CN218249408U - 一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，涉及烟气脱碳技术领域。本实用新型吸收单元，包括吸收塔，所述吸收塔的底部分别与进气管路输出端、富液管路输入端相连，所述吸收塔的顶部分别与尾气洗涤管路、尾气对空管路相连；再生单元，与富液管路输出端相连，其包括再生塔，所述再生塔顶部通过第一冷却管路与再生分离器相连，所述再生塔底部通过第二冷却管路与所述吸收塔的顶部相连，所述再生分离器底部通过循环管路与所述吸收塔的顶部相连；加热单元，能够加热所述再生塔内的富液，其包括补充管路和再沸管路，补充管路和再沸管路均与再生塔底部相连。本实用新型降低再生塔的负荷，降低CO2中胺的浓度，多次循环提高冷凝液的利用率。

Description

一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱碳技术领域，特别是涉及多效利用再生气冷凝液的脱碳系统。

背景技术

典型的有机胺化学吸收法捕集分离CO2的工艺流程：烟气在经过电厂原有的包括脱硫、脱硝、除尘等工序在内的烟气处理系统后，进入碳捕集分离工段，从吸收塔底部进入吸收塔，与从顶部进入的吸收剂贫液在填料表面进行充分接触，烟气中的CO2被吸收剂吸收脱除，尾气经过吸收塔顶部的水洗工序后排出分离工艺进入排放工段，而吸收CO2后的吸收剂富液从吸收塔釜抽出，在经过与再生塔塔釜出口的高温贫液换热后，从再生塔顶部进入再生塔经过再沸器的加热进行高温解吸，产生的高浓度CO2在再生塔塔顶经过冷凝后离开分离工艺进入压缩工段。至此，烟气中的CO2在碳捕集分离工段完成了有效的脱除分离。

再生分离器底部出来的冷凝液是再生程度较高的碳捕集吸收剂，在现有工艺中，冷凝液是经回流泵重新回到再生塔顶部，这样会增大再生塔的负荷且分离后的CO2胺浓度偏高。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有的中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的问题在于再生塔负荷偏大且分离后的CO2胺浓度偏高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，包括吸收单元、再生单元和加热单元；其中吸收单元，包括吸收塔，所述吸收塔的底部分别与进气管路输出端、富液管路输入端相连，所述吸收塔的顶部分别与尾气洗涤管路、尾气对空管路相连；再生单元，与富液管路输出端相连，其包括再生塔，所述再生塔顶部通过第一冷却管路与再生分离器相连，所述再生塔底部通过第二冷却管路与所述吸收塔的顶部相连，所述再生分离器底部通过循环管路与所述吸收塔的顶部相连；加热单元，能够加热所述再生塔内的富液，其包括补充管路和再沸管路，所述补充管路和再沸管路均与再生塔底部相连。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：进气管路输入端与烟气系统相连，且依次经过烟气洗涤塔和脱碳引风机。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述富液管路依次流经富液泵和富贫液换热器的管侧。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述尾气洗涤管路依次流经尾气洗涤泵和洗涤液冷却器。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述尾气对空管路输出端与大气相通。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述第一冷却管路上设有再生气冷却器。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述再生分离器顶部与压缩机相连。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述第二冷却管路依次流经所述富贫液换热器的壳侧、贫液泵和贫液冷却器。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述循环管路上设有回液泵。

作为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的一种优选方案，其中：所述补充管路依次流经碱泵和胺加热器；所述再沸管路上设有再沸器，能够加热所述再生塔内的富液；所述胺加热器和再沸器均由厂用蒸汽加热。

本实用新型有益效果为：

本系统通过循环管路，更改再生分离器底部出来的冷凝液的去处，不再送至再生器塔顶，而去往吸收塔顶部，降低再生塔的负荷，此外还可以用来降低CO2中胺的浓度，多次循环最终提高冷凝液的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的整体连接构件示意图；

