[发明专利]烟气中二氧化碳的捕集装置以及方法

权利要求书

1.一种烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，包括第一气体混合单元、第二气体混合单元、第一膜分离组件、第二膜分离组件、第三膜分离组件、第四膜分离组件、第五膜分离组件，其中：

所述第一膜分离组件具有第一进气口、第一渗透气出口以及第一非渗透气出口，所述第一进气口与所述第一气体混合单元连通，从而所述第一气体混合单元的气体适于进入所述第一膜分离组件，所述第一渗透气出口适于与所述第二气体混合单元连通，从而所述第一膜分离组件的渗透气适于进入所述第二气体混合单元；

所述第二膜分离组件具有第二进气口、第二渗透气出口以及第二非渗透气出口，所述第二进气口与所述第一非渗透气出口连通，所述第二渗透气出口与所述第一气体混合单元连通；

所述第三膜分离组件具有第三进气口、第三渗透气出口以及第三非渗透气出口，所述第三进气口与所述第二气体混合单元连通，从而第二气体混合单元的气体适于进入所述第三膜分离组件；

所述第四膜分离组件具有第四进气口、第四渗透气出口以及第四非渗透气出口，所述第四进气口与所述第三非渗透气出口连接，所述第四渗透气出口与所述第二气体混合单元连接；

所述第五膜分离组件具有第五进气口、第五渗透气出口以及第五非渗透气出口，所述第五进气口与所述第三渗透气出口连接，所述第五非渗透气出口与所述第二气体混合单元连接；

外部待处理烟气适于输入所述第一气体混合单元，所述第一渗透气出口以及所述第五渗透气出口适于输出不同浓度的二氧化碳气体。

2.如权利要求1所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，还包括第一高压能回收单元，所述第二非渗透气出口与所述第一高压能回收单元连接，从而通过所述第一高压能回收单元回收利用所述第二非渗透气出口的高压气体的压缩能。

3.如权利要求1所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，还包括第二高压能回收单元，所述第四非渗透气出口与所述第二高压能回收单元连接，从而通过所述第二高压能回收单元回收利用所述第四非渗透气出口的高压气体的压缩能。

4.如权利要求2或3所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，所述高压能回收单元为膨胀发电机。

5.如权利要求1所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，还包括第一压缩单元，所述第一压缩单元设置在所述第一气体混合单元与所述第一膜分离组件之间，适于对所述第一气体混合单元的气体进行增压，并将增压后的气体输送至所述第一膜分离组件。

6.如权利要求1所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，还包括第二压缩单元，所述第二压缩单元设置在所述第二气体混合单元与所述第三膜分离组件之间，适于对所述第二气体混合单元的气体进行增压，并将增压后的气体输送至所述第三膜分离组件。

7.如权利要求1所述的烟气中二氧化碳的捕集装置，其特征在于，所述第一膜分离组件、所述第二膜分离组件、所述第三膜分离组件、所述第四膜分离组件、所述第五膜分离组件各自独立地选自中空纤维膜、卷式膜中的一种或多种的组合。

8.一种烟气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待处理烟气通入第一膜分离组件；

将所述第一膜分离组件产生的非渗透气通入第二膜分离组件，将所述第一膜分离组件产生的渗透气通入第三膜分离组件，将所述第二膜分离组件产生的渗透气与待处理烟气混合后通入所述第一膜分离组件；

将所述第三膜分离组件产生的非渗透气通入第四膜分离组件，将所述第三膜分离组件产生的渗透气通入第五膜分离组件；

将所述第四膜分离组件产生的渗透气、所述第五膜分离组件产生的非渗透气与所述第一膜分离组件产生的渗透气混合后通入所述第三膜分离组件。

9.如权利要求8所述的烟气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于，还包括步骤：回收所述第二膜分离组件产生的高压非渗透气的压缩能，回收所述第四膜分离组件产生的高压非渗透气的压缩能。

10.如权利要求8所述的烟气中二氧化碳的捕集方法，其特征在于，待处理烟气与所述第二膜分离组件产生的渗透气混合后，再经第一压缩单元增压后输送入所述第一膜分离组件；所述第四膜分离组件产生的渗透气、所述第五膜分离组件产生的非渗透气与所述第一膜分离组件产生的渗透气混合后，再经第二压缩单元增压后输送入所述第三膜分离组件。