CN104958998A - 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统 - Google Patents

一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104958998A
CN104958998A CN201510388809.0A CN201510388809A CN104958998A CN 104958998 A CN104958998 A CN 104958998A CN 201510388809 A CN201510388809 A CN 201510388809A CN 104958998 A CN104958998 A CN 104958998A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
splitting
regeneration
rich
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510388809.0A
Other languages
English (en)
Inventor
郭东方
郜时旺
刘练波
王昊
侯法柱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Clean Energy Research Institute
Original Assignee
Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Clean Energy Research Institute filed Critical Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority to CN201510388809.0A priority Critical patent/CN104958998A/zh
Publication of CN104958998A publication Critical patent/CN104958998A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统，吸收塔底部CO2富液出口通过富液泵与分相澄清器的料液导流管相连；分相澄清器的轻相收集室出口分两路一路与混合罐相连，另一路经阀门、溶液净化器与混合罐相连；重相收集室通过富相泵、贫富换热器与再生塔相连；再生塔底部的贫液出口通过贫液泵、贫富换热器与混合罐相连；混合罐的底部溶液出口通过吸收液泵与吸收塔的吸收液相连；再生塔顶部的CO2再生气出口通过冷却器与气液分离罐相连；再沸器设置在再生塔底部或内部；本发明通过CO2富液自驱动萃取分层为液-液两相，实现负载CO2的组分在富相中的浓缩和再分配，从而减少CO2再生过程中的富液量和水的参与度，较大程度的降低CO2再生能耗和捕集成本。

