CN203183905U - 工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统 - Google Patents

工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统 Download PDF

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吴江
王长建
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Abstract

本实用新型公开了一种工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统，包括洗涤塔、吸收塔和解析塔，其中该系统还包括再沸器、换热器和加热器；高温的原料气体进入再沸器，回收原料气体所含热量，用于提供再生能量；经过再沸器初步降温的原料气体，进入洗涤塔，经上部喷淋的洗涤液脱去酸性气体后经换热器进行换热冷却；经换热冷却的原料气体进入吸收塔，经吸收液贫液吸收后泵输送到解析塔解析，在解析塔的顶部得到合格的二氧化碳产品，底部吸收液经回收热量且冷却后，重新输送到吸收塔吸收原料气体。与现有技术相比，增加了原料气热量的回收、脱硫脱硝设备，经过MEA吸收与解析的工艺过程，提纯出纯度在99%以上的二氧化碳气体。降低回收二氧化碳的再生能耗，减少MEA损耗。

Description

工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统
【技术领域】
本实用新型属于烟道气CO2的回收领域，具体地讲涉及一种工业废气中低含量CO2吸收及解析系统。
【背景技术】
能源与环境已成为全球普遍关注的焦点问题。无论是发达国家还是发展中国家，都把可持续发展战略作为国家宏观经济发展战略的一种必然选择。绝大多数排放的二氧化碳是由化石燃料所引起的。据欧盟有关部门测算，至2010年－2015年化石燃料的份额占居能源总量的80%，化石燃料仍是任何一个工业化国家所依赖的重要的能源，不可能短时间被其它能源所取而代之。所以，从烟道气中捕集二氧化碳是二氧化碳减排的重要课题。
由于MEA是胺类中碱性最强的，它与CO2反应快，净化度高，其分子量小，因此在重量浓度相同时，MEA比其它胺类有更大的吸收能力，烟道气捕集二氧化碳主要采用MEA回收的方式。如申请号为201010593246.6、名称为“一种低分压混合气体祸首CO2的工艺”中公开了一种低分压混合气体回收CO2的工艺，含CO2含量小于0.1MPa的烟道气进入洗涤塔，经引风机进入吸收塔底部，经富液泵进入再生气冷凝器，再进入贫富液换热器，经再生塔顶部喷洒入塔；吸收液分解释放出CO2，由所述再生塔塔顶流出，进入再生器冷凝器，再进入CO2分离器；吸收塔内吸收液为混合醇胺溶液，缓蚀剂为无机类铜盐、有机酸或有机盐，抗氧化降解剂为低价态含氧有机酸盐；该工艺解决了设备易腐蚀问题，降低生产建设成本和运行成本，具有吸附速度快、吸收能力强、CO2纯度高、投资少等优点。但是其缺点是吸收反应热高，因而再生热耗高；
当原料气中含有SO2,COS等酸性气体时，MEA与之反应生成不能再生的化合物，同时其蒸气压高，因而其溶剂的损失较大。
【实用新型内容】
为克服上述缺陷，本实用新型提供了一种工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统，在传统工艺流程的基础上，增加了原料气热量的回收、脱硫脱硝设备。然后经过MEA吸收与解析的工艺过程，提纯出纯度在99%以上的二氧化碳气体。降低回收二氧化碳的再生能耗，减少MEA损耗。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种烟道气CO2吸收及解析系统，包括洗涤塔、吸收塔和解析塔，其中，该系统还包括再沸器、换热器和加热器；
高温的原料气体进入再沸器，回收原料气体所含热量，用于提供再生能量；
经过再沸器初步降温的原料气体，进入洗涤塔，经上部喷淋的洗涤液脱去酸性气体后经换热器进行换热冷却；
经换热冷却的原料气体进入吸收塔，经吸收液贫液吸收后泵输送到解析塔解析，在解析塔的顶部得到合格的二氧化碳产品，底部吸收液经回收热量且冷却后，重新输送到吸收塔吸收原料气体。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，原料气体中CO2的浓度≤20%，压力≤50KPa。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，洗涤塔的上部喷淋的洗涤液为NaHCO3。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，NaHCO3的浓度为20～30%。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，酸性气体包括SO2，COS，NOX。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，吸收塔中的吸收液为烷醇胺类，MEA较优，MEA的浓度优选为20%。解析塔和再沸器之间连接有加热器，加热器用于将解析塔中的热量回收至再沸器中进行利用。
本实用新型的一种烟道气CO2吸收及解析系统，其中，再沸器为一列管式换热器，管程为高温的原料气体，壳程为需要再生的MEA溶液，通过两者的换热，对原料气体进行冷却的同时，加热需要再生的富液。与通常状况下直接用蒸汽加热相比较，通过对高温原料气体热量的回收，生产每吨二氧化碳可节约再生能源约400KW，降低了二氧化碳的再生能耗。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1)通过对原料气热热量的回收，降低回收二氧化碳的再生能耗，生产每吨二氧化碳可节约再生能源约400KW；
2)通过洗涤塔的配置，除去酸性气体，使得MEA的吸收能力增强，损耗减少，每吨二氧化碳消耗的MEA量减低了20%（0.5kg）。
附图说明
图1为本实用新型实施例的流程示意图，
1-再沸器，2-洗涤塔，3-吸收塔，4-换热器，5-解析塔，6-加热器。
【具体实施方式】
实施例1
如图1所示，高温的原料气体（约380℃，CO2的浓度≤20%，压力≤50KPa）进入再沸器1，回收原料气体所含热量，用于提供再生能量；
经过再沸器初步降温的原料气体，进入洗涤塔2，经上部喷淋的20～30%NaHCO3脱去SO2,COS（氧硫化碳），NOX等组分后经换热器4进行换热冷却；
经换热冷却的原料气体进入吸收塔3，经MEA贫液吸收后泵输送到解析塔5进行解析，在解析塔的顶部得到纯度≥99%的二氧化碳产品，底部吸收液经回收热量且冷却后，重新输送到吸收塔吸收原料气体，解析塔和再沸器之间连接有加热器，加热器用于将解析塔中的热量回收至再沸器中进行利用。

Claims (3)

1.一种工业废气中低含量二氧化碳吸收及解析系统，包括洗涤塔、吸收塔和解析塔， 
其特征在于： 
该系统还包括再沸器、换热器和加热器； 
高温的原料气体进入再沸器，回收原料气体所含热量，用于提供再生能量； 
经过再沸器初步降温的原料气体，进入洗涤塔，经过NaHCO3脱去酸性气体后经换热器进行换热冷却； 
经换热冷却的原料气体进入吸收塔，经MEA贫液吸收后泵输送到解析塔解析，在解析塔的顶部得到合格的二氧化碳产品，底部吸收液经回收热量且冷却后，重新输送到吸收塔吸收原料气体。 
2.如权利要求1所述的吸收及解析系统，其特征在于：所述再沸器为一列管式换热器，管程为高温的原料气体，壳程为需要再生的MEA溶液，通过两者的换热，对原料气体进行冷却的同时，加热需要再生的富液。 
3.如权利要求1所述的吸收及解析系统，其特征在于：所述加热器连接于解析塔和再沸器之间。 
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