CN113877365A - Co2捕集系统及工艺 - Google Patents

Co2捕集系统及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113877365A
CN113877365A CN202010631070.2A CN202010631070A CN113877365A CN 113877365 A CN113877365 A CN 113877365A CN 202010631070 A CN202010631070 A CN 202010631070A CN 113877365 A CN113877365 A CN 113877365A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchange
pipeline
rich liquid
heat
enters
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
CN202010631070.2A
Other languages
English (en)
Inventor
陆诗建
李清方
王智
刘建武
张新军
刘海丽
王翀
范振宁
史林青
江克金
陈宏福
毛彦辉
陆胤君
于惠娟
刘海燕
柳亭
闫广宏
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.)
China Petrochemical Corp
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Petroleum Engineering Corp
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 Sinopec Oilfield Service Corp, Sinopec Petroleum Engineering Corp filed Critical Sinopec Oilfield Service Corp
Priority to CN202010631070.2A priority Critical patent/CN113877365A/zh
Publication of CN113877365A publication Critical patent/CN113877365A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/04—Heat pumps of the sorption type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/202—Alcohols or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20405—Monoamines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20436—Cyclic amines
    • B01D2252/20447—Cyclic amines containing a piperazine-ring
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种CO2捕集系统及工艺，其中，该系统包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路。吸收塔的底部流出的富液经贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入闪蒸罐，闪蒸罐中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽进入再生塔内；再生塔底部的流出的贫液经过贫富液换热器换热降温后，再经第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔中。运行过程中，部分富液一直保持在较低的温度环境下，达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，又实现降低化学吸收剂再生能耗的功效。

Description

CO2捕集系统及工艺
技术领域
本发明涉及燃煤厂CO2的捕集领域，更具体的涉及一种能够降低CO2吸收剂的热降解和再生能耗的CO2捕集系统及工艺。
背景技术
温室气体的过量排放造成全球范围内气温变暧，已成为当今最为显著的环境问题之一。按照京都议定书规定和哥本哈根国际环境会议要求，每个国家都有二氧化碳减排义务，二氧化碳减排已经成为全球关注的重大问题。
