CN113230832A - 一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 - Google Patents
一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113230832A CN113230832A CN202110584058.5A CN202110584058A CN113230832A CN 113230832 A CN113230832 A CN 113230832A CN 202110584058 A CN202110584058 A CN 202110584058A CN 113230832 A CN113230832 A CN 113230832A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tower
- temperature section
- absorption tower
- regeneration
- water washing
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1406—Multiple stage absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1412—Controlling the absorption process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1418—Recovery of products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1475—Removing carbon dioxide
-
- 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
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Abstract
本发明涉及低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,包括吸收塔、贫富液换热器、再生塔和水洗塔;吸收塔自下而上分为吸收塔低温段和吸收塔高温段,吸收塔下部设有吸收塔烟气进口,吸收塔顶部的吸收塔烟气出口连接至水洗塔的烟气入口;吸收塔底部的富液出口分为两路,一路通过贫富液换热器连接至再生塔高温段吸收剂进口,另一路直接连接至再生塔低温段的吸收剂进口;再生塔自上而下分为再生塔低温段和再生塔高温段,再生塔底部的贫液出口分为三路。本发明的有益效果是:本发明采用水洗塔维持系统水平衡的同时,利用吸收塔高温段,提高有机胺在水洗塔内的回收率,降低了挥发性有机胺排放水平。
Description
技术领域
本发明属于烟气CO2捕集技术领域,具体涉及一种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统及方法。
背景技术
当前我国碳中和目标下,亟需发展大规模碳捕集技术,尤其是针对我国现阶段最大固定CO2排放源—燃煤电厂烟气及工业烟气。现有CO2捕集技术包括化学吸收法、固体吸附法、膜分离等,其中化学吸收法是目前唯一可大规模捕集烟气CO2的技术路线。
呈弱碱性的有机胺溶液是化学吸收技术最成熟的CO2吸收剂,如质量浓度为20%-30%的乙醇胺(MEA)水溶液,已应用于百万吨级/年燃煤电厂烟气CO2捕集工程装置。根据该技术工艺,有机胺吸收剂在吸收塔内(约40℃)吸收CO2后,富液经贫富液换热器升温后,送去再生塔(约100-120℃)加热解吸CO2,再生后的吸收剂经贫富液换热器后,送回吸收塔吸收CO2。有机胺吸收剂的水含量高达70%-80%,再生过程中需消耗大量热用于水的蒸发和升温,导致工艺的运行能耗高。
近年来,国内外研究学者提出了多种低能耗CO2捕集工艺和系统。Cousins等(DOI:10.1016/j.cherd.2011.02.008)提出再生塔底部排出的热贫液低压闪蒸-再压缩工艺,再沸器热负荷可降低19%。Le Moullec等(DOI:10.1016/j.ijggc.2014.09.024)提出吸收塔中间设置级间冷却器装置,降低吸收塔温度,提高吸收剂的CO2吸收容量,从而降低吸收剂循环流量,降低系统运行能耗。中国发明专利(CN111715033A)公开了吸收塔与高压再生塔、常压再生塔结合的CO2捕集系统,通过高压再生、常压再生结合,提高CO2解吸量。但以上系统需增加额外的闪蒸罐(真空)、压缩机、冷却器、升降压装置等,也会产生额外的电能消耗。中国发明专利(CN104958998A)公开了富液分相和撕裂再生的CO2捕集系统,吸收剂吸收CO2后分相,CO2富相送去再生,CO2稀相与再生后的CO2富相重新混合后送回吸收塔吸收CO2。该系统能够大幅降低再生塔运行的再生能耗,但该系统仅适用于自发分相的两相吸收剂。
