[发明专利]一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器

说明书

一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的吸收‑再生器，包括烟气CO₂连续吸收再生单元，烟气CO₂连续吸收再生单元由连续式CO₂吸收塔、连续式CO₂再生塔、冷/热交换装置串联构成；连续式CO₂吸收塔和连续式再生塔通过冷/热交换装置相连通。本发明突破了传统的工业烟气中CO₂的捕集尤其是无二次污染的水合物法捕集CO₂难以适应于大流量的连续式捕集的装备技术瓶颈，创造性的开发了一种水合物法连续捕集烟气中CO₂的装置，且结构新颖而相对简单，易于控制，为后燃法CO₂大规模的连续捕集创造出了装备条件，尤其是为无溶剂性或助剂性二次污染的工业烟气CO₂大规模的连续捕集创造出了装备条件。

技术领域

本发明涉及环保装备技术领域，尤其涉及一种适应于CCS技术中燃烧后CO₂捕集法采用水合物法连续捕集烟气中二氧化碳的吸收-再生器。

背景技术

气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一，而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因，我国作为世界上最大的发展中国家，以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构，随着经济总量的迅速增长，一次能源和二次能源的CO₂排放具有增长快、总量大的特点。而当前碳减排和应对气候变化的CCS或CCUS技术的高投资、高捕集成本的运营经济性成为了推广应用的严重障碍，现有的CCS或CCUS技术的研究及示范应用主要集中在必须分离去除高浓度CO₂的煤化工、合成气与煤电领域，而煤电领域集中在以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术的应用中。

由于目前最大的CO₂排放点源主要是以煤为原料的电厂，在CO₂捕集技术领域或CCS技术方面将 CO₂的捕获技术方法及系统称之为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集。

（1） 燃烧前捕集： 主要是以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术为基础，先将煤气化，得到CO和H₂，再经过水蒸气变换，CO转为CO₂，然后通过分离或CO₂捕获技术， 分别得到高浓度的H₂和CO₂，H₂可以燃烧发电或作为无碳能源输出。IGCC技术中实施CO₂的捕集将使能源消耗增加10～40%，吨CO₂捕集成本达20～50美元，其中CO₂捕集液再生能源约占60%。

（2）燃烧中捕集：又称富氧燃烧捕集技术，先经利用空分系统，将空气中所含大量的氮气除去，得到高纯度的O₂，然后将高浓度O₂引入燃烧系统，利于CO₂的进一步捕获和处理，或以纯氧作为助燃剂，同时在燃烧过程中对锅炉内加压，使得燃烧后烟气中的主要成分为CO₂和水，分离水后，这样烟气中高浓度的CO₂气体可以直接进行压缩捕捉。富氧燃烧捕集技术除投资高、运行成本高外，增加能源消耗20～50%，吨CO₂捕集成本达50～90美元。

（3）燃烧后捕集：指直接对电厂燃烧后的烟气实施CO₂的分离和捕集，捕集装置位于电厂烟气排放下游，可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等等。由于电厂排放的CO₂浓度低、压力小，现有的CO₂捕集技术与装备导致能耗、成本远较燃烧前捕集和富氧燃烧捕集成本大。