[发明专利]一种高效的CO2捕集系统

说明书

技术领域

本发明属于洁净煤发电技术领域，涉及一种高效的CO₂捕集系统。

背景技术

以气候变化为核心的全球环境问题日益严重，已经成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放以减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。在众多温室气体减排方案中，碳捕集与封存技术是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术，有望实现化石能源使用的CO₂低碳排放。

CO₂捕集过程是通过各种吸收液在一定压力下通过物理化学过程将CO₂吸收，然后通过加热的方法将CO₂解吸出来，根据后续要求进行进一步加工。因此，CO₂的捕集是一个消耗蒸汽电等能源的过程，无论是燃烧前还是燃烧后CO₂捕集系统，降低系统能耗的有效方法是尽量增大吸收液对CO₂的吸收，提高系统CO₂捕集率，减少蒸汽等公用工程的消耗，这样就可以降低捕集每吨CO₂的能量消耗，达到节能的目的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效的CO₂捕集系统，该系统CO₂捕集率高，能耗低，能够实现洁净煤发电系统的低碳排放。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效的CO₂捕集系统，包括由下部半贫液段和上部贫液段两段垂直串联组成的两段式吸收塔1，含CO₂气体入口位于两段式吸收塔1的半贫液段下方，两段式吸收塔1底部富液出口接常压解吸塔5的顶部入口，常压解吸塔5底部出液口接两段式吸收塔1半贫液段上部入液口，常压解吸塔5底部出液口还接再生塔12顶部入液口，再生塔12接有重沸器13，再生塔12的底部出液口接两段式吸收塔1贫液段上方的入液口，再生塔12的顶部出气口接常压解吸塔5，常压解吸塔5的顶部出气口接至CO₂提纯和压缩液化系统，两段式吸收塔1的顶部出气口接粗氢回收系统。

所述两段式吸收塔1的顶部出气口依次接有脱碳气冷却器2和脱碳分液器3，常压解吸塔5的顶部出气口依次接有CO₂气冷却器6和CO₂气分液器7，脱碳分液器3和CO₂气分液器7排出的液体全部送至底层溶液槽16，再由溶液泵15送到常压解吸塔5顶部入液口。

所述两段式吸收塔1底部富液出口与常压解吸塔5的顶部入口之间的通道上设置贫富液换热器4，再生塔12的底部出液口与两段式吸收塔1贫液段上方的入液口之间的通道也经过贫富液换热器4，实现贫液与富液的热量交换。

所述两段式吸收塔1中的贫液与液储槽17中的溶液相同，均为质量浓度40%的MDEA溶液，半贫液是吸收CO₂和H₂S的富液经常压闪蒸放出部分酸性气体后的MDEA的溶液，所述贫液中还可以加入质量分数1~5%的活化剂如R₂NH。

本发明的有益效果是：

1.采用两段式布置的吸收塔，通过半贫液段70～80%的吸收液半贫液将气体中的大部分CO₂吸收，然后利用20～30%的贫液彻底吸收剩余的CO₂，达到对CO₂的高吸收率。这一布置能够减少吸收液的消耗，降低运行费用。

2.采用常压解吸与溶液再生解吸相结合的方法，提高CO₂回收率，降低蒸汽消耗，而且这一方法可使再生塔的设备尺寸大大降低。

3.采用本发明提供的系统可应用一乙醇胺吸收液吸收燃煤电站或天然气联合循环电站烟道气的CO₂，可应用N-甲基二乙醇胺（MDEA）或聚乙二醇二甲醚溶液（NHD）吸收含碳燃料水汽变换后产生的CO₂。

附图说明

附图是本发明捕集系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。