需要前置的co2物理溶解过程，从而易被物理溶解速率所限制。
2、提高co2吸收剂溶解速率的难点之一在于：采用增大压力提高溶解速率的方法会把本来不需要被压缩的惰性成分也同时被压缩，产生了负效应。co2吸收剂溶解速率的方法有二种：降低温度是增大溶解速率的重要方法之一，因而吸收塔通常追求更低的操作温度，但降低温度会增加能耗成本；增大压力是增大溶解速率的重要方法之二，由于压力增大相对需要的碳捕集设备体积减小，所以增大压力能产生减少吸收塔设备尺寸的效果，但增大压力时，除压缩二氧化碳外其它本来不需要被压缩的惰性成分也同时被压缩，产生了负效应，为此需要将额外压力能回收利用。
3、提高co2吸收剂溶解速率的难点之二在于：碳捕集系统长期处于低负荷运行状态，造成液相分布不均匀：由于产品co2需求的波动或者电力系统低负荷，使得碳捕集系统长期处于低负荷运行状态，所述低负荷运行状态就是进入碳捕集系统的液相过低。当碳捕集系统液相过低时直接影响液相均布，使得塔器的气液两相接触的传热传质效果恶化。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有
2、吸收方法，第一目的在于解决提高co2吸收剂溶解速率时，采用增大压力的方法会把本来不需要被压缩的惰性成分也同时被压缩，产生负效应的问题；第二目的在于解决碳捕集系统长期处于低负荷运行状态，造成液相分布不均匀的问题。
3、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
4、一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特点在于：包括以下步骤：
5、步骤一、含co2的气体经过原料气压缩机(10)压缩至设定压力后，进入吸收塔(11)，与吸收塔(11)塔顶流下的吸收液发生气相和液相反应，生成吸收co2的富液；
6、步骤二、剩余的惰性气体进入吸收塔(11)内的气体余压驱动装置，作为相应装置的备用动力；所述相应装置为：原料气压缩机(10)、吸收塔进液旋转布液器(111)以及解吸塔进液旋转布液器(141)；所述备用动力为：以相应装置原有的电机驱动作为第一驱动力，该相应装置的气体余压驱动作为第二驱动力；
7、步骤三、吸收co2的富液从吸收塔(11)塔釜排出，经过通道阀(123)、再经过贫富液换热器(13)从上至下进入解吸塔(14)；
8、步骤四、进入解吸塔(14)的吸收co2的富液，经过解吸塔进液旋转布液装置进入解吸塔解吸，将解吸出的co2气体从解吸塔(14)塔顶排出；所述解吸塔进液旋转布液装置用于将进入解吸塔(14)的co2富液沿着解吸塔(14)的径向和周向分配均匀；所述吸收塔进液旋转布液装置包括上下两层，上层为吸收塔进液旋转布液器(111)，下层为换热机构，该换热机构由布设在吸收塔进液旋转布液器(111)下方的附属内环换热器(112)和附属外环换热器(113)组成；该附属内环换热器(112)和附属外环换热器(113)用于计算外环与内环冷却热负荷比k，根据冷却热负荷比k调整解吸塔进液旋转布液器(111)的转动速度。
9、步骤五、解吸co2的贫液经过贫液循环泵(16)和贫富液换热器(13)，从上至下进入吸收塔(11)的吸收塔进液旋转布液装置，完成液相的循环；所述吸收塔进液旋转布液装置用于将进入吸收塔(11)的co2贫液沿着吸收塔的径向和周向分配均匀；所述解吸塔进液旋转布液装置包括上下两层，上层为吸收塔进液旋转布液器(141)，下层为换热机构，该换热机构由布设在吸收塔进液旋转布液器(141)下方的附属内环换热器(142)和附属外环换热器(143)组成；该附属内环换热器(142)和附属外环换热器(143)用于计算外环与内环冷却热负荷比k，根据冷却热负荷比k调整解吸塔进液旋转布液器(141)的转动速度。
10、进一步地，所述气体余压驱动装置包括三个：用于驱动原料气压缩机(10)的压缩机气体余压驱动装置(101)；用于驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)；用于驱动解吸塔进液旋转布液器(141)的解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)。
11、进一步地，所述气体余压驱动作为第二驱动力，具体为：该压缩机气体余压驱动装置(101)作为原料气压缩机(10)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)作为驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的第二驱动力；该解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)作为解吸塔进液旋转布液器(141)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)和解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)分别对吸收塔进液旋转布液器(111)和解吸塔进液旋转布液器(141)驱动后，气体膨胀且温度下降，并伴随有凝结液，凝结液中富含吸收剂，由此，将吸收剂回流至解吸塔。
12、进一步地，所述吸收塔进液旋转布液器(111)或解吸塔进液旋转布液器(141)包括上中下三层和周向布设的分液部件驱动支撑(17-16)和多个分液部件从动支撑(17-15)：上层为进液管(17-13)、中层为分液部件(17-12)、下层为堰流部件(17-11)；该分液部件驱动支撑(17-16)用于驱动分液部件(17-12)转动；该多个分液部件从动支撑(17-15)用于被分液部件(17-12)带动。
13、进一步地，该进液管(17-13)由外向内水平穿入塔设备壁(17-14)后，在吸收塔或解吸塔中心处90度弯转向下连通分液部件(17-12)。
14、进一步地，该分液部件(17-12)包括分液部件入口(17-1202)、分液分管(17-1201)、分液支管(17-1204)以及分液盒(17-1203)；分液部件入口(17-1202)向上与进液管(17-13)连接、向下与分液盒(17-1203)和分液分管(17-1201)连接；分液分管(17-1201)为沿着周向和径向均匀布设在吸收塔内的十字交叉的四条分液通道，该四条分液通道在中心区分别连通分液盒(17-1203)；每一条分液分管(17-1201)的下表面还垂直连通若干条分液支管(17-1204)，该分液支管(17-1204)用于连接下层的堰流部件(17-11)。
15、进一步地，该堰流部件(17-11)为沿着径向和周向均匀布设的多条环形通道；该多条环形通道向上连通分液支管(1204)，向下连通吸收塔进液旋转布液装置的换热机构；该多条环形通道从大半径到小半径方向依次为：第一层堰流通道(17-1101)，第二层堰流通道(17-1102)，第三层堰流通道(17-1103)，第四层堰流通道(17-1104)以及贯穿该本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述气体余压驱动装置包括三个：用于驱动原料气压缩机(10)的压缩机气体余压驱动装置(101)；用于驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)；用于驱动解吸塔进液旋转布液器(141)的解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)。
