捕集系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種0)2捕集系統，尤其是涉及一種低能耗且吸收劑可萃取再生的CO2捕集系統。
【背景技術】
[0002]工業上CO2捕集工藝根據與燃燒反應的相對關系可分為燃燒前捕集(如，IGCC)，燃燒中捕集(如富氧燃燒)和燃燒后捕集。我國新增燃煤電廠數量受限，而已存電廠改造成富氧燃燒或IGCC電廠投入較大、操作困難。基于對技術成熟度、適用范圍等因素的考量，燃燒后捕集技術應用較廣。
[0003]目前世界范圍內電廠脫碳采集的示范技術基本均為有機胺MEA等為主體的化學吸收技術，MEA脫除CO2技術具有吸收速率快，價格廉價等特點，故而廣泛應用于電力工業中二氧化碳的吸收過程中。但MEA脫除CO2技術的缺點是有一定腐蝕性、解吸能耗大、能耗大致為4.2MJ/kg CO2,而且MEA脫除CO2由于反應速率及反應容量的限制，CO 2吸收劑相對循環量較大，經濟脫碳效率僅為80%?85% ;此外，MEA的揮發及降解產物對環境的影響有待進一步評估。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種低能耗且吸收劑可萃取再生的0)2捕集系統，采用本實用新型，可將蒸發少至能忽略不計的新型離子液體吸收劑吸收CO 2后通過萃取技術分離，實現0)2吸收劑的大容量反應和小循環量再生，有效提高CO 2脫除率的同時降低再生成本；同時，大容量吸收劑利于降低吸收劑有效濃度，從而減小吸收劑對吸收系統的腐蝕；并進一步減少技術本身對環境不良影響，實現低能耗、綠色碳捕集。
[0005]解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種低能耗且吸收劑可萃取再生的CO2捕集系統，其特征是:包括以管道連接的冷卻器、吸收塔、富液栗、萃取分離塔、濃相升壓栗、貧液冷卻器、再沸器、再生塔和冷凝器，所述的冷卻器輸入煙氣、冷凝器輸出至二氧化碳壓縮系統，所述的萃取分離塔另有稀相B回路經稀相升壓栗和混合器后返回所述吸收塔，所述的貧液冷卻器另有濃相A回路經混合器后返回所述吸收塔，所述的冷卻器的冷卻水經循環栗送至再沸器循環冷卻，所述的再生塔有管道經貧液栗之后連通貧液冷卻器，所述的吸收塔輸出高濃度氮氣。
[0007]有益效果:本系統通過大幅減少吸收劑的再生量和采用光熱驅動再生技術，降低再生能耗的同時，還能保證CO2捕集效果。
[0008]本實用新型相對現有的0)2捕集技術，可以降低吸收劑再生能耗60%以上。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的低能耗的煙氣CO2捕集系統示意圖。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型的低能耗且吸收劑可萃取再生的0)2捕集系統實施例，包括以管道連接的冷卻器1、吸收塔2、富液栗4、萃取分離塔5、濃相升壓栗6、貧液冷卻器8、再沸器9、再生塔11和冷凝器12，冷卻器輸入煙氣、冷凝器輸出至二氧化碳壓縮系統，萃取分離塔另有稀相B回路經稀相升壓栗7和混合器3后返回吸收塔，貧液冷卻器另有濃相A回路經混合器后返回吸收塔，冷卻器的冷卻水經循環栗送至再沸器循環冷卻，再生塔有管道經貧液栗10之后連通貧液冷卻器，吸收塔輸出高濃度氮氣。
[0011]其中:
[0012]混合器
[0013]一類新型的0)2吸收劑，由兩相A和B組成，A相對CO 2具有高效的吸收率，A相和B相的體積比為1/9?1/4，在進入吸收塔前通過混合器混合均勻，混合均勻的吸收劑保留對CO2的較快吸收速率和較大吸收容量。
[0014]吸收塔
[0015]混合均勻的吸收劑從吸收塔頂部進入吸收塔后往下流動，與進入吸收塔后往上流動的煙氣進行反應，吸收完CO2的吸收劑最終落到吸收塔底部成為富液。富液經富液栗輸送到富液萃取分離塔進行萃取分離。
[0016]富液萃取分離塔
