CN113975950A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明属于锅炉烟道气的回收利用技术领域，具体涉及一种化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统及方法。该化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统包括二氧化碳化学法回收系统、二氧化碳精制液化系统和氮气PSA浓缩提纯系统；所述二氧化碳化学法回收系统包括二氧化碳吸收塔、二氧化碳再生塔、换热器和第一冷却器。该化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统对二氧化碳和氮气的回收效果好，且可有效节能。

Description

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

技术领域

本发明属于锅炉烟道气的回收利用技术领域，具体涉及一种化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统及方法。

背景技术

二氧化碳排放引起的温室效应和极端天气，已经严重影响了全球的气候。今年来，多国能源多次告急。减排或回收二氧化碳以及降低生产能耗，已是刻不容缓。二氧化碳的来源主要有石化燃料(煤炭、石油、天然气)的燃烧，煤炭、石油的生产和加工过程，以及人类的日常生产生活。对燃煤锅炉烟道气的二氧化碳和氮气捕集再利用是实现双碳目标的一项重要措施，不仅进一步减少碳排放，且能降低能耗。

中国专利申请CN107899376A公开了一种“烟气中二氧化碳和氮气的联合捕集回收装置及方法”，该装置包括烟气处理系统，第一CO₂膜分离单元，第二CO₂膜分离单元以及N₂膜分离单元。该装置属于膜回收方式，虽然能同时捕集二氧化碳和氮气，但是产品纯度低，膜桶对气源洁净度要求很高，设备使用过程中容易产生堵塞，寿命短，且膜桶价格较高，不适合工业化大生产。

中国专利申请CN110498416A公开了“一种燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统”，包括烟气预处理系统、PSA1系统、PSA2系统、二氧化碳压缩提纯系统、二氧化碳精馏贮存系统、PSA制高纯氮系统。该系统能最大程度的捕集二氧化碳和氮气，产品纯度较高，但是存在设备操作不灵活，能耗高、二氧化碳回收率低的问题。当后级氮气产量降低或者不进行捕集时，前级的压力压缩值过高，耗电量较大。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，该化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统对二氧化碳和氮气的回收效果好，且可有效节能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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，所述系统包括二氧化碳化学法回收系统、二氧化碳精制液化系统和氮气PSA浓缩提纯系统；所述二氧化碳化学法回收系统包括二氧化碳吸收塔、二氧化碳再生塔、换热器和第一冷却器；所述二氧化碳吸收塔的塔顶设有放空气出气口，所述二氧化碳吸收塔的内部设有第一喷淋装置，所述二氧化碳吸收塔的塔底设有富液出液口，所述放空气出气口与所述氮气PSA浓缩提纯系统的进气口相连；所述二氧化碳再生塔的塔顶设有解吸气出气口，所述二氧化碳再生塔的内部设有第二喷淋装置，所述二氧化碳再生塔的塔底设有贫液出液口，所述解吸气出气口与所述二氧化碳精制液化系统的进液口相连；所述换热器具有高温流体通道和低温流体通道，所述富液出液口与所述低温流体通道的进液口相连，所述低温流体通道的出液口与所述第二喷淋装置的进液口相连；所述第一冷却器的出液口与所述第一喷淋装置的进液口相连，所述第一冷却器的进液口与所述高温流体通道的出液口相连，所述高温流体通道的进液口与所述贫液出液口相连。

优选地，所述第一喷淋装置设置在所述二氧化碳吸收塔的塔顶，所述第二喷淋装置设置在所述二氧化碳再生塔的塔顶，所述富液出液口与所述换热器的连接管路上设有富液泵，所述贫液出液口与所述换热器的连接管路上设有贫液泵。

优选地，所述二氧化碳化学法回收系统还包括烟道气预处理系统，所述烟道气预处理系统包括引风机、脱硫水洗塔和第一气液分离器；所述引风机与所述脱硫水洗塔的进气口相连，用于将烟道气输送至所述脱硫水洗塔的进气口；所述脱硫水洗塔的出气口与所述第一气液分离器的进气口相连，所述脱硫水洗塔用于对烟道气进行脱硫处理；所述第一气液分离器的出气口与所述二氧化碳吸收塔的进气口相连，所述第一气液分离器用于对所述脱硫水洗塔处理后的气体进行气液分离。

