CN102309917A - 二氧化碳捕获系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二氧化碳捕获系统，包括一进料排料部、一第一反应器、一第二反应器、一连通管与一吸附剂储料槽。第一反应器具有一烟气入口，可导入一含CO₂成份的烟气，进料排料部是将经过再生处理的一吸附剂送至第一反应器，与CO₂进行一碳酸化反应形成一碳酸化饱合吸附剂，并因重力落下后经由连通管进入第二反应器。第二反应器位于第一反应器下侧处并经由连通管与其连通，可煅烧来自第一反应器的碳酸化饱合吸附剂，以脱附CO₂，产生煅烧后的吸附剂。吸附剂储料槽位于第二反应器的一出口端以承载煅烧后的吸附剂。

Description

二氧化碳捕获系统

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳捕获系统，尤其涉及一种可节省能源、降低成本且具极高效率的二氧化碳捕获系统。

背景技术

联合国“跨政府气候变迁小组”(Intergovernmental Panel on Climate Change，简称IPCC)在二零零二年二月二日发表了一份报告，该报告由全世界一百三十个国家，二千五百名科学家共同签署，指出全球暖化的结果与碳排放量的相关性是确切无疑的。为减缓气候暖化速度，联合国于一九九二年制定<气候变化纲要公约>，一九九七年通过<京都议定书>，二零零七年订定<峇里行动计划>，对攸关气候暖化的温室气体排放提出一系列政策目标方向，希望世界各国共同努力，维护人类生存环境。哥本哈根会议是为制定二零一零年后全球减排二氧化碳目标而举行的新一轮会议。

在20世纪，全球平均接近地面的大气层温度上升了摄氏0.74度。在20世纪，全球平均接近地面的大气层温度上升了摄氏0.74度。普遍来说，科学界发现过去50年可观察的气候改变的速度是过去100年的双倍。而目前全球平均温度的变化，几乎和二氧化碳含量的变化是同步上升的，从工业革命开始，二氧化碳的含量急剧增加，虽然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳，海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸钙，但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。二氧化碳和其它温室气体的含量不断增加，正是全球暖化的人为因素中主要部分。另外人类活动中的燃烧化石燃料、清理林木和耕作等等也都增强了温室效应。

全球性的温度增量可能反过来导致其它方面的变动，包括海平面上升和降雨量及降雪量在数额上和样式上的变化。这些变动也许促使极端天气事件更强更频繁，譬如洪水、旱灾、热浪、飓风和龙卷风。除此之外，还有其它后果，包括更高或更低的农产量、冰河撤退、夏天时河流流量减少、物种消失及疾病肆虐。根据IPCC 2001年报告预估，全球暖化所引发的气象灾害，将造成每年将超过三千亿美元的损失，因此，减少大气中的二氧化碳势必为目前人类急需共同面对和解决的重要问题。

就现有方法采用吸收液如乙醇胺(Monoethanolamine，MEA)吸收二氧化碳为例，每公斤的MEA可吸收60g CO₂(MEA吸收剂的容量(Capacity))，若以90％的捕获率来说，捕获每吨CO₂需要1.0368kWh的热量，会耗用许多能源；再者操作温度需低于60℃，因此进入吸收槽的烟气需先降温。此外，使用氨水(ammonia)或胺类(amine)有泄漏疑虑，浓度高的吸收剂例如浓度超过30％的MEA对设备具腐蚀性。

以1MWe燃煤电厂为例，排气中CO₂浓度约为10％～16％，气体质量估算每小时约12吨，气体质量如此大而二氧化碳的浓度又低的情况下，若能研发出具有高性能和高效率的CO₂捕获系统，并且可有效整合与利用能源，减少能源浪费，将是对全球环境的一大贡献。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种二氧化碳捕获系统，使得系统不但具极高的二氧化碳捕获效率，更可节省能源、降低成本。