[0017]富液萃取分離塔內的富液沉降分層，其中底部的為濃相A，體積只占吸收劑的10?20%，但吸收了 90%以上的CO2;萃取分離塔上部為稀相B，體積占吸收劑的80?90%，但只吸收了 10%以下的CO2;濃相A用濃相輸送栗送至再生塔再生，稀相B不需要進行再生，通過稀相輸送栗送回混合器與再生后的A相再次混合。
[0018]再生塔
[0019]占比10?20%的濃相A用濃相輸送栗送至再生塔后，通過受熱實現再生，少循環量的吸收劑需要較少的再生能耗，因此可有效提高經濟脫碳效率。再生后的吸收劑A相通過貧液栗送回混合器與從萃取分離塔來的稀相B再次混合。
[0020]熱量回收循環回路
[0021]吸收劑在溫度較低時對0)2有較大的吸收溶解度，當吸收劑吸收熱量升高到一定溫度時會釋放CO2實現再生。
[0022]本實用新型設有兩個熱量回收回路，回路一為:進入吸收塔前的高溫煙氣通過冷卻器將熱量傳給回路一的工質，實現吸收塔內吸收劑低溫條件下對CO2的高效吸收，吸收了熱量的工質通過循環栗送至再沸器，加熱即將進入再生塔的濃相A，從而有效降低吸收劑的再生能耗；放熱后的工質又循環至冷卻器吸收煙氣的熱量，實現熱量的回收再用。
[0023]回路二為:濃相A通過吸收大量熱量實現再生，再生后的吸收劑A相經過貧液冷卻器后將熱量傳給即將再生的濃相A，從而減少濃相A的再生能耗；放熱后的吸收劑A相循環至混合器與B相混合，從而提高了吸收劑對0)2的吸收溶解度。
[0024]采用本系統進行CO2捕集的方法包括以下步驟:
[0025]SI，將從吸收塔吸收完CO2的富液，通過萃取分離塔萃取分離為濃相A和稀相B ;
[0026]S2，濃相A用輸送栗將其送至再生塔再生；
[0027]S3，再生后的濃相A和不進行再生的稀相B，分別通過輸送栗輸送至混合器混合均勻后再進入吸收塔捕集co2。
[0028]本實用新型的應用范圍可涉及如下方面:
[0029]1、火力發電廠有亞臨界參數機組、超臨界參數機組、超超臨界參數機組，火力發電廠均采用燃煤發電，煤燃燒時會生成大量C02。
[0030]2、非電力行業中如化工提純行業、食品行業及鋼鐵煉制業等涉及CO2分離環節的企業；
[0031]3、可作為承擔不同類型吸收劑的驗證試驗，并對不同體系的操作工況條件進行優化的試驗平臺。
【主權項】
1.一種低能耗且吸收劑可萃取再生的CO2捕集系統，其特征是:包括以管道依次連接的冷卻器(I)、吸收塔(2)、富液栗(4)、萃取分離塔(5)、濃相升壓栗(6)、貧液冷卻器(8)、再沸器(9)、再生塔(11)和冷凝器(12)，所述的冷卻器輸入煙氣、冷凝器輸出至二氧化碳壓縮系統；所述的萃取分離塔另有稀相B回路依次經稀相升壓栗(7)和混合器(3)后返回所述吸收塔，所述的貧液冷卻器另有濃相A回路經混合器后返回所述吸收塔，所述的冷卻器的冷卻水經循環栗送至再沸器循環冷卻，所述的再生塔有管道經貧液栗(10 )之后連通貧液冷卻器，所述的吸收塔輸出高濃度氮氣。
【專利摘要】一種低能耗且吸收劑可萃取再生的CO2捕集系統，包括以管道依次連接的冷卻器（1）、吸收塔（2）、富液泵（4）、萃取分離塔（5）、濃相升壓泵（6）、貧液冷卻器（8）、再沸器（9）、再生塔（11）和冷凝器（12），冷卻器輸入煙氣、冷凝器輸出至二氧化碳壓縮系統；萃取分離塔另有稀相B回路依次經稀相升壓泵（7）和混合器（3）后返回所述吸收塔，貧液冷卻器另有濃相A回路經混合器后返回所述吸收塔，冷卻器的冷卻水經循環泵送至再沸器循環冷卻，再生塔有管道經貧液泵（10）之后連通貧液冷卻器，吸收塔輸出高濃度氮氣。本實用新型實現CO2吸收劑的大容量反應和小循環量再生，有效提高CO2脫除率的同時降低再生成本；同時實現低能耗、綠色碳捕集。
【IPC分類】B01D53/18
【公開號】CN204891545
【申請號】CN201520563384
【發明人】湛志鋼, 周杰聯, 朱德臣, 徐齊勝, 李德波, 許凱, 殷立寶
【申請人】廣東電網有限責任公司電力科學研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月29日