优选地，所述脱硫水洗塔的塔顶设有第三喷淋装置，所述脱硫水洗塔的塔底设有脱硫液出液口，连通所述脱硫液出液口与所述第三喷淋装置的进液口的管道上设有脱硫液泵。

优选地，所述二氧化碳化学法回收系统还包括第二冷却器和第二气液分离器，所述第二冷却器的进气口与所述二氧化碳再生塔的解吸气出气口相连，所述第二冷却器的出气口与所述第二气液分离器的进气口相连，所述第二气液分离器的出气口与所述二氧化碳精制液化系统的进气口相连。

优选地，所述二氧化碳精制液化系统包括二次脱硫系统、第三冷却器、液化系统和精馏塔，所述二次脱硫系统的进气口与解吸气出气口相连，所述二次脱硫系统的出气口与所述第三冷却器的进气口相连，所述第三冷却器的出气口与所述液化系统的进气口相连，所述液化系统的出液口与所述精馏塔相连。

优选地，所述二氧化碳精制液化系统还包括二氧化碳储罐，所述二氧化碳储罐与所述精馏塔相连。

优选地，所述二次脱硫系统包括第一缓冲罐、第一压缩机、脱硫床和干燥床，所述第一缓冲罐的进气口与所述解吸气出气口相连，所述第一缓冲罐的出气口与所述第一压缩机的进气口相连，所述第一压缩机的出气口与所述脱硫床的进气口相连，所述脱硫床的出气口与所述干燥床的进气口相连，所述干燥床的出气口与所述第三冷却器的进气口相连。

优选地，所述脱硫床包括两个并联的脱硫塔，所述脱硫塔内设有脱硫吸附剂；所述干燥床包括两个并联的干燥塔，所述干燥塔内设有干燥剂。

优选地，所述氮气PSA浓缩提纯系统包括除雾器、第四冷却器、第三气液分离器、第二压缩机、干燥器、第二缓冲罐和氮气吸附塔，所述除雾器的进气口与所述二氧化碳吸收塔的放空气出气口相连，所述除雾器的出气口与所述第四冷却器的进气口相连，所述第四冷却器的出气口与所述第三气液分离器的进气口相连，所述第三气液分离器的出气口与所述第二压缩机的进气口相连，所述第二压缩机的出气口与所述干燥器的进气口相连，所述干燥器的出气口与所述第二缓冲罐的进气口相连，所述第二缓冲罐的出气口与所述氮气吸附塔相连。

优选地，所述氮气PSA浓缩提纯系统还包括氮气储罐，所述氮气储罐与所述氮气吸附塔的塔顶出气口相连。

优选地，所述氮气吸附塔至少设有两个。

优选地，两个以上所述氮气吸附塔并联设置。

本发明还提供了一种同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的方法，本发明的同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的方法采用如下技术方案：采用如上所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统同步回收烟道气中二氧化碳和氮气。

有益效果：本发明能最大程度的回收二氧化碳和氮气，无三废产生；利用化学法(溶剂吸收法)回收二氧化碳，二氧化碳再生塔的塔顶出气口中流出的气体中二氧化碳纯度高(二氧化碳体积浓度可达92～95％)且回收率高；化学法(溶剂吸收法)产生的塔顶放空气为富氮气体，氮气含量约在90～92％，且富氮气体较之采用PSA法实现烟道气中二氧化碳的分离时，气量更大。

本发明的氮气PSA浓缩提纯系统中包括第二压缩机，会有二次提压过程，可以根据用户需要，选择压缩机及压缩压力，从而起到节能的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例提供的化学法和PSA法同步回收烟道气中氮气和二氧化碳的系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的二氧化碳化学法回收系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的二氧化碳精制液化系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的氮气PSA浓缩提纯系统的结构示意图。