Description

一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统
技术领域
本发明属于工艺气体净化、二氧化碳减排等技术领域，具体涉及一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统。
背景技术
二氧化碳(CO2)是导致全球气候变暖的主要温室气体，CO2的捕集、利用及封存已成为国际社会关注的热点课题之一。我国燃煤发电CO2排放量约占工业总排放量的50％，燃煤电厂烟气中CO2的捕集分离是温室气体减排的重要领域。此外，炼钢、水泥、化工(如合成氨、制氢、天然气净化)等工业领域也存在大量CO2捕集或分离过程。捕集或分离CO2的方法主要有吸收法、吸附法、膜分离、低温分离等，其中吸收法是目前最为成熟和有望实现大规模商业化应用的CO2捕集分离技术。
传统的CO2吸收法捕集分离技术在应用过程中的能耗和运行成本较高。吸收CO2后的富液全部进入再生塔解吸，且富液中水的比例较高(一般70％以上)，这不仅增加了再生时的富液量，而且水大量挥发也导致额外的能耗，从而使得系统整体能耗增大。吸收剂再生所消耗的蒸汽热能在整个系统能耗中占到了绝大比重。因此，降低再生富液量，减少富液的水含量，将可以有效的降低CO2再生能耗和捕集成本。
基于碳酸钾溶液的稠浆型CO2捕集工艺，是利用碳酸钾和碳酸氢钾在水中的溶解度差异，采用强制冷却或蒸发的方式使得富液过饱和而析出碳酸氢钾结晶，之后加热解吸碳酸氢钾晶浆液。该工艺中，吸收的CO2以碳酸氢钾结晶的形式析出，晶浆解吸大幅降低了再生时水的参与度和再生能耗。但该工艺需要强制冷却或者蒸发结晶，也额外增加了一部分公用工程量，而且结晶颗粒也可能导致管道堵塞等一些工程问题。
为进一步降低公用工程量，我们研究开发了一种吸收CO2后富液能够自动萃取分层为液-液两相的CO2吸收剂，其中CO2在富相的再分配率达98％以上，贫相几乎不含CO2。富液分相浓缩过程无需冷却或升温蒸发，并且不会出现固体结晶物，降低了工艺操作难度。浓缩后的CO2富相进入再生塔进行解吸，减少了再生时的富液量，达到节能降耗的目的，而且工艺过程也易于实现吸收剂的在线纯化处理。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统，该系统可以实现富液自动萃取分层为液-液两相和CO2富相的单独再生，减少了进入再生塔的总液量，达到节能降耗的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段1-1、中部的洗涤段1-2和顶部的除沫段1-3组成，吸收塔1的底部CO2富液出口通过富液泵2与分相澄清器3的料液入口相连；分相澄清器3由料液导流管3-1、分相澄清室3-2、轻相收集室3-3和重相收集室3-4组成；轻相收集室3-3的出口分两路，一路直接与混合罐4的入口相连，另一路通过阀门5、溶液净化器6与混合罐4的入口相连；重相收集室3-4的出口通过富相泵7、贫富换热器8与再生塔9的入口相连；再生塔9底部的贫液出口通过贫液泵10、贫富换热器8与混合罐4的入口相连；混合罐4的底部溶液出口通过吸收液泵11与吸收段1-1上端的吸收液入口相连；再生塔9顶部的CO2再生气出口通过冷却器12与气液分离罐13的入口相连；与再生塔9配套的再沸器14设置在装置底部或内部。
所述的分相澄清器3由料液导流管3-1、分相澄清室3-2、轻相收集室3-3和重相收集室3-4组成，料液导流管3-1设置于分相澄清器3的一侧上方，轻相收集室3-3和重相收集室3-4的入口设置于整个分相澄清器3的中上部，并分别通过轻相堰、重相堰与分相澄清室3-2隔开。
由于本发明设计有分相澄清器3，因此通过CO2富液自驱动萃取可以分层为液-液两相，能够实现负载CO2的组分在富相中的浓缩和再分配，并输送至再生塔进行热再生，不含CO2的贫相不参与热再生，从而降低CO2再生过程中的富液量和水的参与度，达到节能降耗的目的。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见附图，一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段1-1、中部的洗涤段1-2和顶部的除沫段1-3组成，吸收塔1的底部CO2富液出口通过富液泵2与分相澄清器3的料液入口相连；分相澄清器3由料液导流管3-1、分相澄清室3-2、轻相收集室3-3和重相收集室3-4组成；轻相收集室3-3的出口分两路，一路直接与混合罐4的入口相连，另一路通过阀门5、溶液净化器6与混合罐4的入口相连；重相收集室3-4的出口通过富相泵7、贫富换热器8与再生塔9的入口相连；再生塔9底部的贫液出口通过贫液泵10、贫富换热器8与混合罐4的入口相连；混合罐4的底部溶液出口通过吸收液泵11与吸收段1-1上端的吸收液入口相连；再生塔9顶部的CO2再生气出口通过冷却器12与气液分离罐13的入口相连；与再生塔9配套的再沸器14设置在装置底部或内部。
所述的分相澄清器3由料液导流管3-1、分相澄清室3-2、轻相收集室3-3和重相收集室3-4组成，料液导流管3-1设置于分相澄清器3的一侧上方，轻相收集室3-3和重相收集室3-4的入口设置于整个分相澄清器3的中上部，并分别通过轻相堰、重相堰与分相澄清室3-2隔开。
本发明的工作原理如下：
含有CO2混合气由吸收塔1下部的气体进口输入吸收塔1内，与此同时来自混合罐4的吸收溶液由吸收段1-1上端的吸收溶液入口向塔内喷淋，CO2气体与吸收剂在塔内充分逆向接触而被吸收剂吸收。被吸收剂脱除CO2后的气体继续向上流动，通过洗涤段1-2和除沫段1-3后经吸收塔1顶部的气体出口直接排入大气。吸收CO2后的富液在吸收塔1底部通过富液泵2进入分相澄清器3的料液导流管3-1，之后在分相澄清室3-2内自动萃取分相实现CO2的再分配，不含CO2的贫相进入轻相收集室3-3，富含CO2的富相进入重相收集室3-4。来自轻相收集室3-3的贫相分两路，一路直接进入混合罐4，一路经过阀门5、溶液净化器6进入混合罐。溶液净化器6通过吸附或离子交换技术除去溶液中积累的杂质离子，达到纯化吸收溶剂的目的。来自重相收集室3-4的富相由富相泵7送至贫富换热器8，与来自再生塔9底部的热贫液换热升温后进入再生塔9进行热解吸。再沸器14提供富液再生所需的热量。含有部分水蒸气、吸收剂蒸气的CO2再生气由再生塔9顶部的气体出口流出，经过冷却器12冷却和气液分离罐13后成为高浓度CO2产品气，冷凝液返回再生塔9。脱除CO2后的贫液从再生塔9底部由贫液泵10引出，经过贫富换热器8换热后进入混合罐4，与来自分相澄清器3的贫相进行混合形成吸收溶液。吸收溶液由吸收液泵11送至吸收段1-1的上端吸收液入口而循环使用。