碳捕集及封存技术( Carbon Capture＆Storage，CCS) 是在不降低当前化石燃料使用量的情况下减少排入大气CO2气体量的最直接有效的方式，同时，CCS 技术也是目前中国、英国、美国、日本等发达国家积极应对气候变化、确保世界清洁能源领先地位所格外倚重的减排技术之一。CCS技术从烟气中分离二氧化碳的方法主要包括：膜分离法、物理吸附法、低温蒸馏法、吸收分离法等。化学吸收法捕集CO2因其吸收速率快、吸收效率高且工艺简单、技术较为成熟而被广泛使用，其中有机胺是商业应用最为成熟的化学吸收剂之一，比如醇胺类中的乙醇胺（MEA）、二乙胺（DEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等，有机胺类化学吸收剂其吸收、解吸 CO2工艺主要包括两大单元：吸收单元和解吸单元。燃烧后烟道尾气经除尘、脱硫脱硝后由约 180℃降至 40~60℃，再由引风机送入吸收塔中，在塔内胺液与烟气逆向接触，CO2被脱除，净化后烟气由塔顶排出。吸收了 CO2的胺液即富液由塔底送至解吸塔由塔上部进入，通过蒸汽气提解吸出 CO2后再次成为贫液，贫液经贫富液换热器换热后再经冷却由贫液泵送往吸收塔上部，再次吸收 CO2。由此循环往复，构成 MEA 连续循环吸收、解吸CO2的工艺流程。
虽然有机胺法在捕集CO2过程中展现出独特的优势，但有机胺吸收法在实际工业应用过程中发现，胺类化学吸收剂降解会造成溶剂损耗不断增大、吸收 CO2效率持续降低的现象。据统计，以 MEA 吸收 CO2为例，每年因有机胺及其降解产物的逸散会造成 0.01~0.8 kg/t(CO2)的溶剂损失，为弥补降解损失而添加的新鲜吸收剂占到了总成本的 10%左右。有机胺降解方式主要有氧化降解和热降解。其中氧化降解是指有机胺与 O2发生的氧化还原反应；热降解是指在解吸塔、再沸器、热交换器等温度较高的区域发生的不需要 O2参与的降解。
发明内容
为了降低CO2捕集过程中化学吸收剂的热降解以及降低化学吸收剂的再生能耗，本发明一方面提供一种CO2捕集系统，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，其中：
复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路，蒸发器吸收第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过吸收器传递给第二换热管路中的富液；
吸收塔的底部与贫富液换热器的加热管路的一端相连通，加热管路的另一端又与再生塔的中部和上部相连通，加热管路的另一端还与闪蒸罐的第一进液口相连通，闪蒸罐的顶部通过管路与再生塔的下部相连通，闪蒸罐的底部与复合式热泵中的第二换热管路的一端相连通，第二换热管路的另一端又与闪蒸罐的第二进液口相连通，借此，吸收塔的底部流出的富液经过贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入闪蒸罐，用于对闪蒸罐进行补液，闪蒸罐中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽通过闪蒸罐的顶部的管路进入再生塔内进行再生；
再生塔的底部与贫富液换热器的冷却管路的一端相连通，冷却管路的另一端又与第一换热管路的一端相连通，第一换热管路的另一端与吸收塔的上部相连通，借此，再生塔底部的流出的贫液经过贫富液换热器换热降温后，再经过第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔中进行CO2的吸附。
本发明另一方面还提供一种CO2捕集工艺，包括：吸收塔底部流出的富液经过贫富液换热器的加热管路换热升温，升温后的富液分为第一部分富液和第二部分富液，其中第一部分富液进入再生塔内进行再生，第二部分富液进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸罐内的闪蒸蒸汽进入再生塔内进行再生，闪蒸罐内的富液进入复合式热泵中吸收器对应的第二换热管路进行换热升温，升温后的富液再次进入闪蒸罐中进行闪蒸；
再生塔的底部流出的贫液进入贫富液换热器的冷却管路换热降温后，再进入复合式热泵中的蒸发器对应的第一换热管路换热降温后，最后回到吸收塔内进行CO2吸收。
本发明的有益技术效果在于：本发明的CO2捕集系统及工艺在运行过程中，再生后的贫液进入复合式热泵中换热降温，复合式热泵对贫液的热量加以吸收并用于加热富液，闪蒸罐内的富液进入复合式热泵中进行换热升温后再进入闪蒸罐进行循环闪蒸。闪蒸罐与复合式热泵联用使循环过程中，系统中的部分富液一直保持在较低的温度环境下（低于再生温度10℃~20℃），达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，能够提高化学吸收剂在整个系统中的循环使用次数，进而达到资源化回收和减少环境污染的目的；复合式热泵和闪蒸罐联用达成了对系统中贫液废热的高效利用，又实现了降低化学吸收剂再生能耗的功效。
附图说明
图1为本发明CO2捕集系统一实施例的设备连接示意图；
图2为本发明CO2捕集系统另一实施例的设备连接示意图。
附图中的符号说明：
100 烟气；
200 脱碳气体；
300 回收CO2气体；
1 净化塔；
11 净化塔泵；
2 吸收塔；
21 富液泵；
3 再生塔；
31 再沸器；
