CN115212709A - 一种化学法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化学法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法，包括吸收单元、吸收液换热单元、再生塔、再生气热泵单元、干燥撬、液化撬，烟气进入吸收单元，烟气依次流经吸收塔吸收段和尾气洗涤段后从顶部出口排出，贫胺液吸收烟气中CO2变成富胺液经过吸收液换热单元进入再生塔再生气并形成贫胺液，贫胺液从再生塔底部流出，经过吸收液换热单元进入吸收塔上部，再生气进入再生气热泵单元进行换热循环，经换热后的再生气进入再生气压缩单元后依次经过干燥撬和液化撬，液态CO2回流，冷凝水送回再生塔上部。本发明有效利用再生塔排出再生气的热量来加热富液，提高废热的利用率，冷凝水回流降低再生气温度，降低碳捕集运行成本和能耗。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种化学法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法。
背景技术
全球气候变暖已成为最令人关注的世界问题，CO2是大气中最主要的温室气体之一，其大量排放对人类的生产和生活造成了潜在的威胁。随着全球工业化的发展，化石燃料的大量燃烧导致大量的工业废气排放到大气中，燃煤烟气是CO2的最主要来源。
有机胺捕集CO2技术是目前最成熟的技术，该技术利用带有羟基和胺基的碱性水溶液作为溶剂,利用吸收塔和再生塔组成系统，对CO2进行捕集，系统内的富液流与贫液流通过热交换器实现余热的回收利用。这种碳捕集系统虽然可以对烟气中的二氧化碳进行捕集,但是有机胺捕集CO2技术能耗较高，如何将解吸塔解吸得到的贫液和气体中的废热进行回收是降低能耗的主要途径，也是节能工艺开发的主要落脚点。
在现有技术中，有一种核电厂尾气碳捕集压缩系统公布号CN103405996B，该方法通过吸收装置、再生装置以及热交换器，使得富液、贫液进行循环的热量交换，促进吸收-再生的过程，最大限度的实现尾气的CO2捕集，但再生过程中有大量的余热被浪费掉了,导致耗能太多,不利于该技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法，克服现有技术中存在的问题，其能够有效利用再生塔排出再生气的热量来加热富液，提高废热的利用率，冷凝水回流降低再生气温度，降低碳捕集运行成本和能耗。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括吸收单元，所述吸收单元的第一端与烟气气源相连，用于将所述烟气中的CO2与所述吸收单元内的贫胺液进行反应生成富胺液，并喷淋清洗烟气；
吸收液换热单元，所述吸收液换热单元的第一端与吸收单元的第二端相连，所述吸收液换热单元的第二端与吸收单元的第三端相连，所述吸收液换热单元的第三端出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，用于贫胺液与富胺液进行热交换；
再生塔，所述再生塔的上部入口与吸收单元的第四端相连，所述再生塔的底部出口与吸收液换热单元的第四端相连，所述再生塔的中部入口与吸收液换热单元的第二富胺液支路相连，所述再生塔的侧边与再沸器相连，用于利用所述再沸器内的高温蒸汽凝液对所述富胺液进行再生，获取再生贫胺液及再生气；
再生气热泵单元，所述再生气热泵单元的第一端与吸收液换热单元的第一富胺液支路相连，所述再生气热泵单元的第二端与再生塔的下部入口相连，所述再生气热泵单元的第三端与再生塔的顶部出口相连，用于进行换热循环，加热富胺液；
再生气压缩单元，所述再生气压缩单元的第一端与冷凝水泵入口相连，所述冷凝水泵出口与再生塔的上部入口相连，所述再生气压缩单元的第二端与再生气热泵单元的第四端相连，用于压缩再生气；