根据本发明，提出一种二氧化碳捕获系统，包括一进料排料部、一第一反应器、一第二反应器、一连通管与一吸附剂储料槽。第一反应器具有一烟气入口，可导入一含二氧化碳成份的烟气，进料排料部经过再生处理的一吸附剂(可利用金属氧化物作为吸附剂，如氧化钙)送至第一反应器，与二氧化碳进行一碳酸化反应形成一碳酸化饱合吸附剂(如碳酸钙)，其中该再生处理例如煅烧。第二反应器位于第一反应器下侧处并与第一反应器连通，可煅烧来自第一反应器的碳酸化饱合吸附剂，以脱附二氧化碳，产生再生处理(如煅烧)的吸附剂。连通管连接第一反应器的底部与第二反应器，第一反应器所形成的碳酸化饱合吸附剂因重力落下后经由连通管进入第二反应器。吸附剂储料槽位于第二反应器的一出口端以承载煅烧后的吸附剂。

其中，再生处理为煅烧，该第二反应器产生经过煅烧的该吸附剂。

其中，该进料排料部包括：一送风机，提供该进料排料部内的一气送方式；一贮料槽，邻近该第一反应器，用以暂贮该进料排料部内的该吸附剂；一进料槽，位于该第一反应器的上方，视需求进行该第一反应器的进料；一输送带，以该气送方式将该贮料槽内的该吸附剂输送至该进料槽。

其中，该进料排料部的该进料槽以一旋转阀及一法蓝与该第一反应器相接，以控制该进料槽内的该吸附剂至该第一反应器的排料。

其中，该第一反应器为一气泡式流体化床的碳酸化炉，并具有一布风板可以将一气体均匀分布进入床体内，使该吸附剂产生流体化，该碳酸化炉在一操作温度范围约650℃～750℃下进行CO₂的吸附反应，使该吸附剂形成该碳酸化饱合吸附剂，并借由该连通管将因重力落下的该碳酸化饱合吸附剂排送至该第二反应器。

其中，该第二反应器为一移(蠕)动床型式的煅烧炉、或一旋转窑型式的煅烧炉、一流体化床型式的煅烧炉、或一固定床式的煅烧炉。

其中，该第二反应器是在一高温范围约800℃～950℃下操作，使该碳酸化饱合吸附剂脱附二氧化碳再形成该吸附剂，回到该第一反应器循环再利用，煅烧一新料时则将完全未反应的该碳酸化饱合吸附剂输送进该煅烧炉煅烧成该吸附剂后，排入该吸附剂储料槽。

其中，该移(蠕)动床型式的煅烧炉具有1或多支布风管，将一煅烧气体吹入造成该煅烧炉内碳酸钙因扰动或流化而被推动前进，前进至该煅烧炉的该出口端而后排入该吸附剂储料槽，其中该煅烧气体为水蒸汽、氮气、二氧化碳、空气、氦气、氖气、或氩气、或前述任二或多种混合气体。

其中，当该吸附剂为氧化钙，该煅烧气体为水蒸汽，利用该单一或该些布风管控制水蒸汽的喷注量及喷注气体的区域与方式，在温度约300℃～500℃，产生中间产物氢氧化钙用以进行该吸附剂的改质。

其中，该煅烧炉采用一直接加热方法或一间接加热方法。

其中，采用该直接加热方法的该煅烧炉采用一富氧燃烧方式，该煅烧炉产生的一高温烟气经过除尘再回流至一富氧燃烧器助燃以降低燃料使用量。

其中，采用该间接加热方法的该煅烧炉，则以一热传导方式将热均匀分布在该煅烧炉各区域，并使该煅烧炉适当搅拌或翻滚使煅烧完全，该煅烧炉内部更具有至少一沉降板，将搅拌时产生碰撞的粉尘先拦截。

其中，更包括：一分离二氧化碳冷凝槽，衔接于该第二反应器的一排气口端，将所排出的一煅烧气体冷凝并分离所含的二氧化碳；一粉尘捕集设备，衔接于该第一或该第二反应器的一端，将该第一或该第二反应器的一排放气体过滤后排放；及一控制程序，以自动化控制该捕获系统的操作。