32 贫液泵；
33 再生气分离器；
4 贫富液换热器；
5 复合式热泵；
51、51A、51B 蒸发器；
52、52A、52B 吸收器；
53、53A、53B 冷凝器；
54、54A、54B 发生器；
6 闪蒸罐；
61 提升泵；
62 闪蒸压缩机；
63 闪蒸循环泵；
P1、P2、P3、P4、P110、P210、P220、P30 管路；
P12、P11、P111、P112 支路。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例来说明本发明的技术特点：
实施例1
本实施例提供一种CO2捕集系统，如图1所示，包括：吸收塔2、再生塔3、贫富液换热器4、复合式热泵5和闪蒸罐6。其中，复合式热泵5包括蒸发器51和吸收器52，分别对应有第一换热管路、第二换热管路（图未示），蒸发器吸收第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过吸收器传递给第二换热管路中的富液；
吸收塔2的底部与贫富液换热器4的加热管路（图未示）的一端相连通，加热管路的另一端又与再生塔3的中部和上部相连通，加热管路的另一端还与闪蒸罐6的第一进液口601相连通，闪蒸罐6的顶部通过管路与再生塔的下部相连通，闪蒸罐的底部与复合式热泵5中的第二换热管路的一端相连通，第二换热管路的另一端又与闪蒸罐6的第二进液口602相连通，借此，吸收塔2的底部流出的富液经过贫富液换热器4的加热管路换热升温后，一部分进入再生塔3内进行再生，另一部分进入闪蒸罐6，用于对闪蒸罐6进行补液，闪蒸罐6中的富液进入第二换热管路中换热升温后再回到闪蒸罐6内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽通过闪蒸罐6的顶部的管路进入再生塔3内进行再生；
再生塔3的底部与贫富液换热器4的冷却管路（图未示）的一端相连通，冷却管路的另一端又与第一换热管路的一端相连通，第一换热管路的另一端与吸收塔2的上部相连通，借此，再生塔3底部的流出的贫液经过贫富液换热器4换热降温后，再经过第一换热管路进一步降温，最后回流入吸收塔2中进行CO2的吸附。
在一些实施方式中，如图2所示，复合式热泵5还包括有冷凝器53和发生器54，分别对应有第三换热管路、第四换热管路，发生器54吸收第四换热管路内外接热源的热量，并将热量通过冷凝器53传递给第三换热管路中的液体；再生塔3的底部与第三换热管路的一端相连通，第三换热管路的另一端与再生塔3的上部相连通，借此，再生塔3底部的流出的贫液中的一部分，经过第三换热管路换热升温后进入再生塔内进行再生。
在一些实施方式中，如图2所示，吸收塔的底部通过管路与再生塔的上部相连通，借此，吸收塔底部流出的富液中的一部分进入再生塔进行再生。
在一些实施方式中，如图2所示，复合式热泵5包括两级串联的蒸发器51A，51B、吸收器52A，52B、冷凝器53A，53B和发生器54A，54B。通过两级串联的设置能够提升换热的效果。
实施例2
本实施例提供一种CO2捕集工艺，应用如实施例1中图1所示的CO2捕集系统，包括：吸收塔2底部流出的富液经过贫富液换热器4的加热管路换热升温，升温后的富液分为第一部分富液和第二部分富液，其中第一部分富液进入再生塔3内进行再生，第二部分富液进入闪蒸罐6进行闪蒸，闪蒸罐6内的闪蒸蒸汽进入再生塔3内进行再生，闪蒸罐6内的富液进入复合式热泵5中吸收器对应的第二换热管路进行换热升温，升温后的富液再次进入闪蒸罐6中进行闪蒸；
再生塔3的底部流出的贫液进入贫富液换热器4的冷却管路（图未示）换热降温后，再进入复合式热泵5中的蒸发器对应的第一换热管路换热降温后，最后回到吸收塔2内进行CO2吸收。
在一些实施方式中，应用如图2所示的CO2捕集系统，吸收塔2底部流出的富液中的一部分直接从再生塔3的顶部进入再生塔3进行再生。
在一些实施方式中，再生塔3的底部流出的贫液中的一部分进入复合式热泵4的冷凝器对应的第三换热管路换热升温后，回流到再生塔3的内部进行再生。
在一些实施方式中，吸收塔2底部流出的富液的温度为50℃~55℃，富液经过加热管路换热升温后，温度为95℃~105℃；再生塔3的底部流出的贫液经过冷却管路换热降温后，温度为55℃~65℃，在经过第一换热管路换热降温后，温度为50℃~55℃；
在一些实施方式中，闪蒸罐内的富液经过第二换热管路进行换热升温后，温度由80℃~85℃升温至90℃~95℃，闪蒸蒸汽的温度为105℃~115℃。
在一些实施方式中，应用如图2所示的CO2捕集系统，贫液中的一部分经过第三换热管路升温后，温度由100~105℃升高至110℃~115℃。
实施例3
以下再通过另一具体实施例来说明本发明的CO2捕集系统，以及利用该CO2捕集系统进行的CO2捕集工艺。