有机胺溶液的CO2吸收速率慢,吸收塔、换热器等设备尺寸较大,系统投资成本较高。中国发明专利(CN108187455A)公开了基于两相吸收剂的烟气CO2捕集系统,吸收塔底部设置分相器,重相送去再生塔,轻相送回吸收塔。该系统降低了吸收塔的塔高,从而降低吸收塔投资成本,但系统仅适用于CO2吸收过程能自发分相的两相吸收剂。
另一方面,在CO2捕集工艺中,由于有机胺具有挥发性,易随烟气排出,导致吸收剂成本增加,还会形成气溶胶等污染物,导致严重的环境污染。尤其是目前开发的新型吸收剂,如DEEA/MAPA两相吸收剂(DOI:10.1016/j.ijggc.2021.103257)、MEA/NMP(DOI:10.1016/j.ces.2018.02.026)等的挥发性是常规MEA吸收剂的10-100倍,因此需要格外关注CO2捕集系统的污染物排放与控制技术。中国发明专利(CN111203086A)公开了CO2捕集系统的污染物控制单元,通过串联设置水平衡装置和二级水洗装置,降低污染物排放,但该系统的二级水洗装置导致投资成本增加,水耗增加,且挥发的气相污染物转移至液相污染物,根本上未实现污染物控制。
综上所述,亟待开发一种低成本、有效的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统及方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统及方法。
这种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,包括吸收塔、贫富液换热器、再生塔和水洗塔;吸收塔自下而上分为吸收塔低温段和吸收塔高温段,吸收塔下部设有吸收塔烟气进口,吸收塔顶部的吸收塔烟气出口连接至水洗塔的烟气入口;吸收塔底部的富液出口分为两路,一路通过贫富液换热器连接至再生塔高温段吸收剂进口,另一路直接连接至再生塔低温段的吸收剂进口;再生塔自上而下分为再生塔低温段和再生塔高温段,再生塔底部的贫液出口分为三路,第一路通过贫富液换热器连接至吸收塔低温段吸收剂进口,第二路直接连接至吸收塔高温段吸收剂进口,第三路连接至再沸器进口;水洗塔下部的循环水洗液出口分为两路,一路通过冷却器连接至水洗塔上部的循环水洗液进口,另一路连接至吸收塔高温段吸收剂进口;再生塔顶部依次连接至冷凝器和压缩机。
作为优选:所述的吸收塔的上部设有吸收塔高温段的吸收剂进口,吸收塔的中部设有吸收塔低温段的吸收剂进口;吸收塔高温段占总塔高比例范围为:0%-50%;吸收塔上部和中部的吸收剂进口处均设置液体分布器;吸收塔为填料塔。
作为优选:所述的再生塔的上部设有再生塔低温段的吸收剂进口,再生塔的中部设有再生塔高温段的吸收剂进口;再生塔低温段占总塔高的比例范围为:0-30%;再生塔上部和中部的吸收剂进口处均设置液体分布器;再生塔低温段为填料塔,再生塔高温段为填料塔、板式塔或空塔结构;所述的再沸器出口与再生塔的下部连接,再沸器采用降膜再沸器或热虹吸式再沸器。
作为优选:所述的贫富液换热器的冷侧进口为富液主流,对应出口与再生塔高温段的吸收剂进口连接;贫富液换热器的热侧进口为热贫液主流,对应出口与吸收塔低温段的吸收剂进口连接;贫富液换热器采用管壳式换热器或板式换热器,换热温差范围为5-15℃。
作为优选:所述的水洗塔下部设有烟气进口,与吸收塔烟气出口连接,水洗塔顶部设有烟气排口,水洗塔上部设有循环水洗液进口,水洗塔下部设有循环水洗液出口;水洗塔采用填料塔、板式塔或空塔结构;水洗塔上部的循环水洗液进口处设置液体分布器。
这种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,包括以下步骤:
S1、烟气依次经过吸收塔低温段、吸收塔高温段和水洗塔后排空,水洗塔设置循环水洗液对烟气进行循环水洗;
S2、有机胺吸收剂在吸收塔内吸收CO2,从吸收塔塔底排出的吸收塔出口富液分为富液主流和富液分流,富液主流经贫富液换热器升温后送入再生塔高温段,富液分流直接送入再生塔低温段;
S3、富液在再生塔内解吸CO2,从再生塔塔底排出的再生塔出口贫液分为热贫液主流和热贫液分流,热贫液主流经贫富液换热器送入吸收塔低温段,热贫液分流直接送入吸收塔高温段;
S4、再生塔下部的再沸器对塔体进行升温加热;再生塔的顶部将解吸的再生气冷凝和压缩,冷凝水回收后送回再生塔的上部。
作为优选:步骤S1中,水洗塔下部出口的循环水洗液分为两股,一股循环水洗液经过冷却器冷却后送回水洗塔上部进口,另一股循环水洗液分流与热贫液分流混合后,送入吸收塔高温段的吸收剂进口。