其中，该粉尘捕集设备为一高温粉尘捕集设备，可捕集该第一或该第二反应器随烟气排出的粉尘，可耐温度达约600℃～900℃。

其中，该粉尘捕集设备为一陶磁袋滤器、及一旋风分离器其中之一。

其中，该吸附剂储料槽是以一高温液位计监控排入该吸附剂的一粉体高度，当该粉体高度达到某一定值时则停止进料，并启动该进料排料部输送料或排料。

其中，该吸附剂储料槽以一时间器进行监控。

其中，该吸附剂为一金属氧化物，为氧化钙、氧化锌、氧化镁、氧化锰、氧化镍、氧化铜、或氧化铅。

在一实施例中，第一反应器例如是气泡式流体化床的碳酸化炉，第二反应器例如是煅烧炉，分别进行吸附反应和脱附反应。碳酸化饱合吸附剂经过高温煅烧会将吸附的CO₂释放出来再度形成吸附剂如氧化钙(CaO)，再次循环进入碳酸化炉进行捕获CO₂。若煅烧气体为蒸汽，第二反应器排气的高浓度CO₂与蒸汽可经由一冷凝器分离，所捕获的高浓度CO₂可以进行封存及再利用。

在一实施例中，第二反应器进行煅烧所需要的高温可通过一富氧燃烧器供应，第二反应器产生的高温气体再以回流方式作为富氧燃烧器的辅助高温气体，以降低燃料使用量，使整个CO₂捕获系统更加节省燃料与降低成本。

采用本发明的二氧化碳捕获系统，不但具极高的二氧化碳捕获效率，更可节省能源、降低成本。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的二氧化碳捕获系统的示意图。

图2绘示本发明实施例的煅烧炉直接热交换的示意图。

图3绘示本发明实施例的煅烧炉间接热交换的示意图。

图4A为本发明一实验例的碳酸化炉捕获CO₂的曲线图。

图4B为本发明一实验例的碳酸化炉的CO₂去除效率的曲线图。

其中，附图标记：

11：气送系统

12：送风机/风车

13：贮料槽

14：进料槽

15：输送带

16：旋转阀

20：第一反应器

21：布风板或气体分布盘

200：连通管

30：第二反应器

31：布风管

301：富氧燃烧器

302：煅烧炉

303：旋风集尘器

304：引风机

40：氧化钙(CaO)储料槽

50：分离CO2冷凝槽

60：粉尘捕集设备

具体实施方式

本发明提出一种二氧化碳捕获系统，利用吸附剂在适当的温度下吸附二氧化碳，继而在适当的温度下再脱附二氧化碳，藉由吸附剂在两反应器内分别进行碳酸化程序及煅烧程序，达到吸附及脱附的循环来进行二氧化碳的捕获与分离。使得本发明的二氧化碳捕获系统不但具极高的二氧化碳捕获效率，更可节省能源、降低成本。

以下根据本发明提出一实施例以详细说明本发明。然而，本领域相关技术者当知实施例所提出的二氧化碳捕获系统和捕获流程等内容仅为举例说明之用，并非作为限缩本发明保护范围。实际应用时，本领域技术人员除了根据实施例和实验的揭露内容，仍应针对应用时实际条件的需求在不悖离本发明的精神下对二氧化碳捕获系统做适当调整和修改。再者，实施例的图示仅绘示本发明技术的相关元件，省略不必要的元件，以清楚显示本发明的技术特点。

另外，可应用金属氧化物做为吸附剂，例如是氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO₂)、氧化镍(NiO)、氧化铜(CuO)、氧化铅(PbO)或其它氧化物，而实施例中则以氧化钙(CaO)为吸附剂，以进行氧化钙的碳酸化程序和碳酸钙(即碳酸化饱合吸附剂)的煅烧程序的相关说明，当然本发明并不以此种吸附剂为限。

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的二氧化碳捕获系统的示意图。实施例的二氧化碳捕获系统至少包括一进料排料部、一第一反应器20、一第二反应器30、一连通管200和一氧化钙(CaO)储料槽40。第一反应器20具有至少一烟气入口可导入一含二氧化碳成份的烟气，进料排料部将经过再生处理的一氧化钙(CaO)(吸附剂)送至第一反应器20，以与二氧化碳进行一碳酸化反应形成碳酸钙(CaCO₃)(碳酸化饱合吸附剂)，其中该再生处理例如煅烧。第二反应器30位于第一反应器20下侧处并与第一反应器20连通，可煅烧来自第一反应器20的碳酸钙，以脱附二氧化碳，产生煅烧后的氧化钙。连通管200连接第一反应器20的一底部与第二反应器30，而第一反应器20所形成的碳酸钙，可因重力自然落下后经由连通管200进入第二反应器30。氧化钙(CaO)储料槽40位于第二反应器30的一出口端以承载煅烧后的氧化钙。