Claims (2)

1.一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的CO2捕集系统，包括吸收塔(1)，其特征在于，吸收塔(1)由底部的吸收段(1-1)、中部的洗涤段(1-2)和顶部的除沫段(1-3)组成；吸收塔(1)的底部CO2富液出口通过富液泵(2)与分相澄清器(3)的料液入口相连；分相澄清器(3)主要由料液导流管(3-1)、分相澄清室(3-2)、轻相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)组成；轻相收集室(3-3)的出口分两路，一路直接与混合罐(4)的入口相连，一路通过阀门(5)、溶液净化器(6)与混合罐(4)的入口相连；重相收集室(3-4)的出口通过富相泵(7)、贫富换热器(8)与再生塔(9)的入口相连；再生塔(9)底部的贫液出口通过贫液泵(10)、贫富换热器(8)与混合罐(4)的入口相连；混合罐(4)的底部溶液出口通过吸收液泵(11)与吸收段(1-1)上端的吸收液入口相连；再生塔(9)顶部的CO2再生气出口通过冷却器(12)与气液分离罐(13)的入口相连；与再生塔(9)配套的再沸器(14)设置在装置底部或内部。
2.根据权利要求1所述的分相澄清器(3)，其特征在于，分相澄清器(3)由料液导流管(3-1)、分相澄清室(3-2)、轻相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)组成，料液导流管(3-1)设置于分相澄清器(3)的一侧上方，轻相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)的入口设置于整个分相澄清器(3)的中上部，并分别通过轻相堰、重相堰与分相澄清室(3-2)隔开。
CN201510388809.0A 2015-07-03 2015-07-03 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统 Pending CN104958998A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510388809.0A CN104958998A (zh) 2015-07-03 2015-07-03 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510388809.0A CN104958998A (zh) 2015-07-03 2015-07-03 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104958998A true CN104958998A (zh) 2015-10-07