附图标记：

1-二氧化碳化学法回收系统；2-二氧化碳精制液化系统；3-氮气PSA浓缩提纯系统；

101-引风机；102-脱硫液泵；103-脱硫水洗塔；103a-第三喷淋装置；104-第一气液分离器；105-二氧化碳吸收塔；105a-第一喷淋装置；106-第一冷却器；107-富液泵；108-换热器；109-贫液泵；110-二氧化碳再生塔；110a-第二喷淋装置；111-第二冷却器；112-第二气液分离器；

201-第一缓冲罐；202-第一压缩机；203-脱硫床；204-干燥床、205-第三冷却器；206-液化系统；207-精馏塔；208-二氧化碳储罐；

301-除雾器；302-第四冷却器；303-第三气液分离器；304-第二压缩机；305-干燥器；306-第二缓冲罐；307-氮气吸附塔；308-氮气储罐。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明针对目前烟道气中的二氧化碳和氮气捕集再利用存在的问题，提供一种化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，如图1-2所示，该化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统包括二氧化碳化学法回收系统1、二氧化碳精制液化系统2和氮气PSA浓缩提纯系统3；二氧化碳化学法回收系统1包括二氧化碳吸收塔105、二氧化碳再生塔110、换热器108和第一冷却器106；二氧化碳吸收塔105的塔顶设有放空气出气口，二氧化碳吸收塔105的内部设有第一喷淋装置105a，二氧化碳吸收塔105的塔底设有富液出液口，放空气出气口与氮气PSA浓缩提纯系统3的进气口相连；二氧化碳再生塔110的塔顶设有解吸气出气口，二氧化碳再生塔110的内部设有第二喷淋装置110a，二氧化碳再生塔110的塔底设有贫液出液口和塔底再沸器(图中未示出)，解吸气出气口与二氧化碳精制液化系统2的进液口相连；换热器108具有高温流体通道和低温流体通道，富液出液口与低温流体通道的进液口相连，低温流体通道的出液口与第二喷淋装置110a的进液口相连；第一冷却器106的出液口与所述第一喷淋装置105a的进液口相连，第一冷却器106的进液口与高温流体通道的出液口相连，高温流体通道的进液口与贫液出液口相连。

采用上述化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统对烟道气进行处理时，烟道气进入二氧化碳吸收塔105后，烟道气中的二氧化碳可被二氧化碳吸收塔105内的化学溶剂吸收，得到富含二氧化碳的富液，富液经富液出液口、换热器108的低温流体通道和第二喷淋装置110a被输送至二氧化碳再生塔110，在二氧化碳再生塔110塔底的塔底再沸器的作用下，富液中的二氧化碳在高温下被解吸出来，解吸气从二氧化碳再生塔110塔顶的解吸气出气口中出来进入二氧化碳精制液化系统2(解吸气中二氧化碳的体积浓度可达92-95％)，对二氧化碳进行进一步纯化；而烟道气中未被吸收的成分(放空气)则从二氧化碳吸收塔105塔顶的放空气出气口流出后，进入氮气PSA浓缩提纯系统3(放空气中氮气的体积浓度可达90-92％，相对空气，放空气中氮气的含量显著更高，采用该放空气制备氮气有助于提高氮气制备的生产效率，节省成本)，对放空气中的氮气进行浓缩提纯，制备高纯度氮气；二氧化碳再生塔110中，富液从第二喷淋装置110a喷出、并在塔底再沸器的作用下解吸出二氧化碳后，形成贫液(二氧化碳的含量低)，贫液经二氧化碳再生塔110塔底的贫液出液口流出后，依次经过换热器108的高温流体通道、第一冷却器106和第一喷淋装置105a，进入二氧化碳吸收塔105，再次用于烟道气中的二氧化碳的吸收；可通过使低温流体通道中的富液和高温流体通道中的贫液同时经过换热器108，在换热器108内进行热交换，以有助于实现贫液中热量的回收、降低第一冷却器106的工作负担，节省能源。