于实施例中，进料排料部可为一气送系统11，包括一送风机12(/风车)、一贮料槽13、一进料槽14、和一输送带15。其中，送风机12(/风车)可提供进料排料部内的一气送方式；贮料槽13邻近第一反应器20，用以暂贮进料排料部内的氧化钙。输送带15则以气送方式将贮料槽13内的氧化钙(吸附剂)输送至进料槽14。进料槽14位于第一反应器20的上方，视第一反应器20的需求适时地进料。而进料槽14是以一旋转阀(Rotary Valve)16及一法蓝(Flang)与第一反应器20相接，以控制进料槽14内的吸附剂至第一反应器20的吸附剂量。

在一实施例中，第一反应器20为一气泡式流体化床的碳酸化炉，并具有一布风板21(或气体分布盘)可以将烟气均匀分布地导入床体内，使氧化钙产生流体化现象。流体化的氧化钙可与烟气中所含有的CO₂进行碳酸化反应，使氧化钙形成碳酸钙。而碳酸钙(CaCO₃)(及小部份未反应氧化钙)会因分子重量增加而自然向下掉落，经由连通管200设计而落入第二反应器30内。其中，碳酸化炉可在一操作温度范围约650℃～750℃下进行CO2的吸附反应。一应用例中，气泡式流体化床的碳酸化炉高度例如是1～2m(节省空间)，流化区域风速例如是0.5m/s～3m/s。

在一实施例中，第二反应器30可在一高温范围约800℃～950℃下操作，使碳酸钙(CaCO₃)脱附CO₂再形成氧化钙(CaO)，回到该第一反应器20循环再利用。当然，实际应用时，煅烧炉的煅烧温度依选择的吸附剂种类不同(金属氧化物吸附剂例如是氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO₂)、氧化镍(NiO)、氧化铜(CuO)、氧化铅(PbO)或其它氧化物)，煅烧时间例如是维持30分钟至180分钟，使吸附剂能煅烧完全有利于捕获CO₂。

另外，煅烧一新料时则将完全未反应的石灰石(CaCO₃)输送进煅烧炉煅烧成石灰(CaO)后，排入氧化钙(CaO)储料槽40储存。可应用的第二反应器30例如是一移(蠕)动床型式的煅烧炉、或一旋转窑型式的煅烧炉、一流体化床型式的煅烧炉、或一固定床式的煅烧炉、或其它型式的煅烧炉。在图1中，是以移(蠕)动床型式的煅烧炉为例做说明。

如图1所式，移(蠕)动床型式的煅烧炉(即第二反应器30)具有多支布风管31。适合的煅烧气体经由布风管31方式将气体导入煅烧炉内并均匀分布在煅烧炉内空间，使气体产生重迭扰动(蠕动)现象，煅烧炉内的碳酸钙因扰动或流化而缓慢由煅烧炉前端向尾端被推动，一路被推动而通过煅烧炉，前进至煅烧炉的出口端后可排入氧化钙(CaO)储料槽40，达到完全煅烧目的(即碳酸化饱合吸附剂经过高温煅烧后将吸附的CO₂释放出来再度形成吸附剂-氧化钙)。在一实施例中，氧化钙(CaO)储料槽40可以一高温液位计监控排入氧化钙吸附剂的一粉体高度，当粉体高度达到某一定值时则停止进料，并启动进料排料部以输送料或排料。

在实施例中，可应用的煅烧气体如水蒸汽、氮气(N₂)、二氧化碳、空气(air)、氦气、氖气、或氩气、或前述任二或多种混合气体。布风管31气量可进行调整，若采用水蒸汽为煅烧气体，则可通过布风管31控制水蒸汽的喷注量及喷注气体的区域与方式，在温度约300℃～500℃，产生中间产物氢氧化钙(Ca(OH)₂)以改质煅烧后的氧化钙。在一应用例中，例如在煅烧炉内创造不同温度区，再导入不同蒸汽量，使得煅烧后形成的氧化钙(CaO)具有改质效果。