干燥撬，所述干燥撬的入口与再生气压缩单元的第三端相连，用于去除再生气中的残余水分；
液化撬，所述液化撬的入口与干燥撬的出口相连，所述液化撬的出口与再生气压缩单元的第四端相连，用于液化分离再生气，得到液态CO2。
所述吸收单元包括吸收塔、水洗液储罐、水洗液泵、水洗液冷却器，所述吸收塔的下部入口与烟气气源相连，所述吸收塔的中部出口与水洗液储罐入口相连，所述水洗液储罐出口与水洗液泵入口相连，所述水洗液泵出口与水洗液冷却器入口相连，所述水洗液冷却器出口连通水洗液第一支路与水洗液第二支路，水洗液第一支路与吸收塔上部入口相连，水洗液第二支路与再生塔上部入口相连。
所述吸收液换热单元包括富液泵、贫富液换热器、贫液冷却器、贫液泵，所述富液泵入口与吸收塔底部出口相连，所述富液泵出口与贫富液换热器入口相连，所述贫富液换热器顶部出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，第二富胺液支路与再生塔中部入口相连，所述贫液泵入口与再生塔底部出口相连，所述贫液泵出口与贫富液换热器下部入口相连，所述贫富液换热器上部出口与贫液冷却器入口相连，所述贫液冷却器出口与吸收塔中部入口相连。
所述再生气热泵单元包括冷凝器、有机工质储罐、蒸发器、有机工质压缩机、有机工质增压泵、节流阀，所述冷凝器底部入口与贫富液换热器顶部出口第一富液支路相连，所述冷凝器一侧出口与有机工质储罐底部入口相连，所述有机工质储罐顶部出口与节流阀入口相连，所述节流阀出口与蒸发器一侧入口相连，所述蒸发器另一侧出口与有机工质压缩机顶部第一入口相连，所述有机工质压缩机底部出口与冷凝器一侧入口相连，所述有机工质储罐另一侧出口与有机工质增压泵入口相连，所述有机工质增压泵出口与有机工质压缩机顶部第二入口相连，所述冷凝器底部出口与再生塔下部入口相连，所述蒸发器顶部入口与再生塔顶部出口相连。
所述再生气压缩单元包括再生气冷却器、再生气气液分离器、一级压缩机、一级冷却器、一级气液分离器、二级压缩机、二级冷却器、二级气液分离器，所述再生气冷却器入口与蒸发器顶部出口相连，所述再生气冷却器出口与再生气气液分离器第一入口相连，所述再生气气液分离器顶部出口与一级压缩机入口相连，所述一级压缩机出口与一级冷却器入口相连，所述一级冷却器出口与一级气液分离器入口相连，所述一级气液分离器顶部出口与二级压缩机入口相连，所述二级压缩机出口与二级冷却器入口相连，所述二级冷却器出口与二级气液分离器入口相连，所述二级气液分离器顶部出口与干燥撬入口相连，所述液化撬出口与再生气气液分离器第二入口相连，所述一级气液分离器底部出口与再生气气液分离器第三入口相连，所述二级气液分离器底部出口与再生气气液分离器第三入口相连，所述再生气气液分离器出口与冷凝水泵入口相连，所述冷凝水泵出口与再生塔上部入口相连。
本发明还提供一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，包括以下步骤：
步骤a、含CO2的烟气进入吸收塔，烟气依次流经吸收塔吸收段和尾气洗涤段后从顶部出口排出，吸收塔内的贫胺液吸收烟气中CO2形成富胺液积于吸收塔内侧底部；
步骤b、富胺液经过吸收液换热单元进入再生塔，再沸器为再生塔提供热量使再生塔内的富胺液释放再生气并形成贫胺液，贫胺液从再生塔底部流出，经过吸收液换热单元进入吸收塔中部进行喷淋；
步骤c、再生气进入再生气热泵单元，液态有机工质喷雾方式进入有机工质压缩机变成高温高压介质，进入冷凝器放出热量加热富胺液，进行换热循环；
步骤d、再生气从再生气热泵单元排出进入再生气压缩单元，依次经过干燥撬和液化撬，液态CO2回流，尾气洗涤冷凝水、再生气冷凝水和压缩过程冷凝水送回再生塔上部入口。