本发明的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统相对于现有技术具有如下优点：(1)本发明能最大程度的回收二氧化碳和氮气，无三废产生；(2)利用化学法(溶剂吸收法)回收二氧化碳，二氧化碳再生塔的塔顶出气口中流出的气体中二氧化碳纯度高且回收率高；(3)化学法(溶剂吸收法)产生的塔顶放空气为富氮气体，氮气含量约在90～92％，且富氮气体较之采用PSA法实现烟道气中二氧化碳的分离时，气量更大。

本发明优选实施例中，第一喷淋装置105a设置在二氧化碳吸收塔105的塔顶，第二喷淋装置110a设置在二氧化碳再生塔110的塔顶，富液出液口与换热器108的连接管路上设有富液泵107，贫液出液口与换热器108的连接管路上设有贫液泵109。将第一喷淋装置105a设置在二氧化碳吸收塔105的塔顶有助于提高烟道气与吸收二氧化碳的溶剂的接触，提高化学法吸收二氧化碳的效率，进一步有助于提高烟道气中二氧化碳的回收效率；第二喷淋装置110a设置在二氧化碳再生塔110的塔顶，有助于提高富液中的二氧化碳解吸的效率；富液泵107和贫液泵109的设置则使得可方便的实现富液和贫液的转移，保障二氧化碳吸收塔105和二氧化碳再生塔110的正常运转，提高生产效率。

本发明优选实施例中，二氧化碳化学法回收系统1还包括烟道气预处理系统，烟道气预处理系统包括引风机101、脱硫水洗塔103和第一气液分离器104；引风机101与脱硫水洗塔103的进气口相连，用于将烟道气输送至脱硫水洗塔103的进气口；脱硫水洗塔103的出气口与第一气液分离器104的进气口相连，脱硫水洗塔103用于对烟道气进行脱硫处理；第一气液分离器104的出气口与二氧化碳吸收塔105的进气口相连，第一气液分离器104用于对脱硫水洗塔103处理后的气体进行气液分离。烟道气预处理系统有助于预先去除烟道气中的硫化物，避免硫化物对后续二氧化碳的回收造成影响。

本发明优选实施例中，脱硫水洗塔103的塔顶设有第三喷淋装置103a，脱硫水洗塔103的塔底设有脱硫液出液口，连通脱硫液出液口与第三喷淋装置103a的进液口的管道上设有脱硫液泵102。第三喷淋装置103a和脱硫液泵102的设置有助于改善脱硫的效果，并可方便的实现脱硫液的重复使用。

本发明优选实施例中，二氧化碳化学法回收系统1还包括第二冷却器111和第二气液分离器112，第二冷却器111的进气口与二氧化碳再生塔110的出气口相连，第二冷却器111的出气口与第二气液分离器112的进气口相连，第二气液分离器112的出气口与二氧化碳精制液化系统2的进气口相连。第二冷却器111和第二气液分离器112的设置有助于对二氧化碳再生塔110的塔顶解吸气进行进一步除水，提高二氧化碳精制的效率。

本发明优选实施例中，如图3所示，二氧化碳精制液化系统2包括二次脱硫系统、第三冷却器205、液化系统206和精馏塔207，二次脱硫系统的进气口与解吸气出气口相连(在二氧化碳化学法回收系统1包括第二冷却器111和第二气液分离器112的情况下，二次脱硫系统的进气口与第二气液分离器112的出气口相连)，二次脱硫系统的出气口与第三冷却器205的进气口相连，第三冷却器205的出气口与液化系统206的进气口相连，液化系统206的出液口与精馏塔207相连。通过采用二氧化碳精制液化系统2中的二次脱硫系统、第三冷却器205、液化系统206和精馏塔207对解吸气中的二氧化碳进行进一步纯化，即可得到纯度更高的、满足要求的成品二氧化碳(体积浓度≥99.9％)。