图2为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的运行过程流程示意图；

图3为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的主要部件示意图；

图4为本实用新型所述多效利用再生气冷凝液的脱碳系统的支路部件示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～4，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，包括吸收单元100、再生单元200和加热单元300；其中吸收单元100，包括吸收塔101，再生塔吸收塔101的底部分别与进气管路102输出端、富液管路103输入端相连，再生塔吸收塔101的顶部分别与尾气洗涤管路104、尾气对空管路105相连；再生单元200，与富液管路103输出端相连，其包括再生塔201，再生塔201顶部通过第一冷却管路202与再生分离器203相连，再生塔201底部通过第二冷却管路204与再生塔吸收塔101的顶部相连，再生塔再生分离器203底部通过循环管路205与再生塔吸收塔101的顶部相连；加热单元300，能够加热再生塔201内的富液，其包括补充管路301和再沸管路302，再生塔补充管路301和再沸管路302均与再生塔201底部相连。

进气管路102输入端与烟气系统相连，且依次经过烟气洗涤塔102a和脱碳引风机102b。

再生塔富液管路103依次流经富液泵103a和富贫液换热器103b的管侧。

再生塔尾气洗涤管路104依次流经尾气洗涤泵104a和洗涤液冷却器104b。

再生塔尾气对空管路105输出端与大气相通。

本脱碳系统的吸收单元100整体工作流程及原理为：含有CO2的烟气进入进气管路102，先经过烟气洗涤塔102a初步处理，再由脱碳引风机102b引入吸收塔101底部，从下而上的烟气和与从顶部进入的吸收剂贫液在填料表面进行充分接触，烟气中的CO2被吸收剂吸收脱除，尾气经过尾气洗地泵104a引入尾气洗涤管路104处理并由洗涤液冷却器104b冷却，最后经过尾气对空管路105排放至大气；贫液吸收CO2后形成富液，从吸收塔101底部进入富液管路103，经由富液泵103a和富贫液换热器103b的管侧进入再生单元200。

其中，从下而上的烟气和与从上而下的贫液形成对流，更有利于充分接触吸收，而且方便最终回收富液以及对空排放烟气。

进入吸收塔101的吸收剂贫液是冷却降温的，否则CO2的吸收效果不好，因为高温下CO2会逃逸。

实施例2

参照图1～4，为本实用新型第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：再生塔第一冷却管路202上设有再生气冷却器202a。

再生塔再生分离器203顶部与压缩机相连。

再生塔第二冷却管路204依次流经再生塔富贫液换热器103b的壳侧、贫液泵204a和贫液冷却器204b。

再生塔循环管路205上设有回液泵205a。

本脱碳系统的再生单元200整体工作流程及原理为：含有CO2和有机胺的富液进入再生单元200的再生塔201顶部，向下流到再生塔201底部的再沸管路302，利用再沸器302a的高温解吸CO2，之后CO2向上从再生塔201顶部离开再生塔201，进入第一冷却管路202，经过再生气冷却器202a进入再生分离器203，这时再生分离器203中主要为CO2，但仍混入部分胺，残留的胺液进入循环管路205，通过回液泵205a重新进入吸收塔101顶部；富液解吸后变为高温贫液，从再生塔201底部离开再生塔201，进入第二冷却管路204，依次流过富贫液换热器103b的壳侧、贫液泵204a和贫液冷却器204b，重新进入吸收塔101顶部。

其中，进入吸收塔101的贫液来源分为两路，一路是第二冷却管路204回收的高温贫液，这部分需要降温；另一路是循环管路205的低温贫液，已经经过降温。在之前的工艺中，第二路循环管路205的低温贫液是直接进入再生塔201的，这加重了再生塔201的负荷，而且循环路径短，胺浓度高，使得解吸后的CO2纯度并不理想，所以本系统将循环管路205的输出端前移至吸收塔，一方面减轻循环管路205负荷，另一方面扩大循环流程，使得解吸更加充分，降低胺浓度，最终提高冷凝液利用率。

第二冷却管路204的高温贫液需要降温，进入再生塔201的低温贫液需要升温，所以设计了富贫液换热器103b，前者走壳侧，后者走管侧，正好直接交换热量，无需另外的冷源或者热源，经济环保。