作为优选:步骤S2中,吸收剂自上而下在吸收塔内与烟气逆流接触,从塔底排出吸收了CO2的吸收剂富液;吸收塔低温段的温度范围为:20-50℃;吸收塔高温段的温度范围为:50-80℃;富液主流占吸收塔出口富液的质量百分比范围为:60%-100%。
作为优选:步骤S3中,再生塔低温段的温度范围为:70-100℃;再生塔高温段的温度范围为:100-150℃;热贫液主流占再生塔出口贫液的质量百分比范围为:90%-100%。
作为优选:步骤S4中,再沸器的热源来自于高温蒸汽,再沸器进口为再生塔塔底排出的部分贫液,再沸器出口与再生塔的下部连接,贫液经再沸器后产生蒸汽,吹扫再生塔,维持温度。
本发明的有益效果是:
1、本发明采用水洗塔维持系统水平衡的同时,利用吸收塔高温段,提高有机胺在水洗塔内的回收率,降低了挥发性有机胺排放水平。
2、本发明采用热贫液分流加热吸收塔高温段,提高温度有利于提高吸收剂的CO2吸收速率(尤其是针对吸收塔上段CO2分压较低的情形)。
3、本发明利用再生塔低温段,降低塔顶再生气温度,减少水蒸发潜热,有利于降低能耗。
4、本发明采用贫、富液分流,降低流经贫富液换热器的吸收剂流量,从而降低了换热器的热负荷,有利于降低换热器成本。
附图说明
图1为低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工艺流程示意图;
图2为不同吸收塔出口温度下水洗塔回收冷凝水量与MEA排放水平示意图。
附图标记说明:1—烟气;101—吸收塔烟气进口;102—吸收塔烟气出口;103—烟气排口;2—吸收塔;201—吸收塔低温段;202—吸收塔高温段;3—吸收塔出口富液;301—富液主流;302—富液分流;4—贫富液换热器;401—热富液;402—冷贫液;5—再生塔;501—再生塔低温段;502—再生塔高温段;503—再沸器;6—再生塔出口贫液;601—热贫液主流;602—热贫液分流;7—再生气;8—冷凝器;801—纯CO2;802—冷凝水;9—压缩机;901—加压纯CO2;10—水洗塔;1001—循环水洗液进口;1002—循环水洗液出口;1003—循环水洗液分流;11—冷却器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
本发明设计吸收塔高、低温段和一级水洗塔,采用热贫液分流工艺,通过水洗塔实现系统水平衡的同时,降低系统挥发性有机污染物排放水平。结合冷富液分流设置,降低再生塔顶部再生气的温度,有利于降低汽化潜热,降低系统运行能耗。同时,分流工艺使得贫富液换热器的热负荷降低,有利于降低系统投资成本。
实施例一
本申请实施例一提供一种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,包括吸收塔2、贫富液换热器4、再生塔5和水洗塔10;吸收塔2自下而上分为吸收塔低温段201和吸收塔高温段202,吸收塔2下部设有吸收塔烟气进口101,吸收塔2顶部的吸收塔烟气出口102连接至水洗塔10的烟气入口;吸收塔2底部的富液出口分为两路,一路通过贫富液换热器4连接至再生塔高温段502吸收剂进口,另一路直接连接至再生塔低温段501的吸收剂进口;再生塔5自上而下分为再生塔低温段501和再生塔高温段502,再生塔5底部的贫液出口分为三路,第一路通过贫富液换热器4连接至吸收塔低温段201吸收剂进口,第二路直接连接至吸收塔高温段202吸收剂进口,第三路连接至再沸器503进口;水洗塔10下部的循环水洗液出口1002分为两路,一路通过冷却器11连接至水洗塔10上部的循环水洗液进口1001,另一路连接至吸收塔高温段202吸收剂进口;再生塔5顶部依次连接至冷凝器8和压缩机9。
实施例二
在实施例一的基础上,本申请实施例二提供一种更具体的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,各部件具体结构如下:
所述的吸收塔,自下而上分为低温段、高温段,塔的上部和中部设有吸收剂进口,分别对应吸收塔高温段、低温段吸收剂的进口;吸收剂自上而下,在塔内与烟气逆流接触,从塔底排出吸收了CO2的吸收剂富液;从吸收塔塔底排出的富液分为富液主流和富液分流,富液主流送入贫富液换热器的冷侧进口,富液分流直接送去再生塔低温段。
其中,吸收塔高温段占总塔高比例范围为:0%-50%;吸收塔的低温段的温度范围为:20-50℃;吸收塔的高温段的温度范围为:50-80℃;富液主流占吸收塔塔底排出的富液的质量百分比范围为:60%-100%;吸收塔上部和中部的吸收剂进口处,设置液体分布器;吸收塔为填料塔。
所述的再生塔,自上而下分为低温段、高温段,塔的上部、中部设有吸收剂富液进口,分别对应再生塔的低温段、高温段吸收剂富液进口;吸收剂富液在再生塔内解吸CO2后,从塔底排出热贫液;从再生塔塔底排出的热贫液分为热贫液主流和热贫液分流,热贫液主流送去贫富液换热器进口,热贫液分流直接送去吸收塔高温段。
