一种降温吸附低压电脱附捕获CO2的方法及系统，它涉及一种采用吸附脱附手段捕获CO2的方法及系统。以解决电厂对CO2进行脱附捕集，采用变温和变压脱附方法不利于控制，消耗能量大及化学吸附方法捕集CO2产生有毒有害气体问题。方法：烟气降温；第一吸附脱附塔通气吸附；第二吸附脱附塔通气吸附及第一吸附脱附塔通电升温脱附、净化与降温；第二吸附脱附塔CO2气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温以及第一吸附脱附塔进入下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附。系统是：第一、二吸附脱附塔通过第一、二开关与交流电源连接，交流电源与第一、二吸附脱附塔连接。本发明专利技术采用物理吸附方法，避免了化学方法产生其他有毒有害气体；本发明专利技术用于捕获燃煤电厂烟气中的CO2。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用吸附脱附手段捕获co2的方法及系统。
技术介绍
(A是最主要的温室气体，是造成温室效应的最主要的原因。而在0)2的来源中，火 力发电厂是重要的C02集中排放源，世界上大约有1/3的C02是从电厂排放出来的。因此， 控制和减缓电力生产中C02的排放对于解决全球变暖、温室效应问题具有重要意义。因此，控制火力发电厂特别是燃煤电厂烟气中的co2排放是减缓温室效应的有效措施。 电厂燃烧产生的烟气主要成分有N2、 02、 C02、 S02和N0X，烟气脱硫脱氮之后的主要 成分有K、 02和0)2，而根据电厂燃料的不同，畑气中各组分的含量也不尽相同。而我国大 约80%的电厂是以燃煤为主的，燃煤电厂烟气中，C02的摩尔百分含量为13% -18%、 02的 摩尔百分含量为5% -10%、N2的摩尔百分含量为70% -75%。其中C02的摩尔百分含量远 远大于空气中的C02气体的摩尔百分含量，因此，必须对其进行控制。 捕获分离电厂烟气中的C02气体，目前有溶剂吸收法、变压吸附法、膜分离法、低温 分离法、02/C02循环燃烧法，这些方法在经济性、选择性以及适用性等方而都存在各自的特 点，但是目前在工业上应用最为适用的主要是溶剂吸收法和变压吸附法。 北京热电厂与澳大利亚于2008年合作建造了国内首座燃煤电厂烟气C02捕集示 范工程。采用乙醇胺吸收法，通过脱析分解分离出(A气体的同时对溶剂进行再生。整个 装置C02的捕集率达到80% _85%，单位千瓦时供电所排放的0)2减少了 80% -90%。但 单位千瓦的投资增加了 47% _87%，发电成本增加了 42% _81%，再生耗能大。此外，胺溶 液成本高，对(A原料气适应性不强，需要复杂的预处理系统，设备腐蚀和环境污染问题比 较严重。 变压吸附法是利用吸附体在不同的分压下对C02进行选择性地吸附，然后通过减 压脱附将0)2解析，使吸附剂获得再生，从而达到分离0)2的目的。在石油、化工、环境保护 等方面得到了广泛的应用，该技术具有产品纯度高，可灵活调节，工艺流程简单，装置可靠 等优点。 电厂姻气中0)2气体分离的过程，不同于常规工业应用，具有气体流量大、0)2分压 低、原料气温度较高等特点，分离难度和能耗大大增加，目前的研究表明变压吸附技术不适 于低浓度烟气中的(A分离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种降温吸附低压电脱附捕获C02的方法及系统，以解决现 有部分电厂对(A进行脱附捕集，采用变温脱附和变压脱附的方法，由于需要变压变温，不 利于控制，能量消耗大，且控制比较困难以及采用化学吸附的方法捕集C02势必产生一些有 毒有害气体，对大气造成二次污染的问题。 本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是6 本专利技术的一种降温吸附低压电脱附捕获co2的方法包括以下步骤 步骤一、烟气降温燃煤电厂中烟气通过脱除S02及N0x之后，温度降为5(TC-6(rC 之间，将上述降温后的烟气通入换热器中并与低温的自来水换热，使通入换热器内的烟气 温度降到20°C -3(TC之间; 步骤二、第一吸附脱附塔通气吸附将温度为20°C -301:的烟气通入到第一吸附 脱附塔内，利用第一吸附脱附塔内的吸附剂对通入到第一吸附脱附塔内的烟气进行吸附， 同时，开启安装在第七烟气管上的第十九阀门和安装在自来水管上的第二十一阀门，低温 的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第一吸附脱附塔吸附温度控制在 20°C _301:之间，当第一气体分析仪测得第一吸附脱附塔烟气出口处的C02浓度达到第一 吸附脱附塔烟气进口处的C02浓度的70% _80%时，第一吸附脱附塔吸附过程结束； 步骤三、第二吸附脱附塔通气吸附及第一吸附脱附塔通电升温脱附、净化与降温 