当然富贫液换热器103b只是辅助效果，最终高温贫液冷却还是贫液冷却器204b完成。

实施例3

参照图1～4，为本实用新型第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：再生塔补充管路301依次流经碱泵301a和胺加热器301b；再生塔再沸管路302上设有再沸器302a，能够加热再生塔201内的富液；再生塔胺加热器301b和再沸器302a均由厂用蒸汽加热。

因为即使再生单元200的高温解吸效果再好，也会有少量胺混入CO2，这部分胺会损失掉，所以设计了循环管路205回收一部分胺液，即使如此，也不能保证100％回收胺液，所以设计了加热单元300的补充管路301，即胺液由碱泵301a打入胺加热器301b，起到预热功能，再进入再生塔201。

胺加热器301b和上述提到的再沸器302a均由厂用蒸汽加热。

综上，本系统整体工作流程为：含有CO2的烟气进入进气管路102并引入吸收塔101底部，从下而上的烟气和与从顶部进入的吸收剂贫液在填料表面进行充分接触，烟气中的CO2被吸收剂吸收脱除，尾气洗涤管路104处理最后经过尾气对空管路105排放至大气；贫液吸收CO2后形成富液，从吸收塔101底部进入富液管路103进入再生单元200；含有CO2和有机胺的富液进入再生单元200的再生塔201顶部，向下流到再生塔201底部的再沸管路302，利用再沸器302a的高温解吸CO2，之后CO2向上从再生塔201顶部离开再生塔201，经过第一冷却管路202进入再生分离器203，残留的胺液进入循环管路205，重新进入吸收塔101顶部；富液解吸后变为高温贫液，从再生塔201底部离开再生塔201，进入第二冷却管路204重新进入吸收塔101顶部；适时用补充管路301补充预热损失的胺液。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：包括，

吸收单元(100)，包括吸收塔(101)，所述吸收塔(101)的底部分别与进气管路(102)输出端、富液管路(103)输入端相连，所述吸收塔(101)的顶部分别与尾气洗涤管路(104)、尾气对空管路(105)相连；

再生单元(200)，与富液管路(103)输出端相连，其包括再生塔(201)，所述再生塔(201)顶部通过第一冷却管路(202)与再生分离器(203)相连，所述再生塔(201)底部通过第二冷却管路(204)与所述吸收塔(101)的顶部相连，所述再生分离器(203)底部通过循环管路(205)与所述吸收塔(101)的顶部相连；

加热单元(300)，能够加热所述再生塔(201)内的富液，其包括补充管路(301)和再沸管路(302)，所述补充管路(301)和再沸管路(302)均与再生塔(201)底部相连。

2.根据权利要求1所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：进气管路(102)输入端与烟气系统相连，且依次经过烟气洗涤塔(102a)和脱碳引风机(102b)。

3.根据权利要求2所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述富液管路(103)依次流经富液泵(103a)和富贫液换热器(103b)的管侧。

4.根据权利要求1～3任一所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述尾气洗涤管路(104)依次流经尾气洗涤泵(104a)和洗涤液冷却器(104b)。

5.根据权利要求4所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述尾气对空管路(105)输出端与大气相通。

6.根据权利要求5所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述第一冷却管路(202)上设有再生气冷却器(202a)。

7.根据权利要求1～3、5和6任一所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述再生分离器(203)顶部与压缩机相连。

8.根据权利要求3所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述第二冷却管路(204)依次流经所述富贫液换热器(103b)的壳侧、贫液泵(204a)和贫液冷却器(204b)。

9.根据权利要求1～3、5、6和8任一所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述循环管路(205)上设有回液泵(205a)。

10.根据权利要求9所述的多效利用再生气冷凝液的脱碳系统，其特征在于：所述补充管路(301)依次流经碱泵(301a)和胺加热器(301b)；

所述再沸管路(302)上设有再沸器(302a)，能够加热所述再生塔(201)内的富液；

所述胺加热器(301b)和再沸器(302a)均由厂用蒸汽加热。

Images