RU134819U1

RU134819U1 - TECHNOLOGICAL LINE FOR EXTRACTION OF CARBON DIOXIDE FROM SMOKE GASES

Info

Publication number: RU134819U1
Application number: RU2013127955/05U
Authority: RU
Inventors: Сергей Дмитриевич Семеенков; Виктор Васильевич Шелгунов; Дмитрий Игоревич Татаринцев
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2013-11-27

Abstract

Технологическая линия для производства диоксида углерода, включающая последовательно соединенные и технологически связанные между собой трубопроводами подачи рабочих тел теплообменные аппараты, центробежные насосы, накопительные резервуары, турбокомпрессор, колонные аппараты, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит скруббер, расположенный перед колонным аппаратом, десорбер, установленный между колонным аппаратом и теплообменным аппаратом, и дополнительный теплообменный аппарат, расположенный между десорбером и колонным аппаратом.Carbon dioxide production line, which includes heat exchangers, centrifugal pumps, storage tanks, a turbocompressor, column devices, connected in series and technologically connected by pipelines for supplying working fluids, characterized in that it further comprises a scrubber located in front of the column apparatus, a stripper installed between the column apparatus and the heat exchanger, and an additional heat exchanger located between the stripper and the column apparatus.

Description

Полезная модель относится к области технологии извлечения диоксида углерода и может быть использована в промышленных масштабах.The utility model relates to the field of carbon dioxide extraction technology and can be used on an industrial scale.

Технологическая линия для извлечения диоксида углерода из отработанных продуктов сгорания топлива включает соединенные между собой технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, центробежные насосы, резервуар для сбора очищенной воды, гидросепараторы, теплообменный аппарат для последующего охлаждения дымовых газов, теплообменный аппарат для уравнивания температуры дымовых газов и воды, колонные аппараты, вентилятор для вытяжки дымовых газов из колонного аппарата, резервуар для сбора воды, центробежные насосы для перемещения жидкостей соответственно в колонные аппараты и перемешивающий аппарат, для разбавлении раствора щелочи, центробежный насос для эжекции раствором щелочи потока раствора угольной кислоты, выходящего из колонного аппарата, гидросепаратор для отделения диоксида углерода из жидкого раствора соли, компрессора высокого давления для подачи диоксида углерода в резервуар под высоким давлением, резервуар для сбора жидкого триоксида серы (RU 108322, B01D 53/04, 2012 г).The production line for the extraction of carbon dioxide from spent fuel combustion products includes interconnected process pipelines for supplying working fluids, centrifugal pumps, a tank for collecting purified water, hydroseparators, a heat exchanger for subsequent cooling of flue gases, a heat exchanger for equalizing the temperature of flue gases and water, column apparatus, fan for extracting flue gases from the column apparatus, a reservoir for collecting water, centrifugal pumps for moving liquids respectively to the column apparatus and the mixing apparatus, for diluting the alkali solution, a centrifugal pump for ejecting the alkali solution flow of the carbonic acid solution exiting the column apparatus, a hydroseparator for separating carbon dioxide from the liquid salt solution, a high pressure compressor for supplying carbon dioxide to the reservoir under high pressure tank for collecting liquid sulfur trioxide (RU 108322, B01D 53/04, 2012).

Недостатками известной технологической линии является невысокая степень очистки дымовых газов из-за отсутствия стадии очистки от окислов серы и частиц механической взвеси, а также высокое энергопотребление.The disadvantages of the known production line is the low degree of purification of flue gases due to the lack of a stage of purification from sulfur oxides and particles of mechanical suspension, as well as high energy consumption.

Задачей полезной модели является создание усовершенствованной технологической линии для извлечения диоксида углерода из дымовых газов, обеспечивающей удаление окислов серы и частиц механической взвеси из исходного сырья.The objective of the utility model is to create an improved production line for the extraction of carbon dioxide from flue gases, which ensures the removal of sulfur oxides and particles of mechanical suspension from the feedstock.

Техническим результатом полезной модели является повышение степени очистки дымовых газов от окислов серы и частиц механической взвеси, а также снижение энергопотребления.The technical result of the utility model is to increase the degree of purification of flue gases from sulfur oxides and particles of mechanical suspension, as well as reducing energy consumption.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что технологическая линия для извлечения диоксида углерода из дымовых газов, включающая последовательно соединенные и технологически связанные между собой трубопроводами подачи рабочих тел, накопительные резервуары, теплообменные аппараты, центробежные насосы, компрессор, колонные аппараты, согласно полезной модели, она дополнительно содержит скруббер, расположенный перед колонным аппаратом, десорбер, установленный между колонным аппаратом и теплообменным аппаратом, и дополнительный теплообменный аппарат, расположенный между десорбером и колонным аппаратом.The task and technical result is achieved by the fact that the production line for the extraction of carbon dioxide from flue gases, including serially connected and technologically connected by pipelines for the supply of working bodies, storage tanks, heat exchangers, centrifugal pumps, compressor, column devices, according to the utility model, it further comprises a scrubber located in front of the column apparatus, a stripper mounted between the column apparatus and the heat exchanger, and additionally heat exchanger disposed between the stripper and the column apparatus.