将经步骤一降温处理后的温度为20°C -30"的烟气通入到第二吸附脱附塔内，利用第二吸 附脱附塔内的吸附剂对通入到第二吸附脱附塔内的烟气进行吸附，同时，开启安装在第八 烟气管上的第二十阀门，低温的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第二 吸附脱附塔吸附温度控制在20°C _301:之间，当第二气体分析仪测得第二吸附脱附塔烟气 出口处的C02浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的C02浓度的70% _80%时，第二吸附脱 附塔吸附过程结束；在第二吸附脱附塔进行通气吸附这个时间段的同时，对第一吸附脱附 塔通电，当第一气体分析仪显示第一吸附脱附塔烟气出口处的C02浓度达到第一吸附脱附 塔烟气进口处的0)2浓度的70% _75%时，关闭第十九阀门，打开第七阀门、第十阀门和第 十一阀门，由于第一吸附脱附塔内温度的升高，第一吸附脱附塔内的吸附剂对(A和N2的吸 附量迅速下降，使得第一吸附脱附塔内的吸附相的(A变成气相，直接将脱附出的气体存入 集气罐内，当第一吸附脱附塔的温度升高到150°C -ie(rc时，第一吸附脱附塔通电升温脱 附过程结束，此时，存储于缓冲罐内的0)2的摩尔百分含量达到90% _95%;关闭第十阀门， 打开第九阀门及真空泵，对第一吸附脱附塔进行抽气，将抽出的气体放入缓冲罐内，当第一 吸附脱附塔内的压力降到5KPa-6KPa时，第一吸附脱附塔净化过程结束，此时，存储于缓冲 罐内的(A的摩尔百分含量达到80% -85% ;打开安装在自来水管上的第二十一阀门及安 装在第一吸附脱附塔的进水口与自来水管之间的进水管上的第二阀门，利用低温的自来水 对第一吸附脱附塔降温，将其温度降低到20°C _301:之间，第一吸附脱附塔降温过程完成； 至此，第一吸附脱附塔完成一个吸附脱附循环过程，并进入下一个吸附脱附循环过程； 步骤四第二吸附脱附塔C02气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温以及第一吸附 脱附塔进入下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附；将存储于缓冲罐内的摩尔百分含量达 到80% -85%的0)2自下而上通入到第二吸附脱附塔内，并置换出第二吸附脱附塔内自由 空间中的部分N2，当第二气体分析仪显示第二吸附脱附塔烟气出口处的C02摩尔百分含量 达到第二吸附脱附塔烟气进口处的0)2浓度的40%-50%时，第二吸附脱附塔0)2气体吹扫 过程结束；对第二吸附脱附塔通电，当第二气体分析仪显示第二吸附脱附塔烟气出口处的 0)2浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的0)2浓度的70%-75%时，关闭第二十阀门，打 开第八阀门、第十阀门和第十一阀门，由于第二吸附脱附塔内温度的升高，第二吸附脱附塔 内的吸附剂对C02和N2的吸附量迅速下降，使得第二吸附脱附塔内的吸附相的C02变成气 相，直接将脱附出的气体存入集气罐内，当第二吸附脱附塔的温度升高到150°C -ie(rc时，第二吸附脱附塔通电升温脱附过程结束，此时，存储于缓冲罐内的C02的摩尔百分含量达到 90% -95% ;关闭第十阀门，打开第九阀门及真空泵，对第二吸附脱附塔进行抽气，将抽出的 气体放入缓冲罐内，当第二吸附脱附塔内的压力降到5KPa-6KPa时，第二吸附脱附塔净化 过程结束，此时，存储于缓冲罐内的(A的摩尔百分含量达到80% -85% ;打开安装在自来 水管上的第二十一阀门及安装在第二吸附脱附塔的进水口与自来水管之间的进水管上的 第三阀门，利用低温的自来水对第二吸附脱附塔降温，将其温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种降温吸附低压电脱附捕获ＣＯ↓［２］的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一、烟气降温：燃煤电厂中烟气通过脱除ＳＯ↓［２］及ＮＯ↓［ｘ］之后，温度降为５０℃－６０℃之间，将上述降温后的烟气通入换热器（１）中并与低温的自来水换热，使通入换热器（１）内的烟气温度降到２０℃－３０℃之间；步骤二、第一吸附脱附塔通气吸附：将温度为２０℃－３０℃的烟气通入到第一吸附脱附塔（２）内，利用第一吸附脱附塔（２）内的吸附剂对通入到第一吸附脱附塔（２）内的烟气进行吸附，同时，开启安装在第二十一阀门（Ｖ１）及安装在第一吸附脱附塔（２）的进水口与自来水管（２７）之间的进水管（１０）上的第二阀门（Ａ６），利用低温的自来水对第一吸附脱附塔（２）降温，将其温度降低到２０℃－３０℃之间，第一吸附脱附塔（２）降温过程完成；至此，第一吸附脱附塔（２）完成一个吸