CN110756011B - 一种循环流化床强化氨法碳捕集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，包括：循环流化床，结晶分离器，氨水吸收器，氨碳分离器，解吸器，解吸溶液泵，混合储液罐，贫液泵等部件。混合储液罐中的浓氨水通过贫液泵与循环流化床气液分配器相连，烟气与氨水在循环流化床中充分接触后通过固液分离器将富液分离经过冷却器冷却后通入结晶分离器；结晶分离器下部液体出口连接氨水吸收器，用于吸收经过解吸器、碳氨分离器解吸分离后的液氨，重新生成氨水吸收剂；氨水吸收器出口连接混合储液罐，同时解吸器液体出口也连接混合储液罐。本发明的一种循环流化床强化氨法捕集装置利用循环流化床强化了二氧化碳的吸收，提高了吸收效率。

Description

一种循环流化床强化氨法碳捕集装置
技术领域
本发明涉及二氧化碳捕集与分离技术领域，具体涉及一种循环流化床强化氨法碳捕集装置。
背景技术
由于工业化的发展，化石燃料的大量燃烧，造成大气中以二氧化碳为主的温室气体过度排放，由此导致的全球气温升高越来越明显，控制二氧化碳的排放量是控制全球气温升高的重要手段和必要措施，在众多减排措施中，二氧化碳捕集封存技术无疑是有效降低二氧化碳排放的有效措施。众多二氧化碳捕集技术中燃烧后的烟气化学吸收方法是目前技术最成熟应用最广的技术，其中氨法碳捕集技术是化学吸收方法中代表性的技术之一。
然而氨具有高挥发性的固有缺陷，氨法碳捕集应用过程中的氨逃逸严重的限制了其推广应用。为了抑制氨逃逸，降低氨水浓度是确实有效的降低的氨的逃逸，但同时也降低了二氧化碳的吸收效率。
目前解决氨逃逸问题是推广氨法碳捕集技术的关键。本发明的循环流化床强化氨法碳捕集装置在提高二氧化碳吸收率的方面有了极大的改善，在氨水浓度较低的情况下仍然有较高的二氧化碳吸收效率，解决了因抑制逃逸而降低氨水浓度导致二氧化碳吸收效率降低的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，将烟气在循环流化床中与氨水充分接触吸收，极大提高了二氧化碳的吸收效率。
该循环流化床氨法碳捕集系统主要由循环流化床，冷却器，结晶分离器，氨水吸收器，氨碳分离器，解吸器，解吸溶液泵，混合储液罐，贫液泵等部件组成。
本发明采用如下技术方案：循环流化床设有上升管和下降管；上升管和下降管下部都设有气液分配器；气液分配器上有气体入口,；循环流化床顶部有固液分离器，固液分离器连通上升管和下降管；下降管中部有料斗；循环流化床中加有直径为1mm的石英砂固体颗粒。
所述混合储液罐通过贫液泵将氨水送入循环流化床底部气液分配器，同时烟气进入气液分配器，在循环流化床下部鼓风机的作用下烟气和浓氨水伴随着石英砂颗粒沿着上升管向上，最终富含二氧化碳的溶液在循环流化床上部固液分离器与石英砂颗粒分离，富液经冷却器后进入结晶分离器，而石英砂进入料斗，然后下降管下降至循环流化床底部继续参与循环；结晶分离器晶体出口连接解吸器，下部液体出口与氨水吸收器相连；解吸器上部气体出口与氨碳分离器相连，分离出来的液氨进入氨水吸收器，二氧化碳从上部二氧化碳出口排出后收集起来进行下一步操作；解吸塔下部液体出口和氨水吸收器出口都连接到混合储液罐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)此系统采用循环流化床吸收烟气二氧化碳，在石英砂的作用下增大气液接触面积，二氧化碳的吸收效率更高。
(2)此系统设备简单，动力装置少，减少电能消耗。
(3)采用此系统在提高二氧化碳吸收率的同时可以有效地降低氨的挥发。
附图说明
图1为本发明一种循环流化床强化氨法碳捕集系统装置结构示意图。
图中：1循环流化床，2冷却器，3结晶分离器，4氨水吸收器，5氨碳分离器，6解吸器，7解吸溶液泵，8混合储液罐，9贫液泵，10上升管，11气体入口，12下降管，13料斗，14固液分离器，15气液分配器，16固体颗粒，51二氧化碳出口
具体实施方法
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
如图1所示，本发明的一种循环流化床强化氨法碳捕集系统装置，包括循环流化床，冷却器，结晶分离器，氨水吸收器，氨碳分离器，解吸器，解吸溶液泵，混合储液罐，贫液泵等部件。
所述混合储液罐8通过贫液泵与循环流化床1下部气液分配器15相连，所述循环流化床1上部固液分离器14液体出口通过冷却器2与结晶分离器3相连，结晶分离器3下部液体出口与氨水吸收器4相连，晶体出口与解吸器6相连；解吸器6下部出口通过解吸溶液泵7与混合储液罐8入口相连，上部气体出口连接氨碳分离器5；氨碳分离器5将分离的二氧化碳从二氧化碳出口51排出，液体出口与氨水吸收器4相连；所述氨水吸收器4下部混合液体出口连接混合储液罐8。