Введение в технологическую линию для извлечения диоксида углерода из дымовых газов скруббера, который установлен перед колонным аппаратом, обеспечивает, в результате мокрого золоулавливания, дополнительную очистку дымовых газов от частиц механической взвеси и, частично, окислов серы, растворяющихся в воде, орошаемой скруббер. Это делает технологическую линию универсальной, так как становится применимой для любых видов газообразных отходов, содержащих диоксид углерода.The introduction to the production line for the extraction of carbon dioxide from the flue gases of the scrubber, which is installed in front of the column apparatus, provides, as a result of wet ash collection, an additional purification of flue gases from particles of mechanical suspension and, in part, sulfur oxides that dissolve in the water irrigated by the scrubber. This makes the production line universal, as it becomes applicable to any type of gaseous waste containing carbon dioxide.

Наличие десорбера, расположенного между колонным аппаратом и теплообменным аппаратом, необходимо для термической диссоциации водного раствора карбоната моноэтаноламина, являющегося идеальным абсорбентом для диоксида углерода и растворителем для него. Кроме того, можно очень легко создать условия для термической диссоциации карбоната моноэтаноламина в десорбере. Это и делает предложенный способ более совершенным, нежели способ, представленный в аналоге.The presence of a stripper located between the column apparatus and the heat exchanger is necessary for the thermal dissociation of an aqueous solution of monoethanolamine carbonate, which is an ideal absorbent for carbon dioxide and a solvent for it. In addition, it is very easy to create conditions for the thermal dissociation of monoethanolamine carbonate in a stripper. This makes the proposed method more perfect than the method presented in the analogue.

Установка дополнительного теплообменного аппарата между десорбером и колонным аппаратом позволяет экономить греющий пар для процесса десорбции за счет того, что нагретый регенерированный водный раствор моноэтаноламина, выходящий из десорбера, обогревает холодный водный раствор карбоната моноэтаноламина, выходящий из колонного аппарата и поступающий в десорбер.The installation of an additional heat exchanger between the stripper and the column apparatus saves heating steam for the desorption process due to the fact that the heated regenerated aqueous solution of monoethanolamine leaving the stripper heats a cold aqueous solution of monoethanolamine carbonate leaving the column apparatus and entering the stripper.

Технологическая линия для извлечения диоксида углерода из дымовых газов, представлена на фиг.1.The production line for the extraction of carbon dioxide from flue gases is presented in figure 1.

Технологическая линия для извлечения диоксида углерода из дымовых газов включает в себя последовательно соединенные и технологически связанные между собой технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, центробежный насос 1 для подачи воды с водопроводных сетей, накопительный резервуар 2 с водой, центробежный насос 3 для подачи воды в аппарат для мокрой очистки дымовых газов, центробежный насос 4 для подачи отработанной воды в оборотную систему водоснабжения, скруббер 5 для мокрой очистки дымовых газов, колонный аппарат 6 для извлечения диоксида серы из смеси дымовых газов, колонный аппарат 7 для извлечения диоксида углерода из дымовых газов, дымосос 8 для вытяжки потока дымовых газов, накопительный резервуар 9 с едким натром, резервуар 10 для сбора отходов, центробежный насос 11 для вывода отработанного абсорбента, резервуар 12 для хранения водного раствора моноэтаноламина, центробежные насосы 13 и 14 для подачи водного раствора моноэтаноламина, десорбер 15 для регенерации водного раствора моноэтаноламина, центробежный насос 16 для подачи раствора едкого натра, компрессор 17 для сжатия диоксида углерода, теплообменный аппарат 18 для охлаждения диоксида углерода, газгольдер 19 для хранения сжиженного диоксида углерода, теплообменный аппарат 20 для конденсации диоксида углерода, дополнительный теплообменный аппарат 21 и теплообменный аппарат 22 для нагрева водного раствора моноэтаноламина, центробежный насос 23 для подачи нагретого регенерированного водного раствора моноэтаноламина.The production line for the extraction of carbon dioxide from flue gases includes serially connected and technologically connected technological pipelines for supplying working fluids, a centrifugal pump 1 for supplying water from water supply networks, a storage tank 2 with water, a centrifugal pump 3 for supplying water to the apparatus for wet flue gas cleaning, centrifugal pump 4 for supplying waste water to the reverse water supply system, a scrubber 5 for wet flue gas cleaning, column apparatus 6 for extracting sulfur dioxide from the flue gas mixture, a column apparatus 7 for extracting carbon dioxide from the flue gases, a smoke exhauster 8 for drawing a flue gas stream, a storage tank 9 with sodium hydroxide, a waste collection tank 10, a centrifugal pump 11 for discharging absorbent waste, a tank 12 for storing an aqueous solution of monoethanolamine, centrifugal pumps 13 and 14 for supplying an aqueous solution of monoethanolamine, stripper 15 for regenerating an aqueous solution of monoethanolamine, a centrifugal pump 16 for supplying a sodium hydroxide solution, compressor 17 for carbon dioxide compression, a heat exchanger 18 for cooling carbon dioxide, a gas holder 19 for storing liquefied carbon dioxide, a heat exchanger 20 for condensing carbon dioxide, an additional heat exchanger 21 and a heat exchanger 22 for heating an aqueous solution of monoethanolamine, a centrifugal pump 23 for supplying heated regenerated aqueous solution of monoethanolamine.

Технологическая линия для извлечения диоксида углерода работает следующим образом.The production line for the extraction of carbon dioxide works as follows.

Дымовые газы, на выходе из котельного агрегата поступают в аппарат для мокрого золоулавливания - скруббер 5, вода для орошения которого берется из резервуара 2, а он, в свою очередь, наполняется центробежным насосом 1 из водопроводных сетей. Далее дымовые газы поступают в колонный аппарат 6, где происходит извлечение окислов серы из их смеси 5%-ным раствором едкого натра. Раствор едкого натра подается из резервуара 9 центробежным насосом 16. После этого дымовые газы поступают в колонный аппарат 7. Извлечение диоксида углерода из смеси происходит в колонном аппарате 7 15%-ным водным раствором моноэтаноламина. Моноэтаноламин подается на данный аппарат 7 из резервуара 12, который в свою очередь наполняется центробежным насосом 13 и центробежным насосом 14. Затем дымовые газы выбрасываются в атмосферу дымососом 8. Раствор карбоната моноэтаноламина, проходя промежуточную стадию нагрева в дополнительном теплообменном аппарате 21, поступает в десорбер 15. В условиях повышенных температур происходит его термическая диссоциация, в результате которой регенерированный водный раствор моноэтаноламина подается центробежным насосом 23 в дополнительный теплообменный аппарат 21 и теплообменный аппарат 22 для охлаждения, а после этого - повторно в колонный аппарат 7. Охлаждение газообразного диоксида углерода осуществляется в теплообменный аппарат 18. Затем в компрессоре 17 происходит его сжатие до 60 атмосфер. Далее сжатый диоксид углерода поступает в теплообменный аппарат 20, где происходит его охлаждение и конденсация. После конденсации жидкий диоксид углерода поступает на хранение в газгольдер 19 с последующей отправкой потребителю.Flue gases at the outlet of the boiler unit enter the apparatus for wet ash collection - a scrubber 5, the irrigation water of which is taken from tank 2, and it, in turn, is filled with a centrifugal pump 1 from the water supply networks. Next, the flue gases enter the column apparatus 6, where sulfur oxides are extracted from their mixture with a 5% sodium hydroxide solution. The sodium hydroxide solution is supplied from the tank 9 by a centrifugal pump 16. After that, the flue gases enter the column apparatus 7. The carbon dioxide is extracted from the mixture in the column apparatus 7 with a 15% aqueous solution of monoethanolamine. Monoethanolamine is supplied to this apparatus 7 from the reservoir 12, which in turn is filled with a centrifugal pump 13 and a centrifugal pump 14. Then the flue gases are emitted into the atmosphere by the exhaust fan 8. The monoethanolamine carbonate solution, passing through an intermediate heating stage in the additional heat exchanger 21, enters the stripper 15 Under conditions of elevated temperatures, its thermal dissociation occurs, as a result of which the regenerated aqueous solution of monoethanolamine is supplied by centrifugal pump 23 to additional heat exchanger 21 and heat exchanger 22 for cooling, and thereafter - re-columned in the cooling apparatus 7. The gaseous carbon dioxide is carried out in the heat exchanger 18. Then the compressor 17 it is compressed to 60 atmospheres. Next, the compressed carbon dioxide enters the heat exchanger 20, where it is cooled and condensed. After condensation, liquid carbon dioxide is stored in a gas holder 19, followed by shipment to the consumer.

Данная технологическая линия находится на стадии технического предложения.This production line is at the stage of a technical proposal.

Claims

Carbon dioxide production line, which includes heat exchangers, centrifugal pumps, storage tanks, a turbocompressor, column devices, connected in series and technologically connected by pipelines for supplying working fluids, characterized in that it further comprises a scrubber located in front of the column apparatus, a stripper installed between the column apparatus and the heat exchanger, and an additional heat exchanger located between the stripper and the column apparatus.