[发明专利]二氧化碳捕获系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体净化系统，尤其涉及一种二氧化碳捕获系统。

背景技术

十九世纪工业革命以来，大量的石化能源燃烧，全球平均温度明显上升。 根据国际政府气候变更会(IntergovernmentalPanelonClimateChange, IPCC)组织，人类活动所产生的温室气体在大气中的浓度以二氧化碳(Carbon Dioxide,CO2)居首，其浓度的变化已由工业革命前的280ppm，增加到目前 的394ppm以上，引发了全球暖化的问题。

为了因应全球暖化的议题，京都议定书(KyotoProtocol)明确要求签约国 在2012年时，其温室效应气体总排放量须比1990为基准平均减少5.2％，因 此CO2排放减量也成为各界须重视的课题。

例如在「M.ZhangandY.Guo,"ProcesssimulationsofNH₃abatement systemforlarge-scaleCO₂captureusingaqueousammoniasolution," InternationalJournalofGreenhouseGasControl,vol.18,pp.114-127, 2013.」的文献中，及揭示一种二氧化碳捕捉系统，其包含有一二氧化碳吸收 塔、一氨吸收塔、一二氧化碳气提塔以及一氨气提塔，其主为使用化学吸收的 方式，利用氨为吸收剂，以捕捉一废气中的二氧化碳，而具有高吸收负载量的 优点，不过由于在该二氧化碳气提塔与该氨气提塔皆需各自设置一加热器与一 冷凝器，使得能源的耗费成为一待改善的问题。

而在美国发明专利公开第US20130177489号中，则揭示一种CO₂移除系统， 其包括一用于自一烟道气移除CO₂的吸收器。该CO₂移除系统包括与该吸收器 连通的再生器。该再生器自离子溶液分离CO₂且将再生的离子溶液供应至该吸 收器。该CO₂移除系统包括与该再生器连通的二氧化碳水洗涤系统。该二氧化 碳水洗涤系统接收来自该再生器的二氧化碳与氨的混合物并使该氨与该CO₂分 离。该CO₂移除系统包括与该吸收器及该二氧化碳水洗涤系统连通的氨水洗涤 系统。该氨水洗涤系统自该烟道气移除氨。该CO₂移除系统包括与该氨水洗涤 系统、该再生器及/或该二氧化碳水洗涤系统连通的膜分离器。藉由设置该膜 分离器，减少该CO₂移除系统的所需能量，以降低整体能量的消耗。

然而，该膜分离器的设置，虽然可降低整体能量的消耗，不过同时也增加 设备设置的成本，而仍然有改善的空间。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决现有的二氧化碳捕捉系统，于一氨气提塔与 一二氧化碳气提塔皆需各别设置一加热器与一冷凝器而能耗偏高，或是需额外 设置一膜分离器降低能耗，却造成设备成本增加的问题。

为达上述目的，本发明提供一种二氧化碳捕获系统，包含有一二氧化碳吸 收部、一氨吸收部、一二氧化碳汽提部、一氨汽提部以及一加热部。该二氧化 碳吸收部接收一烟道气流，该二氧化碳吸收部含有一第一吸收剂，并具有一第 一底段以及一第一顶段；该氨吸收部与该二氧化碳吸收部连通，该氨吸收部含 有一第二吸收剂，并具有一第二底段以及一第二顶段，其中，该烟道气流输入 该二氧化碳吸收部与该第一吸收剂反应，形成一由该第一顶段输出的贫二氧化 碳气流以及一由该第一底段输出的富二氧化碳流体，该贫二氧化碳气流输入该 氨吸收部与该第二吸收剂反应，形成由该第二顶段输出的一净化气流以及一由 该第二底段输入该二氧化碳吸收部的富氨循环水。

该二氧化碳汽提部与该二氧化碳吸收部和该氨吸收部连通，并具有一第三 底段以及一第三顶段；该氨汽提部与该二氧化碳汽提部及该氨吸收部连通，该 氨汽提部具有一第四底段以及一第四顶段，其中，该富二氧化碳流体输入该二 氧化碳汽提部进行一蒸馏分离，形成一由该第三顶段输出的二氧化碳气流以及 一分别流入该二氧化碳吸收部以及该氨汽提部的第一再生剂。

而该加热部与该第四底段连接，其中，该第一再生剂于该氨汽提部受到该 加热部的该蒸馏分离，形成一由该第四顶段输入该二氧化碳汽提部的富氨气流 以及一流入该氨吸收部的第二再生剂。