水洗液储罐内水洗液经水洗液泵送入水洗冷却器，然后送入吸收塔上部入口进行喷淋，回收烟气中的氨，脱除了CO2的烟气从吸收塔顶部排出。
在吸收塔吸收了CO2的贫胺液变成富胺液进入吸收液换热单元，富胺液经富液泵送入贫富液换热器，富胺液与贫胺液进行换热后分别沿第一富液支路输送到冷凝器中，沿第二富液支路输送到再生塔中，再沸器为再生塔提供热量使再生塔内的富胺液释放再生气，在再生塔内的富胺液变成贫胺液后通过贫液泵、富液换热器、贫液冷却器输送到吸收塔中。
所述有机工质储罐中的有机工质一路沿节流阀进入蒸发器，再生塔释放再生气后进入蒸发器，与蒸发器中的有机工质进行热交换后进入有机工质压缩机，所述有机工质储罐中的有机工质另一路沿有机工质增压泵进入有机工质压缩机，在所述有机工质压缩机的作用下变成高温高压介质，进入所述冷凝器放出热量，替代部分再沸器功能，进入冷凝器的富胺液被加热后流入再生塔下部入口，在所述冷凝器换热降温后的有机工质经所述节流阀降压进入所述蒸发器完成换热循环。
本发明提供的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统及其捕集方法有益效果在于：
1、本发明提供的化学法烟气二氧化碳捕集系统，再生气热泵单元的液态有机工质通过喷雾方式进入压缩机，有机工质过饱和进入压缩机，降低压缩机排气温度；
2、有机工质在压缩机的作用下变成高温高压介质，进入所述冷凝器放出热量，加热富液，达到塔釜温度，产生二次蒸汽，降低了富胺液在再生塔所需的热量，降低了能耗，提高了废热的利用率，替代部分再沸器功能；
3、尾气洗涤冷凝水、再生气冷凝水和压缩过程冷凝水送回再生塔余热回收段，降低再生气温度；
4、液态CO2回流，降低再生气进压缩机温度，降低再生气体积流量，降低压缩机功率耗能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明化学法烟气二氧化碳捕集系统的示意图。
图中附图标记说明如下：01.吸收塔；02.水洗液储罐；03.水洗液泵；04.水洗液冷却器；05.再生塔；06.再沸器；07.贫液泵；08.富液泵；09.贫富液换热器；10.贫液冷却器；11.冷凝器；12.有机工质储罐；13.蒸发器；14.有机工质压缩机；15.有机工质增压泵；16.节流阀；17.冷凝水泵；18.冷凝水气液分离器；19.再生气冷却器；20.一级压缩机；21.一级冷却器；22.二级压缩机；23.气液分离器；24.二级冷却器；25.干燥撬；26.气液分离器；27.液化撬
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，现对本发明提供的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统进行说明。一种有机胺法烟气二氧化碳捕集系统，包括吸收单元、吸收液换热单元、再生塔05、再生气热泵单元、再生气压缩单元、干燥撬25、液化撬27；
吸收单元的第一端与烟气气源相连；吸收液换热单元的第一端与吸收单元的第二端相连，吸收液换热单元的第二端与吸收单元的第三端相连，吸收液换热单元的第三端出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，用于贫胺液与富胺液进行热交换；再生气热泵单元的第一端与吸收液换热单元的第一富胺液支路相连，再生气热泵单元的第二端与再生塔05的下部入口相连，再生气热泵单元的第三端与再生塔05的顶部出口相连；再生气压缩单元的第一端与冷凝水泵17入口相连，冷凝水泵17出口与再生塔05的上部入口相连，再生气压缩单元的第二端与再生气热泵单元的第四端相连，用于压缩再生气；干燥撬25的入口与再生气压缩单元的第三端相连，用于去除再生气中的残余水分，液化撬27的入口与干燥撬25的出口相连，液化撬27的出口与再生气压缩单元的第四端相连，用于液化分离再生气，得到液态CO2。