附脱附循环过程，并进入下一个吸附脱附循环过程；步骤四：第二吸附脱附塔ＣＯ↓［２］气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温以及第一吸附脱附塔进入下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附；将存储于缓冲罐（５）内的摩尔百分含量达到８０％－８５％的ＣＯ↓［２］自下而上通入到第二吸附脱附塔（３）内，并置换出第二吸附脱附塔（３）内自由空间中的部分Ｎ↓［２］，当第二气体分析仪（７）显示第二吸附脱附塔烟气出口处的ＣＯ↓［２］摩尔百分含量达到第二吸附脱附塔烟气进口处的ＣＯ↓［２］浓度的４０％－５０％时，第二吸附脱附塔ＣＯ↓［２］气体吹扫过程结束；对第二吸附脱附塔（３）通电，当第二气体分析仪（７）显示第二吸附脱附塔烟气出口处的ＣＯ↓［２］浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的ＣＯ↓［２］浓度的７０％－７５％时，关闭第二十阀门（Ｂ５），打开第八阀门（Ｂ４）、第十阀门（Ｖ４）和第十一阀门（Ｖ５），由于第二吸附脱附塔（３）内温度的升高，第二吸附脱附塔（３）内的吸附剂对ＣＯ↓［２］和Ｎ↓［２］的吸附量迅速下降，使得第二吸附脱附塔（３）内的吸附相的ＣＯ↓［２］变成气相，直接将脱附出的气体存入集气罐（４）内，当第二吸附脱附塔（３）的温度升高到１５０℃－１６０℃时，第二吸附脱附塔（３）通电升温脱附过程结束，此时，存储于缓冲罐（５）内的ＣＯ↓［２］的摩尔百分含量达到９０％－９５％；关闭第十阀门（Ｖ４），打开第九阀门（Ｖ３）及真空泵（８），对第二吸附脱附塔（３）进行抽气，将抽出的气体放入缓冲罐（５）内，当第二吸附脱附塔（３）内的压力降到５ＫＰａ－６ＫＰａ时，第二吸附脱附塔（３）净化过程结束，此时，存储于缓冲罐（５）内的ＣＯ↓［２］的摩尔百分含量达到８０％－８５％；打开安装在自来水管（２７）上的第二十一阀门（Ｖ１）及安装在第二吸附脱附塔（３）的进水口与自来水管（２７）之间的进水管（１０）上的第三阀门（Ｂ６），利用低温的自来水对第二吸附脱附塔（３）降温，将其温度降低到２０℃－３０℃之间，第二吸附脱附塔（３）降温过程完成；至此，第二吸附脱附塔（３）完成一个吸附脱附循环过程，并进入下一个吸附脱附循环过程的通气吸附，即步骤三；在第二吸附脱附塔（３）进行ＣＯ↓［２］气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温这个时间段的同时，第一吸附脱附塔（２）完成了下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附，即步骤二。七烟气管（１９）上的第十九阀门（Ａ５）和安装在自来水管（２７）上的第二十一阀门（Ｖ１），低温的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第一吸附脱附塔（２）吸附温度控制在２０℃－３０℃之间，当第一气体分析仪（６）测得第一吸附脱附塔烟气出口处的ＣＯ↓［２］浓度达到第一吸附脱附塔烟气进口处的ＣＯ↓［２］浓度的７０％－８０％时，第一吸附脱附塔（２）吸附过程结束；步骤三、第二吸附脱附塔通气吸附及第一吸附脱附塔通电升温脱附、净化与降温：将经步骤一降温处理后的温度为２０℃－３０℃的烟气通入到第二吸附脱附塔（３）内，利用第二吸附脱附塔（３）内的吸附剂对通入到第二吸附脱附塔（３）内的烟气进行吸附，同时，开启安装在第八烟气管（２０）上的第二十阀门（Ｂ５），低温的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第二吸附脱附塔（３）吸附温度控制在２０℃－３０℃之间，当第二气体分析仪（７）测得第二吸附脱附塔烟气出口处的ＣＯ↓［２］浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的ＣＯ↓［２］浓度的７０％－８０％时，第二吸附脱附塔（３）吸附过程结束；在第二吸附脱附塔（３）进行通气吸附这个时间段的同时，对第一吸附脱附塔（２）通电，当第一气体分析仪（６）显示第一吸附脱附塔烟气出口处的ＣＯ↓［２］浓度达到第一吸附脱附塔烟气进口处的ＣＯ↓［２］浓度的７０％－７５％时，关闭第十九阀门（Ａ５），打开第七阀门（Ａ４）、第十阀门（Ｖ４）和第十一阀门（Ｖ５），由于第一吸附脱附塔（２）内温度的升高，第一吸附脱附塔（２）内的吸附剂对ＣＯ↓［２...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭羽非，牛传凯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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