如图2所示，从燃煤电厂所出来的烟气100经过净化塔1脱硫脱硝除尘之后，经过引风机12增压后自下而上进入吸收塔2，气体的温度控制在40℃左右。贫液自上而下进入吸收塔2，气体与液体两者逆流接触，完成CO2的吸收过程（也称作脱碳过程），脱碳气体200由吸收塔2顶部的尾气排放口排出。吸收了CO2气体的贫液转变为富液，该富液从吸收塔2的底部排出，经过富液泵21加压后（温度为50℃～55℃）进入管路P1，管路P1又分为两个支路P11和P12，使富液分为两级，其中，第一级富液（温度为50℃～55℃）通过支路P12与再生塔3内顶部的喷淋管线相连通，直接进入再生塔3内进行再生，利用冷富液的喷淋对解吸出的CO2气体进行冷却，同时回收了部分CO2气体的热量；第二级富液通过支路P11进入贫富液换热器4的加热管路换热升温后（升温至95℃~105℃），再进入管路P110，管路P110又分为两个支路P111和P112，支路P111与再生塔3中部和上部的喷淋管线相连通，利用中温富液的喷淋对解吸出的CO2气体进行冷却，同时回收了部分CO2气体的热量；第二级富液中的一部分通过支路P111进入再生塔3内进行再生，支路P112与闪蒸罐6的第一进液口601相连通，第二级富液中的另一部分通过支路P112上的提升泵61增压后进入闪蒸罐6内，用于向闪蒸罐内进行补液，使闪蒸罐中的富液的量在循环闪蒸过程中保持在预定的范围内。
闪蒸罐6内的富液（温度为80℃~85℃）进入闪蒸循环泵63增压后，通过管路P3进入复合式热泵5中吸收器52对应的第二换热管路进行换热升温后（温度为90℃~95℃），再通过管路P30连接闪蒸罐6的第二进液口602，富液又进入闪蒸罐6中进行闪蒸，实现了运行过程中多级闪蒸的效果；闪蒸罐6内的闪蒸蒸汽通过闪蒸罐6顶部进入闪蒸压缩机62增压后（闪蒸蒸汽的温度为105℃~115℃），通过管路P4进入再生塔3内进行再生。闪蒸罐中的富液进入复合式热泵5中吸收器52对应的第二换热管路进行换热升温，升温的热量来自于复合式热泵5中蒸发器51对应的第一换热管路中的贫液，即，复合式热泵对贫液的热量加以吸收并用于加热富液。闪蒸罐中的富液升温后再回到闪蒸罐内的循环过程中，该部分的富液的温度保持在80℃~95℃之间，低于富液再生的温度（105℃~110℃），达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，能够提高化学吸收剂在整个系统中的循环使用次数，进而达到资源化回收和减少环境污染的目的。富液中的潜热通过闪蒸蒸汽吸收并进入再生塔3中加以利用。复合式热泵和闪蒸罐联用达成了对系统中贫液废热的高效利用，又实现了降低化学吸收剂再生能耗的功效。
再生塔3的底部设置有再沸器31，用于为再生塔3内部的富液再生提供热量，富液经过加热后其中的CO2解吸，解吸后的富液转变为贫液，再生塔3的底部流出的贫液（温度为105℃~115℃）经过贫液泵32的增压后进入管路P2，管路P2又分为两个支路P21和P22，使贫液分为两级，其中第一级贫液通过支路P21进入贫富液换热器4的冷却管路换热冷却后（温度降为55℃~65℃），又进入复合式热泵5中的蒸发器51对应的第一换热管路换热降温后（温度进一步降为50℃~55℃），再通过管路P210与吸收塔2的喷淋管线相连通，使第一级贫液进入吸收塔2内进行新的CO2的吸收过程；其中第二级贫液通过支路P22进入复合式热泵5中的冷凝器53对应的第三换热管换热升温后（温度升至105℃~115℃），再通过管路P220与再生塔3内的喷淋管线相连通，使第二级贫液进入再生塔3内进行再生，通过第二级贫液的循环能够提高富液的再生效率。再生塔3中的再生气体从再生塔3顶部的出口排出后进入再生气分离器33分离后得到产品CO2气体300。
在本实施例中，净化塔1的底部连接有净化塔泵11，将净化塔1底部用于脱硫脱硝的碱液增压后重新送入顶部的喷淋管线。
在本实施例中，复合式热泵5发生器54对应的第四换热管路中通入140℃左右的饱和蒸气，该蒸气作为外接热源提供复合式热泵5中的换热的启动热量。
在本实施例中，复合式热泵5为两级串联的蒸发器51A，51B、吸收器52A，52B、冷凝器53A，53B和发生器54A，54B。
本发明的的CO2捕集系统及工艺适用于有机胺类的化学吸收剂，以化学吸收剂15wt.% 乙醇胺（MEA）+7 wt.% N-甲基二乙醇胺（MDEA）+3 wt.% 哌嗪（PZ）+5wt.% 2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）为例，利用本发明的的CO2捕集系统及工艺（如图2所示）运行的过程中控制温度如下：第一级富液（温度为50℃～55℃）直接进入再生塔中的顶部的喷淋管线，第二级富液通过支路P11进入贫富液换热器4的加热管路换热升温至95℃，第二级富液中的一部分（90~95 vol.%%）通过支路P111进入再生塔3内中部和上部的喷淋管线，第二级富液中的另一部分（5~10 vol.%）通过支路P112进入闪蒸罐6内进行闪蒸。
闪蒸罐中的富液温度为85℃，通过管路P3进入复合式热泵5中吸收器52对应的第二换热管路进行换热升温至95℃后再进入闪蒸罐6中进行闪蒸（闪蒸罐内的压强降为30~50kPag），闪蒸蒸汽的温度为110℃，第二级富液通过支路P11进入贫富液换热器4的加热管路换热升温至100℃再进入再生塔3中部和上部的喷淋管线。