具体的，在混合储液罐8中储存有氨浓度为30％的贫二氧化碳浓氨水，此氨水经贫液泵9输送至循环流化床1下部气液分配器15，同时烟气管道也接入气液分配器15的气体入口，在循环流化床上升管10中装有固体颗粒16，循环流化床下部鼓风机将固体颗粒吹起悬浮，同时氨水与烟气混合物进入上升管10，在固体颗粒的搅拌下烟气与氨水充分接触，二氧化碳被氨水吸收，上升管10中的悬浮混合物进入循环流化床1上部固液分离器14中，分离出来含高浓度二氧化碳的氨水溶液进入冷却器2冷却后进入结晶分离器3，而固体颗粒进入料斗13，最后从下降管12落到循环流化床1底部继续参与循环；所述结晶分离器2晶体出口连接解吸器6，液体出口与氨吸收器4相连；晶体经解吸塔6解吸后的氨和二氧化碳气体进入氨碳分离器5，在氨碳分离器5压缩液化的作用下氨气变成液氨进入氨水吸收器4被稀溶液吸收变成浓氨水，二氧化碳则从上部二氧化碳出口51出去进而进行下一步操作；氨水吸收器4中的浓氨水进入混合储液罐8与从解吸塔6中出来的液体混合，最后的混合液为二氧化碳含量15％-25％的贫二氧化碳氨水溶液，经贫液泵7进入循环流化床1继续参与二氧化碳吸收。
所述循环流化床中的固体颗粒为直径1mm的石英砂，增大烟气与氨水的接触面积，使得二氧化碳被氨水充分吸收。
本系统中的氨碳分离器内设有冷凝装置，其操作冷凝温度下氨对应的饱和压力，以实现氨的完全液化分离。
综上，本发明系统装置可以实现二氧化碳的充分吸收，提高二氧化碳的吸收效率，在氨水浓度较低的情况下也能有较高的二氧化碳吸收率。
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，包括：循环流化床，冷却器，结晶分离器，氨水吸收器，氨碳分离器，解吸器，解吸溶液泵，混合储液罐，贫液泵等部件，其特征在于，循环流化床(1)设有上升管(10)，下降管(12)；上升管(10)和下降管(12)下部都设有气液分配器(15)；气液分配器(15)上有气体入口(11)；循环流化床(1)顶部有固液分离器(14)，固液分离器(14)连通上升管(10)和下降管(12)；下降中部有料斗(13)；循环流化床有直径为1mm的固体颗粒(16)；循环流化床(1)上部固液分离器(14)液体出口与冷却器(2)入口相连，冷却器(2)出口与结晶分离器相连入口相连，下部气液分配器(15)气体入口(11)连接烟气管道，液体入口通过贫液泵(9)与混合储液罐(8)出口相连；结晶分离器(3)下部液体出口与氨水吸收器(4)相连，晶体出口解吸器(6)相连；解吸器(6)下部出口通过解吸溶液泵(7)与混合储液罐(8)入口相连，上部气体出口连接氨碳分离器(5)；氨碳分离器(5)将分离的二氧化碳从二氧化碳出口(51)排出，液体出口与氨水吸收器(4)相连；所述氨水吸收器(4)下部混合液体出口连接混合储液罐(8)；
采用该装置进行强化氨法碳捕集的方法具体为：在混合储液罐(8)中储存有氨浓度为30％的贫二氧化碳浓氨水，此氨水经贫液泵(9)输送至循环流化床(1)下部气液分配器(15)，同时烟气管道也接入气液分配器(15)的气体入口，在循环流化床上升管(10)中装有固体颗粒(16)，循环流化床下部鼓风机将固体颗粒吹起悬浮，同时氨水与烟气混合物进入上升管(10)，在固体颗粒的搅拌下烟气与氨水充分接触，二氧化碳被氨水吸收，上升管(10)中的悬浮混合物进入循环流化床(1)上部固液分离器(14)中，分离出来含高浓度二氧化碳的氨水溶液进入冷却器(2)冷却后进入结晶分离器(3)，而固体颗粒进入料斗(13)，最后从下降管(12)落到循环流化床(1)底部继续参与循环；所述结晶分离器(2)晶体出口连接解吸器(6)，液体出口与氨水吸收器(4)相连；晶体经解吸塔(6)解吸后的氨和二氧化碳气体进入氨碳分离器(5)，在氨碳分离器(5)压缩液化的作用下氨气变成液氨进入氨水吸收器(4)被稀溶液吸收变成浓氨水，二氧化碳则从上部二氧化碳出口(51)出去进而进行下一步操作；氨水吸收器(4)中的浓氨水进入混合储液罐(8)与从解吸塔(6)中出来的液体混合，最后的混合液为二氧化碳含量15％-25％的贫二氧化碳氨水溶液，经贫液泵(7)进入循环流化床(1)继续参与二氧化碳吸收。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，其特征在于，循环流化床上升管、下降管中有直径1mm的石英砂，增大气液接触面积，使二氧化碳被氨水充分吸收。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，其特征在于，循环流化床下部设有气液分配器，气液分配器上接有烟气入口和液体入口。
4.根据权利要求1所述的一种循环流化床强化氨法碳捕集装置，其特征在于，循环流化床出口设有喷淋装置，用来吸收逃逸氨。
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