本发明优选实施例中，二氧化碳精制液化系统2还包括二氧化碳储罐208，二氧化碳储罐208与精馏塔207相连。通过设置二氧化碳储罐208可将精制得到的高纯度二氧化碳(体积浓度≥99.9％)储存于二氧化碳储罐208中，便于使用。

本发明优选实施例中，二次脱硫系统包括第一缓冲罐201、第一压缩机202、脱硫床203和干燥床204，第一缓冲罐201的进气口与解吸气出气口相连(在二氧化碳化学法回收系统1包括第二冷却器111和第二气液分离器112的情况下，第一缓冲罐201的进气口与第二气液分离器112的出气口相连)，第一缓冲罐201的出气口与第一压缩机202的进气口相连，第一压缩机202的出气口与脱硫床203的进气口相连，脱硫床203的出气口与干燥床204的进气口相连，干燥床204的出气口与第三冷却器205的进气口相连。通过采用脱硫床203和干燥床204对二氧化碳再生塔110的解吸气进行进一步脱硫和干燥处理，进一步提高二氧化碳的纯度。第一压缩机202对二氧化碳解吸气压缩后(例如，可将解吸气压缩到2.5MPa)，进而便于通过脱硫床203和干燥床204对解析气进行脱硫和干燥。

本发明优选实施例中，脱硫床203包括两个并联的脱硫塔，脱硫塔内设有脱硫吸附剂；干燥床204包括两个并联的干燥塔，干燥塔内设有干燥剂。

本发明优选实施例中，如图4所示，氮气PSA浓缩提纯系统3包括除雾器301、第四冷却器302、第三气液分离器303、第二压缩机304、干燥器305、第二缓冲罐306和氮气吸附塔307(氮气吸附塔307内装填有用于纯化氮气的吸附剂，针对成分复杂的放空气，具有高的回收率)，除雾器301的进气口与二氧化碳吸收塔105的放空气出气口相连，除雾器301的出气口与第四冷却器302的进气口相连，第四冷却器302的出气口与第三气液分离器303的进气口相连，第三气液分离器303的出气口与第二压缩机304的进气口相连，第二压缩机304的出气口与干燥器305的进气口相连，干燥器305的出气口与第二缓冲罐306的进气口相连，第二缓冲罐306的出气口与氮气吸附塔307相连。经二氧化碳再生塔110处理后得到的解吸气依次进入除雾器301和第三气液分离器303，去除大颗粒游离水后，进入第二压缩机304，第二压缩机304出气口接干燥器305进气口，经干燥器305干燥后，气体经第二缓冲罐306后再进入氮气吸附塔307，经变压吸附后，即可得到产品氮气(体积浓度可达99-99.999％)。氮气PSA浓缩提纯系统包括第二压缩机304，会有二次提压过程，能根据用户需要，选择压缩机及压缩压力，从而起到节能的目的。

本发明优选实施例中，氮气PSA浓缩提纯系统3还包括氮气储罐308，氮气储罐308与氮气吸附塔307的塔顶出气口相连，便于对回收得到的氮气进行储存。

本发明优选实施例中，氮气吸附塔307至少设有两个；两个以上氮气吸附塔307并联设置。

本发明优选实施例中，采用两个氮气吸附塔307并联设置。

本发明的同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的方法，采用如上所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统同步回收烟道气中二氧化碳和氮气。

本发明优选实施例中，本发明的同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的方法具体举例如下：

将本发明用于某煤电厂的烟道气的中二氧化碳、氮气回收。二氧化碳气体用于智慧农业的增收，氮气用于本厂化工车间的置换和吹扫。烟气成分如下表1所示：

表1

成分

二氧化硫

氮氧化物

一氧化碳

二氧化碳

氧气

水

实测值

20mg/m<sup>3</sup>

31mg/m<sup>3</sup>

未检出

13％

6.20％

12.50％

检出限

2mg/m<sup>3</sup>

2mg/m<sup>3</sup>

20mg/m<sup>3</sup>

0.03％

——

——

从脱硫脱硝后的烟气排放烟囱引出所需烟道气，进入脱硫水洗塔103进行脱硫除尘后，进入第一气液分离器104进行气液分离，然后进入二氧化碳吸收塔105，烟道气中的二氧化碳被溶剂吸收，溶剂形成富液，未被吸收的富氮气体(氮气含量90～92％)经二氧化碳吸收塔105塔顶的放空气出气口流出。

