[发明专利]一种梯级利用烟气余热的二氧化碳捕集液化工艺

摘要

本发明提供了一种梯级利用烟气余热的二氧化碳捕集液化工艺，属于分离技术领域。该工艺基于化学吸收过程、吸收式制冷过程和压缩冷凝过程，通过梯级利用烟气余热，首先作为吸收剂再生的热源，再作为吸收式制冷的热源，同时二次利用吸收剂再生过程消耗的热量，将再生塔顶二氧化碳携带的低温热作为吸收式制冷的热源，从而有效减少二氧化碳捕集液化的成本，有利于二氧化碳资源化和碳减排政策的执行。本发明的有益效果避免了吸收剂再生过程的蒸汽消耗，减少了液化过程的压缩功消耗，每吨二氧化碳可节省蒸汽1.5吨，电能20kWh；通过优化设计制冷和液化工艺，将二氧化碳的液化温度提高到5℃以上，避免发生冻堵和形成水合物，简化了脱水工艺流程。

主权项

一种梯级利用烟气余热的二氧化碳捕集液化工艺，其特征在于：将高温烟气送入再生塔(7)的再沸器(1)，与待再生的化学吸收剂换热，即烟气余热的第一级利用，随后进入吸收式制冷系统(2)的蒸汽发生器(2a)，与制冷系统的稀溶液换热，即烟气余热的第二级利用；经余热二级利用后的烟气，一部分为直接排放的烟道气(S‑2)排放至大气，另一部分为送往吸收塔的烟道气(S‑3)经过第一冷却器(3)进入吸收塔(4)进行二氧化碳捕集；从再生塔(7)采出含水粗二氧化碳(S‑5)，进入第二换热器(11)中，同时，吸收式制冷系统(2)的蒸汽发生器(2a)中的稀溶液经第三输送泵(10)送至第二换热器(11)中，回收含水粗二氧化碳(S‑5)携带的热量，即烟气余热的第二次利用；随后，含水粗二氧化碳(S‑5)经过第三冷却器(12)进入分液罐(13)，冷凝分离出含水粗二氧化碳(S‑5)中的冷凝水(S‑6)，冷凝水(S‑6)返回再生塔(7)；冷凝除水的粗二氧化碳(S‑7)，依次进入压缩机(14)、第四冷却器(15)和吸收式制冷系统(2)的蒸发器(2b)，通过压缩冷凝来液化二氧化碳，再进入三相分离罐(16)，从罐顶采出不凝尾气返回吸收塔(4)，从罐底采出液态粗二氧化碳(S‑8)，从罐底水包采出冷凝水(S‑9)。