吸收单元包括吸收塔01、水洗液储罐02、水洗液泵03、水洗液冷却器04，吸收塔01的下部入口与烟气气源相连，吸收塔01的中部出口与水洗液储罐02入口相连，所述水洗液储罐02出口与水洗液泵03入口相连，水洗液泵03出口与水洗液冷却器04入口相连，水洗液冷却器04出口连通水洗液第一支路与水洗液第二支路，水洗液第一支路与吸收塔01上部入口相连，水洗液第二支路与再生塔05上部入口相连。
含CO2的烟气进入吸收塔01，洗液储罐02内水洗液经水洗液泵03送入水洗冷却器04，然后送入吸收塔01上部入口进行喷淋，回收烟气中的氨，脱除了CO2的烟气从吸收塔01顶部排出，吸收塔01内的贫胺液吸收烟气中CO2形成富胺液积于吸收塔01内侧底部；
吸收液换热单元包括富液泵08、贫富液换热器09、贫液冷却器10、贫液泵07，富液泵08入口与吸收塔01底部出口相连，所述富液泵08出口与贫富液换热器09入口相连，贫富液换热器09顶部出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，第二富胺液支路与再生塔05中部入口相连，贫液泵07入口与再生塔05底部出口相连，贫液泵07出口与贫富液换热器09下部入口相连，贫富液换热器09上部出口与贫液冷却器10入口相连，贫液冷却器10出口与吸收塔01中部入口相连。
再生塔05的上部入口与吸收单元的第四端相连，再生塔05的底部出口与吸收液换热单元的第四端相连，再生塔05的中部入口与吸收液换热单元的第二富胺液支路相连，再生塔05的侧边与再沸器06相连；
富胺液经富液泵08送入贫富液换热器09，富胺液与贫胺液进行换热后分别沿第一富液支路输送到冷凝器11中，沿第二富液支路输送到再生塔09中，再沸器06为再生塔05提供热量使再生塔05内的富胺液释放再生气，在再生塔05内的富胺液变成贫胺液后通过贫液泵07、富液换热器09、贫液冷却器10输送到吸收塔01中。
再生气热泵单元包括冷凝器11、有机工质储罐12、蒸发器13、有机工质压缩机14、有机工质增压泵15、节流阀16，所述冷凝器11底部入口与贫富液换热器09顶部出口第一富液支路相连，冷凝器11一侧出口与有机工质储罐12底部入口相连，有机工质储罐12顶部出口与节流阀16入口相连，所述节流阀16出口与蒸发器13一侧入口相连，蒸发器13另一侧出口与有机工质压缩机14顶部第一入口相连，有机工质压缩机14底部出口与冷凝器11一侧入口相连，所述有机工质储罐12另一侧出口与有机工质增压泵15入口相连，有机工质增压泵15出口与有机工质压缩机14顶部第二入口相连，冷凝器11底部出口与再生塔05下部入口相连，蒸发器13顶部入口与再生塔05顶部出口相连。
有机工质储罐12中的有机工质一路沿节流阀16进入蒸发器13，再生塔05释放再生气后进入蒸发器13，与蒸发器13中的有机工质进行热交换后进入有机工质压缩机14，有机工质储罐12中的有机工质另一路沿有机工质增压泵15进入有机工质压缩机14，在有机工质压缩机14的作用下变成高温高压介质，进入所述冷凝器11放出热量，替代部分再沸器功能，进入冷凝器11的富胺液被加热后流入再生塔05下部入口，在冷凝器11换热降温后的有机工质经所述节流阀16降压进入所述蒸发器13完成换热循环。
再生气压缩单元包括再生气冷却器19、再生气气液分离器18、一级压缩机20、一级冷却器21、一级气液分离器23、二级压缩机22、二级冷却器24、二级气液分离器26，再生气冷却器19入口与蒸发器13顶部出口相连，再生气冷却器19出口与再生气气液分离器18第一入口相连，再生气气液分离器18顶部出口与一级压缩机20入口相连，一级压缩机20出口与一级冷却器21入口相连，一级冷却器21出口与一级气液分离器23入口相连，一级气液分离器23顶部出口与二级压缩机22入口相连，二级压缩机22出口与二级冷却器24入口相连，二级冷却器24出口与二级气液分离器26入口相连，二级气液分离器26顶部出口与干燥撬25入口相连，液化撬27出口与再生气气液分离器18第二入口相连，一级气液分离器23底部出口与再生气气液分离器18第三入口相连，所述二级气液分离器26底部出口与再生气气液分离器18第三入口相连，再生气气液分离器18出口与冷凝水泵22入口相连，冷凝水泵22出口与再生塔05上部入口相连。
再生气从蒸发器13释放后经过再生气冷却器12和再生气气液分离器18，然后通过管道送入一级压缩机20、一级冷却器21、一级气液分离器23，冷凝水通过管道送入再生气气液分离器18，再生气继续通过管道送入二级压缩机22、二级压缩机24、二级气液分离器26，冷凝水通过管道送入气液分离器18，再生气后续经干燥撬25、液化撬27液化CO2送入再生气气液分离器18，液态CO2回流，尾气洗涤冷凝水、再生气冷凝水和压缩过程冷凝水送回再生塔余热回收段，降低再生气温度。
请参阅图1，本发明还提供一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，包括以下步骤：
步骤a、含CO2的烟气进入吸收塔，烟气依次流经吸收塔吸收段和尾气洗涤段后从顶部出口排出，吸收塔内的贫胺液吸收烟气中CO2形成富胺液积于吸收塔内侧底部；
步骤b、富胺液经过吸收液换热单元进入再生塔，再沸器为再生塔提供热量使再生塔内的富胺液释放再生气并形成贫胺液，贫胺液从再生塔底部流出，经过吸收液换热单元进入吸收塔中部进行喷淋；
步骤c、再生气进入再生气热泵单元，液态有机工质喷雾方式进入有机工质压缩机变成高温高压介质，进入冷凝器放出热量加热富胺液，进行换热循环；
步骤d、再生气从再生气热泵单元排出进入再生气压缩单元，依次经过干燥撬和液化撬，液态CO2回流，尾气洗涤冷凝水、再生气冷凝水和压缩过程冷凝水送回再生塔上部入口。
水洗液储罐内水洗液经水洗液泵送入水洗冷却器，然后送入吸收塔上部入口进行喷淋，回收烟气中的氨，脱除了CO2的烟气从吸收塔顶部排出。
在吸收塔吸收了CO2的贫胺液变成富胺液进入吸收液换热单元，富胺液经富液泵送入贫富液换热器，富胺液与贫胺液进行换热后分别沿第一富液支路输送到冷凝器中，沿第二富液支路输送到再生塔中，再沸器为再生塔提供热量使再生塔内的富胺液释放再生气，在再生塔内的富胺液变成贫胺液后通过贫液泵、富液换热器、贫液冷却器输送到吸收塔中。
所述有机工质储罐中的有机工质一路沿节流阀进入蒸发器，再生塔释放再生气后进入蒸发器，与蒸发器中的有机工质进行热交换后进入有机工质压缩机，所述有机工质储罐中的有机工质另一路沿有机工质增压泵进入有机工质压缩机，在所述有机工质压缩机的作用下变成高温高压介质，进入所述冷凝器放出热量，替代部分再沸器功能，进入冷凝器的富胺液被加热后流入再生塔下部入口，在所述冷凝器换热降温后的有机工质经所述节流阀降压进入所述蒸发器完成换热循环。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括：
吸收单元，所述吸收单元的第一端与烟气气源相连，用于将所述烟气中的CO2与所述吸收单元内的贫胺液进行反应生成富胺液，并喷淋清洗烟气；
吸收液换热单元，所述吸收液换热单元的第一端与吸收单元的第二端相连，所述吸收液换热单元的第二端与吸收单元的第三端相连，所述吸收液换热单元的第三端出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，用于贫胺液与富胺液进行热交换；
再生塔(05)，所述再生塔(05)的上部入口与吸收单元的第四端相连，所述再生塔(05)的底部出口与吸收液换热单元的第四端相连，所述再生塔(05)的中部入口与吸收液换热单元的第二富胺液支路相连，所述再生塔(05)的侧边与再沸器(06)相连，用于利用所述再沸器(06)内的高温蒸汽凝液对所述富胺液进行再生，获取再生贫胺液及再生气；
再生气热泵单元，所述再生气热泵单元的第一端与吸收液换热单元的第一富胺液支路相连，所述再生气热泵单元的第二端与再生塔(05)的下部入口相连，所述再生气热泵单元的第三端与再生塔(05)的顶部出口相连，用于进行换热循环，加热富胺液；
再生气压缩单元，所述再生气压缩单元的第一端与冷凝水泵(17)入口相连，所述冷凝水泵(17)出口与再生塔(05)的上部入口相连，所述再生气压缩单元的第二端与再生气热泵单元的第四端相连，用于压缩再生气；
干燥撬(25)，所述干燥撬(25)的入口与再生气压缩单元的第三端相连，用于去除再生气中的残余水分；
液化撬(27)，所述液化撬(27)的入口与干燥撬(25)的出口相连，所述液化撬(27)的出口与再生气压缩单元的第四端相连，用于液化分离再生气，得到液态CO2；
所述吸收单元包括吸收塔(01)、水洗液储罐(02)、水洗液泵(03)、水洗液冷却器(04)，所述吸收塔(01)的下部入口与烟气气源相连，所述吸收塔(01)的中部出口与水洗液储罐(02)入口相连，所述水洗液储罐(02)出口与水洗液泵(03)入口相连，所述水洗液泵(03)出口与水洗液冷却器(04)入口相连，所述水洗液冷却器(04)出口连通水洗液第一支路与水洗液第二支路，水洗液第一支路与吸收塔(01)上部入口相连，水洗液第二支路与再生塔(05)上部入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收液换热单元包括富液泵(08)、贫富液换热器(09)、贫液冷却器(10)、贫液泵(07)，所述富液泵(08)入口与吸收塔(01)底部出口相连，所述富液泵(08)出口与贫富液换热器(09)入口相连，所述贫富液换热器(09)顶部出口连通第一富胺液支路和第二富胺液支路，第二富胺液支路与再生塔(05)中部入口相连，所述贫液泵(07)入口与再生塔(05)底部出口相连，所述贫液泵(07)出口与贫富液换热器(09)下部入口相连，所述贫富液换热器(09)上部出口与贫液冷却器(10)入口相连，所述贫液冷却器(10)出口与吸收塔(01)中部入口相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述再生气热泵单元包括冷凝器(11)、有机工质储罐(12)、蒸发器(13)、有机工质压缩机(14)、有机工质增压泵(15)、节流阀(16)，所述冷凝器(11)底部入口与贫富液换热器(09)顶部出口第一富液支路相连，所述冷凝器(11)一侧出口与有机工质储罐(12)底部入口相连，所述有机工质储罐(12)顶部出口与节流阀(16)入口相连，所述节流阀(16)出口与蒸发器(13)一侧入口相连，所述蒸发器(13)另一侧出口与有机工质压缩机(14)顶部第一入口相连，所述有机工质压缩机(14)底部出口与冷凝器(11)一侧入口相连，所述有机工质储罐(12)另一侧出口与有机工质增压泵(15)入口相连，所述有机工质增压泵(15)出口与有机工质压缩机(14)顶部第二入口相连，所述冷凝器(11)底部出口与再生塔(05)下部入口相连，所述蒸发器(13)顶部入口与再生塔(05)顶部出口相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述再生气压缩单元包括再生气冷却器(19)、再生气气液分离器(18)、一级压缩机(20)、一级冷却器(21)、一级气液分离器(23)、二级压缩机(22)、二级冷却器(24)、二级气液分离器(26)，所述再生气冷却器(19)入口与蒸发器(13)顶部出口相连，所述再生气冷却器(19)出口与再生气气液分离器(18)第一入口相连，所述再生气气液分离器(18)顶部出口与一级压缩机(20)入口相连，所述一级压缩机(20)出口与一级冷却器(21)入口相连，所述一级冷却器(21)出口与一级气液分离器(23)入口相连，所述一级气液分离器(23)顶部出口与二级压缩机(22)入口相连，所述二级压缩机(22)出口与二级冷却器(24)入口相连，所述二级冷却器(24)出口与二级气液分离器(26)入口相连，所述二级气液分离器(26)顶部出口与干燥撬(25)入口相连，所述液化撬(27)出口与再生气气液分离器(18)第二入口相连，所述一级气液分离器(23)底部出口与再生气气液分离器(18)第三入口相连，所述二级气液分离器(26)底部出口与再生气气液分离器(18)第三入口相连，所述再生气气液分离器(18)出口与冷凝水泵(22)入口相连，所述冷凝水泵(22)出口与再生塔(05)上部入口相连。
5.一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，采用如权利要求1-4任意一项的一种化学法烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、含CO2的烟气进入吸收塔(01)，烟气依次流经吸收塔(01)吸收段和尾气洗涤段后从顶部出口排出，吸收塔(01)内的贫胺液吸收烟气中CO2形成富胺液积于吸收塔(01)内侧底部；
步骤b、富胺液经过吸收液换热单元进入再生塔(05)，再沸器(06)为再生塔(05)提供热量使再生塔(05)内的富胺液释放再生气并形成贫胺液，贫胺液从再生塔(05)底部流出，经过吸收液换热单元进入吸收塔(01)中部进行喷淋；
步骤c、再生气进入再生气热泵单元，液态有机工质喷雾方式进入有机工质压缩机(14)变成高温高压介质，进入冷凝器(11)放出热量加热富胺液，进行换热循环；
步骤d、再生气从再生气热泵单元排出进入再生气压缩单元，依次经过干燥撬(17)和液化撬(18)，液态CO2回流，尾气洗涤冷凝水、再生气冷凝水和压缩过程冷凝水送回再生塔(05)上部入口。
6.根据权利要求5所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，其特征在于，水洗液储罐(02)内水洗液经水洗液泵(03)送入水洗冷却器(04)，然后送入吸收塔(01)上部入口进行喷淋，回收烟气中的氨，脱除了CO2的烟气从吸收塔(01)顶部排出。
7.根据权利要求5所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，其特征在于，在吸收塔(01)吸收了CO2的贫胺液变成富胺液进入吸收液换热单元，富胺液经富液泵(08)送入贫富液换热器(09)，富胺液与贫胺液进行换热后分别沿第一富液支路输送到冷凝器(11)中，沿第二富液支路输送到再生塔(09)中，再沸器(06)为再生塔(05)提供热量使再生塔(05)内的富胺液释放再生气，在再生塔(05)内的富胺液变成贫胺液后通过贫液泵(07)、富液换热器(09)、贫液冷却器(10)输送到吸收塔(01)中。
8.根据权利要求5所述的一种化学法烟气二氧化碳捕集方法，其特征在于，所述有机工质储罐(12)中的有机工质一路沿节流阀(16)进入蒸发器(13)，再生塔(05)释放再生气后进入蒸发器(13)，与蒸发器(13)中的有机工质进行热交换后进入有机工质压缩机(14)，所述有机工质储罐(12)中的有机工质另一路沿有机工质增压泵(15)进入有机工质压缩机(14)，在所述有机工质压缩机(14)的作用下变成高温高压介质，进入所述冷凝器(11)放出热量，替代部分再沸器功能，进入冷凝器(11)的富胺液被加热后流入再生塔(05)下部入口，在所述冷凝器(11)换热降温后的有机工质经所述节流阀(16)降压进入所述蒸发器(13)完成换热循环。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221021 |