富液经富液泵107与贫液(富液在二氧化碳再生塔110中解吸除去二氧化碳后的液体)在换热器108中进行热量交换后，进入二氧化碳再生塔110(进入二氧化碳再生塔110内部的第二喷淋装置110a)，在塔底再沸器加热作用下，二氧化碳解吸，二氧化碳含量95％的粗二氧化碳气体(解吸气)从塔顶的解吸气出气口流出，经第二冷却器111和第二气液分离器112进一步除水后，进入二氧化碳精制液化系统2。

富液在二氧化碳再生塔110解吸出二氧化碳后，塔底形成贫液，经贫液泵109，与富液在换热器108进行热量交换后，进入第一冷却器106(可选用水冷却器)进一步降温后，进入二氧化碳吸收塔105(进入二氧化碳吸收塔105内部的第一喷淋装置105a)，完成一个工作循环。

经第二冷却器111和第二气液分离器112冷却除水后得到的解吸气(含95％的粗二氧化碳气体)，经第一缓冲罐201后，进入第一压缩机202，提升压力至2.5MPa，然后进入脱硫床203和干燥床204进行脱硫除杂后，进入第三冷却器205降温后，进入液化系统206，降温至-18℃后得到液体状态的二氧化碳，液态二氧化碳进入精馏塔207精制提纯后，塔底即可得到纯度可达99.9％的食品级二氧化碳，进入二氧化碳储罐208进行储存。进一步地，精馏塔塔顶放空气还可作为脱硫床203和干燥床204的再生气源，节约产品气，降低能耗。

二氧化碳吸收塔105塔顶产出的放空气(富氮气体，氮气含量90～92％)，进入除雾器301、第四冷却器302和第三气液分离器303，去除游离水后进入第二压缩机304，提压至0.8～1.0MPa，经干燥器305干燥后进入第二缓冲罐306，再进入氮气吸附塔307变压吸附得到成品氮气，成品氮气进入氮气储罐308，氮气纯度从99％～99.999％不等。

本实施例中，烟道气中的碳氮分离采用化学吸收模式，二氧化碳回收效果好，可制得含量约为95％的二氧化碳，二氧化碳的回收率高；且放空气(二氧化碳吸收塔105的放空气)中氮气含量可达92％，远高于空气中的78％，是优质的氮气原料。氮气PSA浓缩提纯系统3，利用含氮92％的富氮气体作为原料气，采用二次压缩模式，将压力从3KPa提高至0.8～1.0MPa，充分回收压缩能，比起从空气中制取氮气，节能达20％以上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，包括二氧化碳化学法回收系统、二氧化碳精制液化系统和氮气PSA浓缩提纯系统；

所述二氧化碳化学法回收系统包括二氧化碳吸收塔、二氧化碳再生塔、换热器和第一冷却器；

所述二氧化碳吸收塔的塔顶设有放空气出气口，所述二氧化碳吸收塔的内部设有第一喷淋装置，所述二氧化碳吸收塔的塔底设有富液出液口，所述放空气出气口与所述氮气PSA浓缩提纯系统的进气口相连；

所述二氧化碳再生塔的塔顶设有解吸气出气口，所述二氧化碳再生塔的内部设有第二喷淋装置，所述二氧化碳再生塔的塔底设有贫液出液口，所述解吸气出气口与所述二氧化碳精制液化系统的进液口相连；