在一应用例中，若使用蒸汽作为使移(蠕)动床型式煅烧炉内部CaCO₃产生移动的气体，除了降低煅烧炉内CO₂的分压，使吸附饱合的碳酸钙内的CO₂易于脱附以外，也容易将蒸汽与煅烧炉内产生的高纯度CO₂彼此分离。扰动的气体少量即可达到使碳酸钙(CaCO₃)向前移动，煅烧所需的时间可由碳酸钙经过炉长的时间来控制与设计。除此之外，也可通过控制煅烧炉内温度区域及蒸汽量的多少而制造出不同量的氢氧基(OH-)，将CaCO₃煅烧成为CaO之后再与(OH-)反应形成Ca(OH)₂。形成的Ca(OH)₂在高温下(＞500℃)将水分子赶出，使煅烧后的CaO增加吸附剂内孔体积及比表面积，当CaO再循环进入碳酸化炉，其捕获CO₂效率将会提升及衰减率会因此减少。相关反应式如下述：

CaO+H₂O→Ca(OH)₂

Ca(OH)₂→CaO+H₂O

ΔH₀298k＝353.5kcal/kg Ca(OH)₂(endothermic)

CaCO₃→CaO+CO₂

ΔH₀298k＝427.5kcal/kg CaCO₃(endothermic)

再者，实施例的二氧化碳捕获系统更包括一分离CO₂冷凝槽50、一粉尘捕集设备60和一控制程序。其中分离CO₂冷凝槽50衔接于第二反应器30的一排气口端，将所排出的一煅烧气体冷凝并分离所含的CO₂；例如若煅烧气体为蒸汽，分离CO₂冷凝槽50可将第二反应器30排气的高浓度CO₂与蒸汽分离，而所捕获的高浓度CO₂可以进行封存及再利用。粉尘捕集设备60是衔接于第一反应器20的一端，将第一反应器20的一排放气体过滤后排放。控制程序则可自动化控制捕获系统的操作。在一应用例中，粉尘捕集设备60可为一高温粉尘捕集设备60，可耐温度例如是高达约600℃～900℃，以捕集第一反应器20或第二反应器30随烟气所排出的粉尘，可应用的设备例如是陶磁袋滤器、或一高温旋风分离器。

如前述的二氧化碳捕获系统，在碳酸化炉设备中利用金属氧化物作为吸附剂，若应用在高温下捕获电厂排气中的CO₂，对降低电厂排气排放量将有极大的帮助。再者系统的高温煅烧炉中对已经吸附CO₂的吸附剂进行脱附(再生)反应，可使吸附剂不断再利用。但高温操作涉及到热量的供应及再利用，如果完全依赖燃料的提供则将是非常耗能。因此，在此实施例中，也将高温气体的回流至煅烧炉再利用，不但节省燃料，也可以产生蒸汽使用，使整个CO₂捕获系统更加节能与降低成本。

在一实施例中，煅烧炉可采用直接加热方法或一间接加热方法，将高温气体的回流至煅烧炉再利用。图2和图3分别绘示本发明实施例的煅烧炉直接热交换和间接热交换的示意图。

如图2所示，是以富氧燃烧器301对煅烧炉302直接加热，而煅烧炉302所产生的高温烟气则经过除尘(例如旋风集尘器303)和透过引风机304再回流至富氧燃烧器301助燃，以提升煅烧炉302温度，如此可大幅降低燃料使用量。经数次回流之后烟气所产生的蒸汽可以作为煅烧用气体。

如图3所示，也可间接加热煅烧炉302，例如对煅烧炉302外管加热，通过热传导方式将热均匀分布在煅烧炉302各区域，煅烧炉302产生的高温烟气经引风机304以回流方式再进入富氧燃烧器301，以大幅降低燃料使用量。再者，也可经适当设计，使煅烧炉302适当搅拌或翻滚使煅烧完全，煅烧炉302内部可更具有至少一沉降板，将搅拌时产生碰撞的粉尘先拦截。

