[发明专利]CO2

说明书

本发明公开了一种CO₂捕集系统及工艺，其中，该系统包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路。吸收塔的底部流出的富液经贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入闪蒸罐，闪蒸罐中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽进入再生塔内；再生塔底部的流出的贫液经过贫富液换热器换热降温后，再经第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔中。运行过程中，部分富液一直保持在较低的温度环境下，达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，又实现降低化学吸收剂再生能耗的功效。

技术领域

本发明涉及燃煤厂CO₂的捕集领域，更具体的涉及一种能够降低CO₂吸收剂的热降解和再生能耗的CO₂捕集系统及工艺。

背景技术

温室气体的过量排放造成全球范围内气温变暧，已成为当今最为显著的环境问题之一。按照京都议定书规定和哥本哈根国际环境会议要求，每个国家都有二氧化碳减排义务，二氧化碳减排已经成为全球关注的重大问题。

碳捕集及封存技术( Carbon Capture＆Storage，CCS) 是在不降低当前化石燃料使用量的情况下减少排入大气CO₂气体量的最直接有效的方式，同时，CCS 技术也是目前中国、英国、美国、日本等发达国家积极应对气候变化、确保世界清洁能源领先地位所格外倚重的减排技术之一。CCS技术从烟气中分离二氧化碳的方法主要包括：膜分离法、物理吸附法、低温蒸馏法、吸收分离法等。化学吸收法捕集CO₂因其吸收速率快、吸收效率高且工艺简单、技术较为成熟而被广泛使用，其中有机胺是商业应用最为成熟的化学吸收剂之一，比如醇胺类中的乙醇胺（MEA）、二乙胺（DEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等，有机胺类化学吸收剂其吸收、解吸 CO₂工艺主要包括两大单元：吸收单元和解吸单元。燃烧后烟道尾气经除尘、脱硫脱硝后由约 180℃降至 40~60℃，再由引风机送入吸收塔中，在塔内胺液与烟气逆向接触，CO₂被脱除，净化后烟气由塔顶排出。吸收了 CO₂的胺液即富液由塔底送至解吸塔由塔上部进入，通过蒸汽气提解吸出 CO₂后再次成为贫液，贫液经贫富液换热器换热后再经冷却由贫液泵送往吸收塔上部，再次吸收 CO₂。由此循环往复，构成 MEA 连续循环吸收、解吸CO₂的工艺流程。

虽然有机胺法在捕集CO₂过程中展现出独特的优势，但有机胺吸收法在实际工业应用过程中发现，胺类化学吸收剂降解会造成溶剂损耗不断增大、吸收 CO₂效率持续降低的现象。据统计，以 MEA 吸收 CO₂为例，每年因有机胺及其降解产物的逸散会造成 0.01~0.8 kg/t(CO₂)的溶剂损失，为弥补降解损失而添加的新鲜吸收剂占到了总成本的 10%左右。有机胺降解方式主要有氧化降解和热降解。其中氧化降解是指有机胺与 O₂发生的氧化还原反应；热降解是指在解吸塔、再沸器、热交换器等温度较高的区域发生的不需要 O₂参与的降解。

发明内容

为了降低CO₂捕集过程中化学吸收剂的热降解以及降低化学吸收剂的再生能耗，本发明一方面提供一种CO₂捕集系统，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，其中：

复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路，蒸发器吸收第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过吸收器传递给第二换热管路中的富液；