再生塔3的底部流出的贫液（温度为105℃）为两级，其中第一级贫液通过支路P21进入贫富液换热器4的冷却管路换热冷却，温度降为60℃，又进入复合式热泵5中的蒸发器51对应的第一换热管路换热降温，温度进一步降为52℃，再通过管路P210与吸收塔2的喷淋管线相连通，使第一级贫液进入吸收塔2内进行新的CO2的吸收过程；其中第二级贫液通过支路P22进入复合式热泵5中的冷凝器53对应的第三换热管换热升温至110℃，再通过管路P220进入再生塔3内的喷淋管线，使第二级贫液进入再生塔3内进行再生。
在本实施例中，通过本发明的的CO2捕集系统及工艺，系统中闪蒸罐中的富液到复合式热泵5中吸收器52对应的第二换热管路进行换热升温，再回到闪蒸罐内的循环过程中，这部分的富液的温度一直保持在85℃~95℃之间，比再生塔中流出的富液温度低10℃~20℃，达到减轻化学吸收剂由于高温而导致损耗和变质的效果，提高化学吸收剂在整个系统中的循环使用次数，进而达到资源化回收和减少环境污染的目的。本发明的的CO2捕集系统及工艺将多级贫、富液分流、复合式热泵和闪蒸罐联用又达成了对系统中热量的高效利用，与现有技术相比，能够将化学吸收剂的再生能耗降低约15%左右。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，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，在不脱离本发明的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种CO2捕集系统，其特征在于，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器、复合式热泵和闪蒸罐，其中：
所述复合式热泵包括蒸发器和吸收器，分别对应有第一换热管路、第二换热管路，所述蒸发器吸收所述第一换热管路内贫液的热量，并将热量通过所述吸收器传递给所述第二换热管路中的富液；
所述吸收塔的底部与所述贫富液换热器的加热管路的一端相连通，所述加热管路的另一端又与再生塔的中部和上部相连通，所述加热管路的所述另一端还与所述闪蒸罐的第一进液口相连通，所述闪蒸罐的顶部通过管路与所述再生塔的下部相连通，所述闪蒸罐的底部与所述复合式热泵中的所述第二换热管路的一端相连通，所述第二换热管路的另一端又与所述闪蒸罐的第二进液口相连通，借此，所述吸收塔的底部流出的富液经过所述贫富液换热器换热升温后，一部分进入再生塔内进行再生，另一部分进入所述闪蒸罐，用于对闪蒸罐进行补液，所述闪蒸罐中的富液进入所述第二换热管路中换热升温后再回到所述闪蒸罐内进行循环闪蒸，闪蒸蒸汽通过所述闪蒸罐的顶部的管路进入所述再生塔内进行再生；
所述再生塔的底部与所述贫富液换热器的冷却管路的一端相连通，所述冷却管路的另一端又与所述第一换热管路的一端相连通，所述第一换热管路的另一端与所述吸收塔的上部相连通，借此，所述再生塔底部的流出的贫液经过所述贫富液换热器换热降温后，再经过所述第一换热管路进一步降温，最后回流入所述吸收塔中进行CO2的吸附。
2.如权利要求1所述的CO2捕集系统，其特征在于，所述复合式热泵还包括有冷凝器和发生器，分别对应有第三换热管路、第四换热管路，所述发生器吸收所述第四换热管路内外接热源的热量，并将热量通过所述冷凝器传递给所述第三换热管路中的液体；
所述再生塔的底部与所述第三换热管路的一端相连通，所述第三换热管路的另一端与所述再生塔的上部相连通，借此，所述再生塔底部的流出的所述贫液中的一部分，经过所述第三换热管路换热升温后进入所述再生塔内进行再生。
3.如权利要求1所述的CO2捕集系统，其特征在于，所述吸收塔的底部通过管路与再生塔的上部相连通，借此，吸收塔底部流出的所述富液中的一部分进入所述再生塔进行再生。
4.如权利要求2所述的CO2捕集系统，其特征在于，所述复合式热泵包括两级串联的所述蒸发器、所述吸收器、所述冷凝器和所述发生器。
5.一种CO2捕集工艺，其特征在于，包括：吸收塔底部流出的富液经过贫富液换热器的加热管路换热升温，升温后的富液分为第一部分富液和第二部分富液，其中所述第一部分富液进入再生塔内进行再生，第二部分富液进入闪蒸罐进行闪蒸，所述闪蒸罐内的闪蒸蒸汽进入所述再生塔内进行再生，所述闪蒸罐内的富液进入复合式热泵中吸收器对应的第二换热管路进行换热升温，升温后的富液再次进入所述闪蒸罐中进行闪蒸；
所述再生塔的底部流出的贫液进入所述贫富液换热器的冷却管路换热降温后，再进入所述复合式热泵中的蒸发器对应的第一换热管路换热降温后，最后回到所述吸收塔内进行CO2吸收。
6.如权利要求5所述的CO2捕集工艺，其特征在于，所述吸收塔底部流出的富液中的一部分直接从所述再生塔的顶部进入所述再生塔进行再生。
7.如权利要求5所述的CO2捕集工艺，其特征在于，所述再生塔的底部流出的贫液中的一部分进入所述复合式热泵的冷凝器对应的第三换热管路换热升温后，回流到所述再生塔的内部进行再生。
8.如权利要求5至7中任一项所述的CO2捕集工艺，其特征在于，所述吸收塔底部流出的所述富液的温度为50℃~55℃，所述富液经过所述加热管路换热升温后，温度为95℃~105℃；所述再生塔的底部流出的所述贫液经过所述冷却管路换热降温后，温度为55℃~65℃，在经过所述第一换热管路换热降温后，温度为50℃~55℃。