3.根据权利要求2所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述气体余压驱动作为第二驱动力，具体为：该压缩机气体余压驱动装置(101)作为原料气压缩机(10)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)作为驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的第二驱动力；该解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)作为解吸塔进液旋转布液器(141)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)和解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)分别对吸收塔进液旋转布液器(111)和解吸塔进液旋转布液器(141)驱动后，气体膨胀且温度下降，并伴随有凝结液，凝结液中富含吸收剂
4.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述吸收塔进液旋转布液器(111)或解吸塔进液旋转布液器(141)包括上中下三层和周向布设的分液部件驱动支撑(17-16)和多个分液部件从动支撑(17-15)：上层为进液管(17-13)、中层为分液部件(17-12)、下层为堰流部件(17-11)；该分液部件驱动支撑(17-16)用于驱动分液部件(17-12)转动；该多个分液部件从动支撑(17-15)用于被分液部件(17-12)带动。
5.根据权利要求4所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：该进液管(17-13)由外向内水平穿入塔设备壁(17-14)后，在吸收塔或解吸塔中心处90度弯转向下连通分液部件(17-12)。
6.根据权利要求4所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：该分液部件(17-12)包括分液部件入口(17-1202)、分液分管(17-1201)、分液支管(17-1204)以及分液盒(17-1203)；分液部件入口(17-1202)向上与进液管(17-13)连接、向下与分液盒(17-1203)和分液分管(17-1201)连接；分液分管(17-1201)为沿着周向和径向均匀布设在吸收塔内的十字交叉的四条分液通道，该四条分液通道在中心区分别连通分液盒(17-1203)；每一条分液分管(17-1201)的下表面还垂直连通若干条分液支管(17-1204)，该分液支管(17-1204)用于连接下层的堰流部件(17-11)。
7.根据权利要求4所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：该堰流部件(17-11)为沿着径向和周向均匀布设的多条环形通道；该多条环形通道向上连通分液支管(1204)，向下连通吸收塔动态旋转液相分布器的换热机构；该多条环形通道从大半径到小半径方向依次为：第一层堰流通道(17-1101)，第二层堰流通道(17-1102)，第三层堰流通道(17-1103)，第四层堰流通道(17-1104)以及贯穿该四条堰流通道的层间联通堰流通道(17-1105)。
8.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述布设在吸收塔进液旋转布液器(111)下方的附属内环换热器(112)包括：内环换热进口(17-1003)、内环换热出口(17-1004)以及连通该入口和出口的换热管道(17-1005)；所述布设在吸收塔进液旋转布液器(111)下方的附属外环换热器(113)包括：外环换热进口(17-1001)、外环换热出口(17-1002)以及连通该入口和出口的换热管道(17-1005)。
9.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述根据冷却热负荷比K调整吸收塔进液旋转布液器(111)的转动速度，或者根据冷却热负荷比K调整吸收塔进液旋转布液器(141)的转动速度，具体过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述气体余压驱动装置包括三个：用于驱动原料气压缩机(10)的压缩机气体余压驱动装置(101)；用于驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)；用于驱动解吸塔进液旋转布液器(141)的解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)。
3.根据权利要求2所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述气体余压驱动作为第二驱动力，具体为：该压缩机气体余压驱动装置(101)作为原料气压缩机(10)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)作为驱动吸收塔进液旋转布液器(111)的第二驱动力；该解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)作为解吸塔进液旋转布液器(141)的第二驱动力；该吸收塔布液器气体余压驱动装置(114)和解吸塔布液器气体余压驱动装置(144)分别对吸收塔进液旋转布液器(111)和解吸塔进液旋转布液器(141)驱动后，气体膨胀且温度下降，并伴随有凝结液，凝结液中富含吸收剂，由此，将吸收剂回流至解吸塔。
4.根据权利要求1所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：所述吸收塔进液旋转布液器(111)或解吸塔进液旋转布液器(141)包括上中下三层和周向布设的分液部件驱动支撑(17-16)和多个分液部件从动支撑(17-15)：上层为进液管(17-13)、中层为分液部件(17-12)、下层为堰流部件(17-11)；该分液部件驱动支撑(17-16)用于驱动分液部件(17-12)转动；该多个分液部件从动支撑(17-15)用于被分液部件(17-12)带动。
5.根据权利要求4所述的一种基于升压效益的二氧化碳吸收方法，其特征在于：该进液管(17-13)由外向内水平穿入塔设备壁(17-14)后，在吸收塔或解吸塔中心处90度弯转向下连通分液部件(17-12)。
6.根据权利要求4所述的一种基于升压效益的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张良，魏小林，李森，赵京，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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