Family

ID=54213186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510388809.0A Pending CN104958998A (zh) 2015-07-03 2015-07-03 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104958998A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110420543A (zh) * 2019-08-20 2019-11-08 华中科技大学 一种用于反应相变捕集co2的装置
CN110960956A (zh) * 2019-12-02 2020-04-07 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的方法及系统
CN113101786A (zh) * 2021-05-10 2021-07-13 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于有机溶剂吸收-萃取再生循环的烟气二氧化碳捕集系统及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477419A (en) * 1983-03-03 1984-10-16 The Dow Chemical Company Process for the recovery of CO2 from flue gases
US20070264180A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-15 Pierre-Louis Carrette Method of deacidizing a gas by partly neutralized multiamines
US20100132551A1 (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Pierre-Antoine Bouillon Gas deacidizing method using an absorbent solution with demixing during regeneration
CN102186559A (zh) * 2008-10-13 2011-09-14 胡亮 气体混合物脱酸的方法和体系
CN102266680A (zh) * 2011-06-23 2011-12-07 江苏中源电力设备有限公司 一种油水分离器
CN102612402A (zh) * 2009-04-28 2012-07-25 胡亮 用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂
CN103043747A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 中国天辰工程有限公司 一种油水分离器
CN103979716A (zh) * 2014-05-22 2014-08-13 西安热工研究院有限公司 燃煤电站烟气co2捕集系统的胺液净化回用系统及方法
CN204400623U (zh) * 2014-12-25 2015-06-17 华能国际电力股份有限公司 一种稠浆型二氧化碳捕集装置
CN204952597U (zh) * 2015-07-03 2016-01-13 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477419A (en) * 1983-03-03 1984-10-16 The Dow Chemical Company Process for the recovery of CO2 from flue gases
US20070264180A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-15 Pierre-Louis Carrette Method of deacidizing a gas by partly neutralized multiamines
CN102186559A (zh) * 2008-10-13 2011-09-14 胡亮 气体混合物脱酸的方法和体系
US20100132551A1 (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Pierre-Antoine Bouillon Gas deacidizing method using an absorbent solution with demixing during regeneration
CN102612402A (zh) * 2009-04-28 2012-07-25 胡亮 用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂
CN102266680A (zh) * 2011-06-23 2011-12-07 江苏中源电力设备有限公司 一种油水分离器
CN103043747A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 中国天辰工程有限公司 一种油水分离器
CN103979716A (zh) * 2014-05-22 2014-08-13 西安热工研究院有限公司 燃煤电站烟气co2捕集系统的胺液净化回用系统及方法
CN204400623U (zh) * 2014-12-25 2015-06-17 华能国际电力股份有限公司 一种稠浆型二氧化碳捕集装置
CN204952597U (zh) * 2015-07-03 2016-01-13 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110420543A (zh) * 2019-08-20 2019-11-08 华中科技大学 一种用于反应相变捕集co2的装置
CN110960956A (zh) * 2019-12-02 2020-04-07 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的方法及系统
CN110960956B (zh) * 2019-12-02 2023-12-29 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的方法及系统
CN113101786A (zh) * 2021-05-10 2021-07-13 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于有机溶剂吸收-萃取再生循环的烟气二氧化碳捕集系统及方法
CN113101786B (zh) * 2021-05-10 2022-06-28 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于有机溶剂吸收-萃取再生循环的烟气二氧化碳捕集系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012357358B2 (en) Method for capturing carbon dioxide in power station flue gas and device therefor
CN201244430Y (zh) 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集装置
CN103203174B (zh) 一种捕集燃煤电厂烟气中so2和co2并生产化工产品的方法
AU2008297653B2 (en) Improved method for regeneration of absorbent
CN103463934B (zh) 一种从源气体中除去目标气体成分的方法和集成系统
CN102343201A (zh) 一种利用烟道气余热脱除其酸性气体的工艺
LU504005B1 (en) System and method for synchronous recovery of carbon dioxide and nitrogen gas from flue gas by chemical method and psa method
CN103463955B (zh) 一种从工业尾气中分离回收二氧化碳的工艺
CN101314102A (zh) 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置
CN104722177B (zh) 一种浓缩变换和电解再生的二氧化碳捕集系统
CN201135851Y (zh) 氨法脱除电站烟气中二氧化碳的系统
WO2012051879A1 (zh) 活性碳酸钠捕集烟气中二氧化碳的方法及其设备
CN202387354U (zh) 一种高效低能耗捕集电站烟气中二氧化碳的设备
CN103357250A (zh) 从气体混合物中收集二氧化碳和/或硫化氢的设施和过程
CN108404612A (zh) 一种富液多级换热型二氧化碳捕集系统及工艺
CN204952597U (zh) 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集装置
CN104958998A (zh) 一种富液自驱动萃取分相和撕裂再生的co2捕集系统
CN102151477B (zh) 烟道气二氧化碳捕集系统复合胺溶液旋流净化方法与装置
CN220443506U (zh) 一种耦合式二氧化碳捕集系统
CN204347000U (zh) 一种变工况稠浆型二氧化碳捕集工艺测试装置
CN107866134A (zh) 一种高效利用机组蒸汽的co2捕集液再生系统及方法
CN104043316B (zh) 一种与低温多效蒸馏技术耦合的二氧化碳捕集或分离系统
CN204400623U (zh) 一种稠浆型二氧化碳捕集装置
CN202666657U (zh) 从气体混合物中收集二氧化碳和/或硫化氢的设施
CN217220918U (zh) 烟气co2捕集与碳铵固化复合系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151007

RJ01 Rejection of invention patent application after publication