9.如权利要求5至7中任一项所述的CO2捕集工艺，其特征在于，所述闪蒸罐内的富液经过所述第二换热管路进行换热升温后，温度由80℃~85℃升温至90℃~95℃，所述闪蒸蒸汽的温度为105℃~115℃。
10.如权利要求7所述的CO2捕集工艺，其特征在于，所述贫液中的一部分经过所述第三换热管路升温后，温度由100~105℃升高至110℃~115℃。
CN202010631070.2A 2020-07-03 2020-07-03 Co2捕集系统及工艺 Pending CN113877365A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010631070.2A CN113877365A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 Co2捕集系统及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010631070.2A CN113877365A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 Co2捕集系统及工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113877365A true CN113877365A (zh) 2022-01-04

Family

ID=79013152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010631070.2A Pending CN113877365A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 Co2捕集系统及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113877365A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114713003A (zh) * 2022-04-15 2022-07-08 江苏大学 一种基于化学吸收法电厂烟气co2捕集过程中热量利用方法
CN115090092A (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 重庆朗福环保科技有限公司 一种天然气脱碳工艺及其装置
CN116371152A (zh) * 2023-03-23 2023-07-04 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种碳捕集系统及方法
CN117771892A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 安徽普泛能源技术有限公司 一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机
GB2625298A (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Rolls Royce Plc Improvements to energy performance in CO² capture
GB2625301A (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Rolls Royce Plc Improvements to energy performance in CO² capture

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097047A1 (zh) * 2009-02-26 2010-09-02 北京联力源科技有限公司 二氧化碳压缩装置及方法、二氧化碳分离回收系统及方法
CN101855002A (zh) * 2007-09-14 2010-10-06 阿克清洁碳公司 吸附剂再生的改进方法
CN102698568A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种强化冷却及多级再生的二氧化碳捕集再生系统
CN203635055U (zh) * 2013-11-25 2014-06-11 中石化石油工程设计有限公司 烟气的预处理及二氧化碳捕集纯化回收装置
CN103961979A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 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与工艺
CN103977683A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 天津大学 降低脱碳吸收液再生能耗的方法及装置