所述换热器具有高温流体通道和低温流体通道，所述富液出液口与所述低温流体通道的进液口相连，所述低温流体通道的出液口与所述第二喷淋装置的进液口相连；

所述第一冷却器的出液口与所述第一喷淋装置的进液口相连，所述第一冷却器的进液口与所述高温流体通道的出液口相连，所述高温流体通道的进液口与所述贫液出液口相连。

2.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述第一喷淋装置设置在所述二氧化碳吸收塔的塔顶，所述第二喷淋装置设置在所述二氧化碳再生塔的塔顶，所述富液出液口与所述换热器的连接管路上设有富液泵，所述贫液出液口与所述换热器的连接管路上设有贫液泵。

3.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述二氧化碳化学法回收系统还包括烟道气预处理系统，所述烟道气预处理系统包括引风机、脱硫水洗塔和第一气液分离器；

所述引风机与所述脱硫水洗塔的进气口相连，用于将烟道气输送至所述脱硫水洗塔的进气口；

所述脱硫水洗塔的出气口与所述第一气液分离器的进气口相连，所述脱硫水洗塔用于对烟道气进行脱硫处理；

所述第一气液分离器的出气口与所述二氧化碳吸收塔的进气口相连，所述第一气液分离器用于对所述脱硫水洗塔处理后的气体进行气液分离；

优选地，所述脱硫水洗塔的塔顶设有第三喷淋装置，所述脱硫水洗塔的塔底设有脱硫液出液口，连通所述脱硫液出液口与所述第三喷淋装置的进液口的管道上设有脱硫液泵。

4.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述二氧化碳化学法回收系统还包括第二冷却器和第二气液分离器，所述第二冷却器的进气口与所述二氧化碳再生塔的解吸气出气口相连，所述第二冷却器的出气口与所述第二气液分离器的进气口相连，所述第二气液分离器的出气口与所述二氧化碳精制液化系统的进气口相连。

5.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述二氧化碳精制液化系统包括二次脱硫系统、第三冷却器、液化系统和精馏塔，所述二次脱硫系统的进气口与解吸气出气口相连，所述二次脱硫系统的出气口与所述第三冷却器的进气口相连，所述第三冷却器的出气口与所述液化系统的进气口相连，所述液化系统的出液口与所述精馏塔相连；

优选地，所述二氧化碳精制液化系统还包括二氧化碳储罐，所述二氧化碳储罐与所述精馏塔相连。

6.如权利要求5所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述二次脱硫系统包括第一缓冲罐、第一压缩机、脱硫床和干燥床，所述第一缓冲罐的进气口与所述解吸气出气口相连，所述第一缓冲罐的出气口与所述第一压缩机的进气口相连，所述第一压缩机的出气口与所述脱硫床的进气口相连，所述脱硫床的出气口与所述干燥床的进气口相连，所述干燥床的出气口与所述第三冷却器的进气口相连；

优选地，所述脱硫床包括两个并联的脱硫塔，所述脱硫塔内设有脱硫吸附剂；所述干燥床包括两个并联的干燥塔，所述干燥塔内设有干燥剂。

7.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述氮气PSA浓缩提纯系统包括除雾器、第四冷却器、第三气液分离器、第二压缩机、干燥器、第二缓冲罐和氮气吸附塔，所述除雾器的进气口与所述二氧化碳吸收塔的放空气出气口相连，所述除雾器的出气口与所述第四冷却器的进气口相连，所述第四冷却器的出气口与所述第三气液分离器的进气口相连，所述第三气液分离器的出气口与所述第二压缩机的进气口相连，所述第二压缩机的出气口与所述干燥器的进气口相连，所述干燥器的出气口与所述第二缓冲罐的进气口相连，所述第二缓冲罐的出气口与所述氮气吸附塔相连。

8.如权利要求1所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述氮气PSA浓缩提纯系统还包括氮气储罐，所述氮气储罐与所述氮气吸附塔的塔顶出气口相连。

9.如权利要求7或8所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统，其特征在于，所述氮气吸附塔至少设有两个；

优选地，两个以上所述氮气吸附塔并联设置。

10.一种同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任意一项所述的化学法和PSA法同步回收烟道气中二氧化碳和氮气的系统同步回收烟道气中二氧化碳和氮气。

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