其中,再生塔低温段占总塔高的比例范围为:0-30%;再生塔的低温段的温度范围为:70-100℃;再生塔的高温段的温度范围为:100-150℃;热贫液主流占再生塔塔底排出的热贫液的质量百分比范围为:90%-100%;再生塔上、中部的吸收剂进口处,设液体分布器;再生塔低温段为填料塔,高温段可选填料塔、板式塔或空塔结构。
所述的再生塔的下部设有再沸器,对塔体进行升温加热;再生塔的顶部将解吸的再生气冷凝、压缩,冷凝水回收后送回再生塔的上部。
其中,所述再沸器的热源来自于高温蒸汽,再沸器进口为再生塔塔底排出的部分吸收剂贫液,出口与再生塔的下部连接,吸收剂贫液经再沸器后产生蒸汽,吹扫再生塔,维持温度;再沸器可选降膜再沸器或热虹吸式再沸器。
所述的贫富液换热器:冷侧进口为富液主流,对应出口与再生塔高温段进口连接;热侧进口为热贫液主流,对应出口与吸收塔低温段进口连接。
其中,贫富液换热器可选管壳式或板式换热器,换热温差范围为5-15℃。
所述的水洗塔下部设有烟气进口,与吸收塔高温段出口烟气连接,顶部设有烟气排口,上部设有循环水洗液进口,下部设有循环水洗液出口;通过控制水洗塔出口烟气的温度,维持与CO2捕集系统进口烟气的水平衡。
其中,水洗塔下部出口的循环水洗液分为两股,一股循环水洗液经过冷却器冷却后送回水洗塔上部进口,另一股循环水洗液与热贫液分流混合后,送入吸收塔高温段吸收剂进口;循环水洗液为稀释的有机胺溶液;通过控制水洗塔的温度维持系统水平衡,水洗塔温度由进口烟气温度、进口烟气CO2浓度等决定,具体可参照实施例五;水洗塔可选填料塔、板式塔或空塔结构;水洗塔上部循环水洗液进口处,设液体分布器。
实施例三
本申请实施例三提供一种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,包括以下步骤:
S1、烟气依次经过吸收塔低温段201、吸收塔高温段202和水洗塔10后排空,水洗塔10设置循环水洗液对烟气进行循环水洗;
S2、有机胺吸收剂在吸收塔2内吸收CO2,从吸收塔2塔底排出的吸收塔出口富液3分为富液主流301和富液分流302,富液主流301经贫富液换热器4升温后送入再生塔高温段502,富液分流302直接送入再生塔低温段501;
S3、富液在再生塔5内解吸CO2,从再生塔5塔底排出的再生塔出口贫液6分为热贫液主流601和热贫液分流602,热贫液主流601经贫富液换热器4送入吸收塔低温段201,热贫液分流602直接送入吸收塔高温段202;
S4、再生塔5下部的再沸器503对塔体进行升温加热;再生塔5的顶部将解吸的再生气冷凝和压缩,冷凝水802回收后送回再生塔5的上部。
实施例四
烟气温度40℃,处于湿饱和状态(水的含量约7%,7.4kPa),烟气中CO2浓度为12.0%,吸收剂采用30%MEA,贫液负荷为0.25mol/mol,吸收塔内CO2捕集率为90%。结合Aspen Plus流程模拟软件和吸收剂的挥发平衡数据,对MEA吸收剂系统的胺排放进行评估。
热贫液分流的质量百分比为0时,即无热贫液分流,吸收塔(高温段)出口约55℃。此时,吸收塔出口烟气中水分浓度约18%(18.4kPa),烟气带走的水分为203kg/tCO2,评估MEA排放浓度约355mg/m3。水洗塔温度控制在40.9℃(7.7kPa),可回收烟气中的水分,维持系统水平衡,经水洗塔后排出的烟气中MEA浓度约4.98mg/m3。
当热贫液分流(温度105℃)占热贫液总流量的百分比为3%时,吸收塔(高温段)出口约65℃。此时,水洗塔温度控制在40.9℃(水洗塔温度控制系统水平衡方法见实施例五),仍可维持系统水平衡,经水洗塔后排出的烟气中MEA浓度降低至2.73mg/m3。
提高热贫液分流的比例,可进一步降低MEA排放水平。如图2为不同吸收塔出口温度下,水洗塔的冷凝水回收量与MEA排放水平。由图2看出,吸收塔温度升高,MEA排放浓度下降,但会造成水洗塔处理量增大,水洗塔设备尺寸增大。推荐吸收塔出口温度50-80℃。
实施例五
以30%MEA吸收剂为例,吸收剂的贫液负荷为0.25mol/mol,表1为在不同工况条件下(吸收塔进口烟气温度、吸收塔进口烟气中CO2浓度、吸收塔的CO2捕集率、吸收塔出口烟气温度),维持系统水平衡时,水洗塔的温度、水洗塔内冷凝水回收量、胺排放、循环水洗液的胺浓度结果。
表1不同烟气工况条件下,本发明水洗塔运行参数及结果
影响系统水平衡与胺排放的主要因素有:吸收塔进口烟气温度、吸收塔出口烟气温度和吸收塔进口烟气中CO2浓度。烟气温度越高,维持水平衡时的水洗塔温度越高,水洗塔内回收的水量越少,胺回收效果越差,胺排放水平越高;吸收塔出口温度对维持水平衡时的水洗塔温度无影响,吸收塔出口温度越高,水洗塔内回收的水量越多,胺回收效果越好,胺排放水平越低;烟气CO2浓度越高,维持水平衡时的水洗塔温度越高,水洗塔内回收的水量越少,胺回收效果越差,胺排放水平越高。吸收塔内CO2捕集率对维持水平衡时的水洗塔温度、胺排放水平影响较小。
本发明利用吸收塔高温段,提高有机胺在水洗塔内的回收率,降低挥发性有机胺排放水平;吸收塔高温段CO2分压较低,提高温度有利于提高吸收剂的CO2吸收速率;利用再生塔低温段,降低塔顶再生气温度,减少水蒸发潜热,有利于降低能耗;采用贫、富液分流工艺,降低流经贫富液换热器的吸收剂流量,降低了换热器的热负荷,有利于降低换热器成本。
Claims (10)
1.一种低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,其特征在于:包括吸收塔(2)、贫富液换热器(4)、再生塔(5)和水洗塔(10);吸收塔(2)自下而上分为吸收塔低温段(201)和吸收塔高温段(202),吸收塔(2)下部设有吸收塔烟气进口(101),吸收塔(2)顶部的吸收塔烟气出口(102)连接至水洗塔(10)的烟气入口;吸收塔(2)底部的富液出口分为两路,一路通过贫富液换热器(4)连接至再生塔高温段(502)吸收剂进口,另一路直接连接至再生塔低温段(501)的吸收剂进口;再生塔(5)自上而下分为再生塔低温段(501)和再生塔高温段(502),再生塔(5)底部的贫液出口分为三路,第一路通过贫富液换热器(4)连接至吸收塔低温段(201)吸收剂进口,第二路直接连接至吸收塔高温段(202)吸收剂进口,第三路连接至再沸器(503)进口;水洗塔(10)下部的循环水洗液出口(1002)分为两路,一路通过冷却器(11)连接至水洗塔(10)上部的循环水洗液进口(1001),另一路连接至吸收塔高温段(202)吸收剂进口;再生塔(5)顶部依次连接至冷凝器(8)和压缩机(9)。
2.根据权利要求1所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,其特征在于:所述的吸收塔(2)的上部设有吸收塔高温段(202)的吸收剂进口,吸收塔(2)的中部设有吸收塔低温段(201)的吸收剂进口;吸收塔高温段占总塔高比例范围为:0%-50%;吸收塔(2)上部和中部的吸收剂进口处均设置液体分布器;吸收塔(2)为填料塔。
3.根据权利要求1所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,其特征在于:所述的再生塔(5)的上部设有再生塔低温段(501)的吸收剂进口,再生塔(5)的中部设有再生塔高温段(502)的吸收剂进口;再生塔低温段占总塔高的比例范围为:0-30%;再生塔(5)上部和中部的吸收剂进口处均设置液体分布器;再生塔低温段为填料塔,再生塔高温段为填料塔、板式塔或空塔结构;所述的再沸器(503)出口与再生塔(5)的下部连接,再沸器采用降膜再沸器或热虹吸式再沸器。
4.根据权利要求1所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,其特征在于:所述的贫富液换热器(4)的冷侧进口为富液主流(301),对应出口与再生塔高温段(502)的吸收剂进口连接;贫富液换热器(4)的热侧进口为热贫液主流(601),对应出口与吸收塔低温段(201)的吸收剂进口连接;贫富液换热器采用管壳式换热器或板式换热器,换热温差范围为5-15℃。
5.根据权利要求1所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统,其特征在于:所述的水洗塔(10)下部设有烟气进口,与吸收塔烟气出口(102)连接,水洗塔(10)顶部设有烟气排口(103),水洗塔(10)上部设有循环水洗液进口(1001),水洗塔(10)下部设有循环水洗液出口(1002);水洗塔采用填料塔、板式塔或空塔结构;水洗塔上部的循环水洗液进口(1001)处设置液体分布器。
6.一种如权利要求1所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、烟气依次经过吸收塔低温段(201)、吸收塔高温段(202)和水洗塔(10)后排空,水洗塔(10)设置循环水洗液对烟气进行循环水洗;
S2、有机胺吸收剂在吸收塔(2)内吸收CO2,从吸收塔(2)塔底排出的吸收塔出口富液(3)分为富液主流(301)和富液分流(302),富液主流(301)经贫富液换热器(4)升温后送入再生塔高温段(502),富液分流(302)直接送入再生塔低温段(501);
S3、富液在再生塔(5)内解吸CO2,从再生塔(5)塔底排出的再生塔出口贫液(6)分为热贫液主流(601)和热贫液分流(602),热贫液主流(601)经贫富液换热器(4)送入吸收塔低温段(201),热贫液分流(602)直接送入吸收塔高温段(202);