CN204337980U (zh) * 2014-11-05 2015-05-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种二氧化碳捕集装置
CN105268283A (zh) * 2015-09-28 2016-01-27 北京化工大学 一种联合吸收的二氧化碳捕集与压缩处理工艺
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
US20170106331A1 (en) * 2014-06-13 2017-04-20 Sintef Tto As Absorbent system and method for capturing co2 from a gas stream
US20170361266A1 (en) * 2014-12-11 2017-12-21 Union Engineering A/S Method for Energy Efficient Recovery of Carbon Dioxide from an Absorbent and a Plant Suitable for Operating the Method
CN111203086A (zh) * 2020-01-07 2020-05-29 浙江大学 一种低再生能耗和低污染物排放的co2捕集系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101855002A (zh) * 2007-09-14 2010-10-06 阿克清洁碳公司 吸附剂再生的改进方法
WO2010097047A1 (zh) * 2009-02-26 2010-09-02 北京联力源科技有限公司 二氧化碳压缩装置及方法、二氧化碳分离回收系统及方法
CN102698568A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种强化冷却及多级再生的二氧化碳捕集再生系统
CN203635055U (zh) * 2013-11-25 2014-06-11 中石化石油工程设计有限公司 烟气的预处理及二氧化碳捕集纯化回收装置
CN103961979A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 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与工艺
CN103977683A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 天津大学 降低脱碳吸收液再生能耗的方法及装置
US20170106331A1 (en) * 2014-06-13 2017-04-20 Sintef Tto As Absorbent system and method for capturing co2 from a gas stream
CN204337980U (zh) * 2014-11-05 2015-05-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种二氧化碳捕集装置
US20170361266A1 (en) * 2014-12-11 2017-12-21 Union Engineering A/S Method for Energy Efficient Recovery of Carbon Dioxide from an Absorbent and a Plant Suitable for Operating the Method
CN105268283A (zh) * 2015-09-28 2016-01-27 北京化工大学 一种联合吸收的二氧化碳捕集与压缩处理工艺
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
CN111203086A (zh) * 2020-01-07 2020-05-29 浙江大学 一种低再生能耗和低污染物排放的co2捕集系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114713003A (zh) * 2022-04-15 2022-07-08 江苏大学 一种基于化学吸收法电厂烟气co2捕集过程中热量利用方法
CN115090092A (zh) * 2022-07-05 2022-09-23 重庆朗福环保科技有限公司 一种天然气脱碳工艺及其装置
GB2625298A (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Rolls Royce Plc Improvements to energy performance in CO² capture
GB2625301A (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Rolls Royce Plc Improvements to energy performance in CO² capture
CN116371152A (zh) * 2023-03-23 2023-07-04 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种碳捕集系统及方法
CN116371152B (zh) * 2023-03-23 2024-03-12 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种碳捕集系统及方法
CN117771892A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 安徽普泛能源技术有限公司 一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机
CN117771892B (zh) * 2024-02-27 2024-06-04 安徽普泛能源技术有限公司 一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113877365A (zh) Co2捕集系统及工艺
CN113975950B (zh) 一种化学法和psa法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统及方法
CN114768488B (zh) 一种燃煤机组烟气二氧化碳捕集系统
CN201244430Y (zh) 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集装置
CN110152457B (zh) 基于废热回收利用的化学吸收法二氧化碳捕集系统
CN101314102A (zh) 燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置
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
JP2013533426A (ja) 炭素捕捉を有するジェットエンジン
CN212166984U (zh) Co2捕集系统
CN114405258A (zh) 一种适用于低分压co2捕集纯化的吸收体系
CN111871171A (zh) 一种基于耦合膜分离法和化学吸收法的二氧化碳捕集系统
CN115634561A (zh) 火电厂二氧化碳捕集洗涤装置及方法
CN114405218A (zh) 一种低分压废气co2捕集与提纯精制工艺
CN105749728B (zh) 二氧化碳的捕集方法及装置
KR19980028707A (ko) 연소배가스로부터 이산화탄소 회수용 2단식 흡착분리공정과 그 운전방법
CN113101786A (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
CN103157346A (zh) 低温甲醇洗与co2捕集耦合方法及系统
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
KR101951047B1 (ko) 화학적 흡수제를 이용한 이산화탄소의 흡수 및 탈거 장치
CN112774401A (zh) 一种新型烟气co2捕集系统再生工艺
CN110960955B (zh) 二氧化碳捕集系统
CN217220919U (zh) Co2与n2复合捕集提纯系统
CN218077173U (zh) 一种焦炉烟气二氧化碳捕集系统
CN217410286U (zh) 一种回收余热的烟气深度碳捕集装置
CN216457971U (zh) 一种化学法和psa法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20221125

Address after: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing

Applicant after: SINOPEC Group

Applicant after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Applicant after: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

Address before: 100020 Building 2, Chaoyang Gate office area, Sinopec, 9 jishikou Road, Chaoyang District, Beijing

Applicant before: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Applicant before: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication