CN1887405A - 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法:烟气经水洗塔除尘降温,进入吸收塔,吸收剂与烟气在吸收塔内逆流接触,吸收烟气中CO2,吸收CO2后的吸收剂(富液)进入闪蒸塔或汽提塔,分离富液中的杂质(O2、SO2、NOx、CO等),然后,富液经换热器后进再生塔,在再生塔顶得到高纯度的CO2,吸收剂在再生塔底获得再生,再生后的吸收剂(贫液)经换热后去吸收塔循环使用。
Description
技术领域:
本发明涉及到一种从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的方法。
背景技术:
锅炉、燃气轮机、石灰窑的烟道气中含有大量CO2,CO2是一种温室效应气体,其用途很广泛,如用于食品保鲜、膨化烟丝、生产甲醇和尿素等,因而,迫切需要开发从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的新工艺、新方法。目前,工业上通常采用醇胺法脱除和回收CO2。
烟道气中含有的O2、SO2、NOx、CO等杂质,这些杂质会与吸收剂中的醇胺组分发生不可逆反应,使醇胺的消耗增加,同时增加了吸收剂对设备的腐蚀。现有的解决这一问题的主要方法是在吸收液中加入抗氧剂、缓蚀剂等,减轻醇胺的降解及吸收剂对碳钢的腐蚀。这种方法虽然有一定的效果,但从工业应用的情况看,存在吸收剂剂消耗高、设备腐蚀等缺点,特别是在烟道气中O2等杂质含量较高的情况下更是如此。
本发明的目的是提供一种从烟道气体中脱除和回收二氧化碳的方法,本发明对烟气中杂质含量适应性强,且生产出的CO2纯度高,操作简便、经济。
发明内容:
本发明涉及一种从烟道气中脱除和回收CO2的方法。其特征在于:(1)烟道气通过水洗塔除尘、降温;(2)在吸收塔内,烟气与吸收剂(至少含有一种醇胺类物质的水溶液)逆流接触,吸收烟气中CO2;(3)吸收CO2后的吸收剂称为富液,富液由吸收塔底引出,去杂质分离器除去富液中大部分O2、SO2、NOx、CO等杂质;(4)富液与再生后的吸收剂(贫液)在贫富液换热器中加热后进入再生塔顶部;在再生塔顶得到高纯度的CO2,在再生塔底部得到贫液。(5)贫液由吸收塔底引出,进贫富液换热器、贫液冷却器后,进吸收塔上部循环使用。
本发明的一个重要组成部分是在流程中设置了杂质分离器,用于除去富液中O2、SO2、NOx、CO等杂质;除去这些杂质的一种方案是采用气提的方法,即在杂质分离器中让富液与引入的气体逆流接触,从而除去富液中的O2、SO2、NOx、CO等杂质。引入杂质分离中的气体是N2或是再生塔顶含水蒸气的CO2气体。
本发明除去富液中O2、SO2、NOx、CO等杂质另一方案是在杂质分离器中,采用抽真空的方法除去O2、SO2、NOx、CO等杂质;推荐采用喷射器抽真空,喷射器的动力是水或是其它带压流体,本发明推荐采用CO2冷凝器中分离出的冷凝液,冷凝液经回流泵加压后送至喷射器作为动力。
图1是本发明的一个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气提塔。采用2.5~100%的再生塔顶部含水蒸气的CO2气体作气提气。
图2是本发明的第二个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气提塔。采用N2作气提气。
图3是本发明的第三个实施方案示意图,其中杂质分离器包括闪蒸塔和喷射器。
图4是常规技术的工艺流程示意图。
下面结合图1详细描述本发明的内容。100~190℃的烟道气,进入水洗塔(1)下部,与从塔上部喷淋的凉水接触,降温至40~55℃,从塔顶部引出,经风机(2)增压后进入吸收塔(3)下部,在吸收塔内与从吸收塔上部进入的醇胺溶液逆流接触,烟气中的CO2被吸收。未被吸收的气体在吸收塔上部用洗涤水洗涤,回收其中夹带的溶剂后,由塔顶直接放空。
吸收CO2后的溶液称为富液,从吸收塔塔底引入杂质分离器(A)上部。再生塔顶部含大量水蒸气的CO2气体由杂质分离器(A)下部引入,两股物料逆流接触,回收热量并将富液中吸收的O2、SO2、NOx、CO等杂质解吸出来。引入杂质分离器中的气体量占再生塔顶气体总量的2.5~100%,具体比例主要由烟道气中杂质含量决定。
富液脱除杂质后由富液泵(4)抽出,加压后进入贫富液换热器(5),与从再生塔(6)底流出的温度约100~115℃的贫液换热至95~100℃,经再生塔上部进入再生塔(6)。在再生塔内,富液被上升的蒸汽气提,并经过再生塔底的煮沸器(7)加热,解析出CO2。解析出的CO2随同大量的水蒸汽由再生塔塔顶引出,部分或全部进入杂质分离器(A)。
杂质分离器(A)顶部引出的气体与再生气混合进入CO2冷却器(8)冷却至40℃,然后去分离器(9)。分离出水分后的CO2气体去其它工序。冷凝液由回流泵(12)送回再生塔以维持系统水平衡。
再生塔(6)底部设再沸器(7),采用蒸汽或其它热量对塔底溶液间接加热,以保证塔底温度在100~115℃左右。
由再生塔底部引出的贫液经贫富液换热器(5)换热降温,然后由贫液泵(10)升压,经贫液冷却器(11)进一步降温至约35~45℃后,送入吸收塔(3)上部重新吸收CO2。
从再生塔引出一部分贫液进回收设备(13),对吸收剂进行净化处理。
图2是本发明的第二个实施方案示意图,其中杂质分离器包括气提塔(A)。其工艺流程与图1基本相同,不同之处在于本方案采用N2作气提气。
图3是本发明的第三个实施方案示意图,其中杂质分离器包括闪蒸塔(B)和喷射器(C)。喷射器的动力由回流泵(12)提供。
具体实施方式:
下面结合实例对本发明进行进一步的说明。
实施例1:
气源为某厂石灰窑烟道气,其组成如下:
组分 | 含量 |
CO2COSO2NOxN2O2 | 15~18%(V)600~11000mg/Nm330~800mg/Nm3300~700mg/Nm372~75%(V)~10.0%(V) |
在相同操作条件,分别采用图1和图4所示的工艺流程进行对比实验。实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低80%,吸收液对碳钢腐蚀速率降低90%。
实施例2:
气源与实施例1相同。
在相同操作条件,分别采用图2和图4所示的工艺流程进行对比实验。实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低80%,吸收液对碳钢腐蚀速率减少90%,产品CO2气中CO、SO2、NOx、O2的总含量降低83%。
实施例3
气源为某厂一段转化炉烟道气,其组成如下:
组分 | O2 | N2 | CO2 | Ar | SO2 | NOX | H2O | 合计 |
含量V% | 2.24 | 70.26 | 8.58 | 0.83 | 0.967mg/Nm3 | 120mg/Nm3 | 18.08 | 100.0 |
在相同操作条件,分别采用图3和图4所示的工艺流程进行对比实验。实验结果表明,本发明与常规工艺相比吸收剂消耗降低78%,吸收液对碳钢腐蚀速率减少85%。
Claims (10)
1.一种从烟道气中脱除和回收CO2的方法。其特征在于:
(1)烟道气通过水洗塔除尘、降温;
(2)在吸收塔内,烟气与吸收剂(至少含有一种醇胺类物质的水溶液)逆流接触,吸收烟气中CO2;
(3)吸收CO2后的吸收剂称为富液,富液由吸收塔底引出,去杂质分离器除去富液中大部分O2、SO2、NOx、CO等杂质;
(4)富液与再生后的吸收剂(贫液)在贫富液换热器中加热后进入再生塔顶部,在再生塔顶得到高纯度的CO2,在再生塔底部得到贫液。
(5)贫液由再生塔底引出,进贫富液换热器、贫液冷却器后,进吸吸收塔上部循环使用。
2.根据权利要求1所述,在杂质分离器中,采用气提的方法使富液除去O2、SO2、NOx、CO等杂质。
3.根据权利要求1所述,在杂质分离器中,采用抽真空的方法除去O2、SO2、NOx、CO等杂质。
4.根据权利要求1、2所述,在杂质分离器中富液与引入的气体逆流接触,从而除去富液中吸收的O2、SO2、NOx、CO等杂质。
5.根据权利要求1、3所述,采用喷射器抽真空。
6.根据权利要求1、2、4所述,引入杂质分离器中的气体是N2。
7.根据权利要求1、3、5所述,喷射器的动力是水或其它带压流体。
8.根据权利要求1、2、4所述,引入杂质分离器中的气体是再生塔顶含水蒸气的CO2气体。
9.根据权利要求1、3、5所述,喷射器的动力是CO2冷凝器中分离出的水,它通过回流泵加压后送至喷射器作为动力。
10.根据权利要求8所述,引入杂质分离器中的气体是再生塔顶含水蒸气的CO2气体,在气提O2、SO2、NOx、CO等杂质的同时,回收该气体中的热量。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070103 |