S4、再生塔(5)下部的再沸器(503)对塔体进行升温加热;再生塔(5)的顶部将解吸的再生气冷凝和压缩,冷凝水(802)回收后送回再生塔(5)的上部。
7.根据权利要求6所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,其特征在于:步骤S1中,水洗塔下部出口的循环水洗液分为两股,一股循环水洗液经过冷却器(11)冷却后送回水洗塔上部进口,另一股循环水洗液分流(1003)与热贫液分流(602)混合后,送入吸收塔高温段的吸收剂进口。
8.根据权利要求6所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,其特征在于:步骤S2中,吸收剂自上而下在吸收塔(2)内与烟气逆流接触,从塔底排出吸收了CO2的吸收剂富液;吸收塔低温段的温度范围为:20-50℃;吸收塔高温段的温度范围为:50-80℃;富液主流(301)占吸收塔出口富液(3)的质量百分比范围为:60%-100%。
9.根据权利要求6所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,其特征在于:步骤S3中,再生塔低温段的温度范围为:70-100℃;再生塔高温段的温度范围为:100-150℃;热贫液主流(601)占再生塔出口贫液(6)的质量百分比范围为:90%-100%。
10.根据权利要求6所述的低挥发性有机污染物排放的CO2捕集系统的工作方法,其特征在于:步骤S4中,再沸器(503)的热源来自于高温蒸汽,再沸器进口为再生塔(5)塔底排出的部分贫液,再沸器出口与再生塔(503)的下部连接,贫液经再沸器后产生蒸汽,吹扫再生塔,维持温度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110584058.5A CN113230832B (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110584058.5A CN113230832B (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113230832A true CN113230832A (zh) | 2021-08-10 |
CN113230832B CN113230832B (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=77139124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110584058.5A Active CN113230832B (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113230832B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113842752A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-28 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 解吸烟气中co2的系统及船舶 |
CN114405218A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-04-29 | 中国矿业大学 | 一种低分压废气co2捕集与提纯精制工艺 |
CN115212708A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 碳索(杭州)能源环境科技有限公司 | 低成本的有机胺法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法 |
CN115245728A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-10-28 | 上海蓝景膜技术工程有限公司 | 一种燃烧后尾气碳捕捉的装置及其应用 |
CN116036838A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-05-02 | 江苏科技大学 | 一种二氧化碳捕集系统及捕集方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1255201A (en) * | 1968-03-22 | 1971-12-01 | Homer Edwin Benson | Improvements in or relating to separation of co2 and h2s from gas mixtures |
CN1197763A (zh) * | 1998-04-10 | 1998-11-04 | 刘金成 | 合成氨或制氢过程的二氧化碳脱除工艺 |
WO2008156084A1 (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Co2又はh2s除去システム、co2又はh2s除去方法 |
US20120118162A1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Carbon dioxide recovery apparatus and carbon dioxide recovery method |
CN203803335U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-09-03 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种多级分流再生的二氧化碳捕集系统 |
CN105381686A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 联邦科学及工业研究组织 | 用于吸收酸气体的吸收剂溶液和用于吸收酸气体的方法 |
CN105664674A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-15 | 株式会社东芝 | 二氧化碳回收系统及其运转方法 |
CN106362551A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-02-01 | 四川大学 | 一种烟气二氧化碳捕集系统与工艺 |
CN108187455A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-22 | 浙江大学 | 一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统 |
-
2021
- 2021-05-27 CN CN202110584058.5A patent/CN113230832B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1255201A (en) * | 1968-03-22 | 1971-12-01 | Homer Edwin Benson | Improvements in or relating to separation of co2 and h2s from gas mixtures |
CN1197763A (zh) * | 1998-04-10 | 1998-11-04 | 刘金成 | 合成氨或制氢过程的二氧化碳脱除工艺 |
WO2008156084A1 (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Co2又はh2s除去システム、co2又はh2s除去方法 |
US20120118162A1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Carbon dioxide recovery apparatus and carbon dioxide recovery method |
CN203803335U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-09-03 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种多级分流再生的二氧化碳捕集系统 |
CN105381686A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 联邦科学及工业研究组织 | 用于吸收酸气体的吸收剂溶液和用于吸收酸气体的方法 |
CN105664674A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-15 | 株式会社东芝 | 二氧化碳回收系统及其运转方法 |
CN106362551A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-02-01 | 四川大学 | 一种烟气二氧化碳捕集系统与工艺 |
CN108187455A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-22 | 浙江大学 | 一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115245728A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-10-28 | 上海蓝景膜技术工程有限公司 | 一种燃烧后尾气碳捕捉的装置及其应用 |
CN113842752A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-28 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 解吸烟气中co2的系统及船舶 |
CN114405218A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-04-29 | 中国矿业大学 | 一种低分压废气co2捕集与提纯精制工艺 |
CN115212708A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 碳索(杭州)能源环境科技有限公司 | 低成本的有机胺法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法 |
CN116036838A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-05-02 | 江苏科技大学 | 一种二氧化碳捕集系统及捕集方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113230832B (zh) | 2022-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113230832B (zh) | 一种低挥发性有机污染物排放的co2捕集系统及方法 | |
CN108187455B (zh) | 一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统 | |
CN216935390U (zh) | 一种用于余热回收的高温热风炉烟气二氧化碳捕集系统 | |
CN212166984U (zh) | Co2捕集系统 | |
CN114210176A (zh) | 一种耦合热回收的二氧化碳捕捉工艺、仿真方法 | |
CN202387354U (zh) | 一种高效低能耗捕集电站烟气中二氧化碳的设备 | |
CN113521966A (zh) | 基于传质-反应调控的分区多级循环co2捕集浓缩方法 | |
CN113101786B (zh) | 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 | |
CN114405246B (zh) | 一种适用于低分压co2捕集纯化的节能工艺 | |
CN106582200A (zh) | 一种利用中间抽汽的变温吸附电厂烟气碳捕集系统 | |
CN105749728B (zh) | 二氧化碳的捕集方法及装置 | |
CN211585925U (zh) | 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的吸收系统 | |
CN106693614B (zh) | 氨-水第二类吸收式热泵驱动的紧凑型氨法碳捕集系统 | |
CN117205720A (zh) | 一种锅炉尾气余热利用与二氧化碳捕集系统耦合的工艺 | |
CN112774401A (zh) | 一种新型烟气co2捕集系统再生工艺 | |
CN107754568B (zh) | 一种低能耗烟气捕集回收二氧化碳的装置及气体回收工艺 | |
CN114405258B (zh) | 一种适用于低分压co2捕集纯化的吸收体系 | |
CN217526998U (zh) | 二氧化碳捕集系统 | |
CN109912376A (zh) | 一种含VOCs尾气的环保回收分离工艺及装置 | |
CN115445423A (zh) | 氨法脱碳装置及其运行方法 | |
CN211688249U (zh) | 一种针对大型化燃烧前co2捕集系统 | |
CN111153383A (zh) | 一种针对大型化燃烧前co2捕集系统 | |
CN220214443U (zh) | 一种烟气中二氧化碳捕集系统 | |
CN218944704U (zh) | 两级吸收解吸装置 | |
CN217568099U (zh) | 一种高效的氮气脱附溶剂回收净化设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |