[发明专利]烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收装置及方法

权利要求书

1.一种烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收装置，其特征在于，包括：

烟气处理系统(10)，所述烟气处理系统(10)设置有处理进口和处理出口，所述烟气处理系统(10)用于对烟气进行处理，以去除所述烟气中的液体杂质和固体杂质；

第一CO₂膜分离单元(20)，所述第一CO₂膜分离单元(20)设置有第一进气口、第一二氧化碳富集气出口及第一高压非渗透气出口，所述第一进气口与所述处理出口相连；

第二CO₂膜分离单元(30)，所述第二CO₂膜分离单元(30)设置有第二进气口、二氧化碳产品气出口和第二高压非渗透气出口，所述第二进气口与所述第一二氧化碳富集气出口相连；以及

N₂膜分离单元(80)，所述N₂膜分离单元(80)设置有氮气富集气出口，且所述N₂膜分离单元(80)的进气口与所述第一高压非渗透气出口相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三CO₂膜分离单元(40)，所述第三CO₂膜分离单元(40)设置有第三进气口、第三二氧化碳富集气出口及尾气出口，所述第三进气口与所述第二高压非渗透气出口相连；

气体混合器(50)，所述气体混合器(50)设置在所述第一二氧化碳富集气出口与所述第二进气口连通的管路上，且所述气体混合器(50)还设置有返回气进口，所述返回气进口与所述第三二氧化碳富集气出口相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一CO₂膜分离单元(20)、所述第二CO₂膜分离单元(30)及所述第三CO₂膜分离单元(40)中的膜组件分别独立地选自中空纤维膜、卷式膜或板式膜。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一压缩机(60)，所述第一压缩机(60)与所述处理进口相连；

第二压缩机(70)，所述第二压缩机(70)设置在所述气体混合器(50)与所述第二进气口连通的管路上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述烟气处理系统(10)包括过滤器(13)，所述过滤器(13)的进口为所述处理进口，且所述过滤器(13)的出口为所述处理出口。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述烟气处理系统(10)还包括：冷却机(11)，所述冷却机(11)的进口为所述处理进口，所述冷却机(11)的出口与所述过滤器(13)的进口相连。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述烟气处理系统(10)还包括：除雾器(12)，所述除雾器(12)的进口与所述冷却机(11)的出口相连，所述除雾器(12)的出口与所述过滤器(13)的进口相连。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

脱水装置，所述脱水装置上设置有烟气进口和脱水烟气出口，所述脱水烟气出口与所述第一压缩机(60)的进口相连。

9.一种烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收方法，其特征在于，包括：

将所述烟气进行处理，以去除所述烟气中的液体杂质和固体杂质，得到处理烟气；

将所述处理烟气进行第一次CO₂膜分离处理，得到第一二氧化碳富集气和第一高压非渗透气；

将所述第一二氧化碳富集气进行第二次CO₂膜分离处理，得到二氧化碳产品气和第二高压非渗透气；以及

对所述第一高压非渗透气进行N₂膜分离处理，得到氮气富集气。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，得到所述第二高压非渗透气的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：

对所述第二高压非渗透气进行第三次CO₂膜分离处理，得到第三二氧化碳富集气和尾气；以及

将所述第三二氧化碳富集气返回并与所述第一二氧化碳富集气混合，以进行所述第二次CO₂膜分离处理。