根据上述，一实施例中，二氧化碳捕获系统由进料及排料系统、气泡式流体化床型式碳酸化炉(第一反应器20)、移(蠕)动床型式煅烧炉(第二反应器30)、氧化钙(CaO)储料槽40、分离CO₂冷凝槽50、粉尘捕集设备60及控制程序组成。主要是以2组反应器：第一反应器20-碳酸化炉和第二反应器30-煅烧炉来分别进行吸附反应和脱附反应。系统运作时，将含CO₂成份的烟气引进碳酸化炉，内载有氧化钙(CaO)温度控制介于650℃～750℃。在碳酸化炉内CO₂与CaO反应后形成碳酸钙(CaCO₃)，因分子重量增加会自然经由连通管200而从第一反应器20碳酸化炉内进入第二反应器30煅烧炉内，煅烧炉内温度则控制在850℃～950℃。煅烧炉以蒸气(或氮气或空气或氩气或其它惰性气体)作为煅烧气体。煅烧气体以布风管31方式将气体均匀分布在煅烧炉内空间制造不同气体分布量，使煅烧炉内部产生气体重迭扰动现象，进而推动吸附剂往出口端移动通过煅烧炉以达到完全煅烧的目的。经过高温煅烧的CaCO₃会将吸附的CO₂释放出来再度形成CaO，循环进入碳酸化炉进行捕获CO₂。而煅烧炉排气的高浓度CO₂与蒸汽再经由冷凝器(即分离CO₂冷凝槽50)分离，捕获的高浓度CO₂可以进行封存及再利用。在一实施例中，煅烧炉煅烧石灰石所需要的高温通过富氧燃烧器供应，煅烧炉产生的高温气体再以回流方式作为富氧燃烧器的辅助高温气体，以降低燃料使用量，达到节能及热再利用的目的。而实施例中，整个系统为自动化操作，包括：吸附脱附CO₂、补充新鲜吸附剂CaO、输送吸附剂CaO、及排出已经失去活性的吸附剂(废料排出)都是采用连续式循环操作模式，而监控各储槽料位控制的操作则可采用高温液位计、或采取时间控制方式(timer)进行监控。例如吸附剂储料槽可利用一高温液位计监控排入该吸附剂的一粉体高度，当粉体高度达到某一定值时则停止进料，并启动进料排料部输送料或排料。或该吸附剂储料槽以一时间器进行监控。

目前CO₂捕获系统实际测试，连续循环操作，当入口CO₂浓度为12％～14％之间，在排放口量测CO₂排放浓度，连续操作6小时，捕获CO₂效率可高达97％～98％以上。

请参照图4A、图4B，其分别为本发明一实验例的碳酸化炉捕获CO₂的曲线图，和CO₂去除效率的曲线图。实验例中，吸附剂CaO进料16.5公斤，碳酸化炉压力160-165cm H2O，碳酸化炉温度650℃，CO₂气体流量0.147立方公尺/分钟(CMM)。如图4A所示，CO₂在碳酸化炉的入口浓度13％-16％，出口浓度近乎于0％。因此，CO₂去除效率高达97％～98％，如图4B所示。

综合来说，实施例所提出的二氧化碳捕获系统具有许多项优点，例如：

(1)碳酸化炉为气泡式流体化床，与循环流化床比较所需空间少。且有连通管设计不需动力以重量自然落下，将吸附剂推入煅烧炉内。

(2)煅烧炉为移动床除可充份煅烧并可设计成不同温度区域控制温度及蒸汽曝气量进行吸附剂改质。

(3)煅烧炉升温燃烧器采用富氧燃烧方式，将煅烧炉排出的高温烟气予以回流，充份节省燃料消耗。

(4)若使用蒸汽作为煅烧气体，煅烧所需要的蒸汽则可经由回流烟气获得，不需引用另外蒸汽源。

(5)经过实验连续操作6小时，可证实CO₂捕获效率达97-98％。

实施例所提出的二氧化碳捕获系统，也可应用在许多不同的技术领域，例如电力业、钢铁业(2005年CO₂排放2,900万吨)、石化业(2007年CO₂排放2,400万吨)、水泥业(2006年CO₂排放764万吨)等等，都可用来捕获所排放的二氧化碳，故极富应用价值。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种二氧化碳捕获系统，其特征在于，包括：

一进料排料部；

一第一反应器，具有一烟气入口，导入一含二氧化碳的烟气，该进料排料部将经过再生处理的一吸附剂送至该第一反应器，与二氧化碳进行一碳酸化反应形成一碳酸化饱合吸附剂；

一第二反应器，位于该第一反应器下侧处并与该第一反应器连通，煅烧来自该第一反应器的该碳酸化饱合吸附剂，以脱附二氧化碳，产生经过再生处理的该吸附剂；

一连通管，连接该第一反应器的一底部与该第二反应器，该第一反应器所形成的该碳酸化饱合吸附剂因重力落下后经由该连通管进入该第二反应器；和

一吸附剂储料槽，位于该第二反应器的一出口端以承载经过再生处理的该吸附剂。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，再生处理为煅烧，该第二反应器产生经过煅烧的该吸附剂。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该进料排料部包括：

一送风机，提供该进料排料部内的一气送方式；

一贮料槽，邻近该第一反应器，用以暂贮该进料排料部内的该吸附剂；

一进料槽，位于该第一反应器的上方，视需求进行该第一反应器的进料；

一输送带，以该气送方式将该贮料槽内的该吸附剂输送至该进料槽。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该进料排料部的该进料槽以一旋转阀及一法蓝与该第一反应器相接，以控制该进料槽内的该吸附剂至该第一反应器的排料。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该第一反应器为一气泡式流体化床的碳酸化炉，并具有一布风板可以将一气体均匀分布进入床体内，使该吸附剂产生流体化，该碳酸化炉在一操作温度范围约650℃～750℃下进行CO₂的吸附反应，使该吸附剂形成该碳酸化饱合吸附剂，并借由该连通管将因重力落下的该碳酸化饱合吸附剂排送至该第二反应器。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该第二反应器为一移(蠕)动床型式的煅烧炉、或一旋转窑型式的煅烧炉、一流体化床型式的煅烧炉、或一固定床式的煅烧炉。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该第二反应器是在一高温范围约800℃～950℃下操作，使该碳酸化饱合吸附剂脱附二氧化碳再形成该吸附剂，回到该第一反应器循环再利用，煅烧一新料时则将完全未反应的该碳酸化饱合吸附剂输送进该煅烧炉煅烧成该吸附剂后，排入该吸附剂储料槽。

8.根据权利要求6所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该移(蠕)动床型式的煅烧炉具有1或多支布风管，将一煅烧气体吹入造成该煅烧炉内碳酸钙因扰动或流化而被推动前进，前进至该煅烧炉的该出口端而后排入该吸附剂储料槽，其中该煅烧气体为水蒸汽、氮气、二氧化碳、空气、氦气、氖气、或氩气、或前述任二或多种混合气体。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，当该吸附剂为氧化钙，该煅烧气体为水蒸汽，利用该单一或该些布风管控制水蒸汽的喷注量及喷注气体的区域与方式，在温度约300℃～500℃，产生中间产物氢氧化钙用以进行该吸附剂的改质。

10.根据权利要求6所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该煅烧炉采用一直接加热方法或一间接加热方法。

11.根据权利要求10所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，采用该直接加热方法的该煅烧炉采用一富氧燃烧方式，该煅烧炉产生的一高温烟气经过除尘再回流至一富氧燃烧器助燃以降低燃料使用量。

12.根据权利要求10所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，采用该间接加热方法的该煅烧炉，则以一热传导方式将热均匀分布在该煅烧炉各区域，并使该煅烧炉适当搅拌或翻滚使煅烧完全，该煅烧炉内部更具有至少一沉降板，将搅拌时产生碰撞的粉尘先拦截。

13.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，更包括：

一分离二氧化碳冷凝槽，衔接于该第二反应器的一排气口端，将所排出的一煅烧气体冷凝并分离所含的二氧化碳；

一粉尘捕集设备，衔接于该第一或该第二反应器的一端，将该第一或该第二反应器的一排放气体过滤后排放；及

一控制程序，以自动化控制该捕获系统的操作。

14.根据权利要求13所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该粉尘捕集设备为一高温粉尘捕集设备，可捕集该第一或该第二反应器随烟气排出的粉尘，可耐温度达约600℃～900℃。

15.根据权利要求13所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该粉尘捕集设备为一陶磁袋滤器、及一旋风分离器其中之一。

16.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该吸附剂储料槽是以一高温液位计监控排入该吸附剂的一粉体高度，当该粉体高度达到某一定值时则停止进料，并启动该进料排料部输送料或排料。

17.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该吸附剂储料槽以一时间器进行监控。

18.根据权利要求1所述的二氧化碳捕获系统，其特征在于，该吸附剂为一金属氧化物，为氧化钙、氧化锌、氧化镁、氧化锰、氧化镍、氧化铜、或氧化铅。

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