用于捕集烟气中二氧化碳的设备和方法与流程

本公开涉及用于捕集烟气中二氧化碳的设备和方法。

背景技术：

1、近年来，随着温室气体导致的环境问题如全球变暖和气候变化的出现，人们正在深入研究二氧化碳捕集技术，以减少温室气体排放，尤其是二氧化碳排放。二氧化碳捕集技术可以大致分为燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。燃烧后co2捕集技术细分为使用基于胺或基于氨的吸收剂的化学吸收法、使用固体吸收剂而不是吸收剂溶液的干式吸收法和使用分离膜的膜分离法。

2、在二氧化碳捕集技术中，使用膜的膜分离法是一种生态友好的方法，为了提高二氧化碳浓度，使其更易于储存和使用，提出了通过引入分离塔来获得液化二氧化碳的技术。然而，在从液化过程中获得的低温气体中回收二氧化碳时，必须让气体在加热或冷热回收后通过分离膜，这需要额外的能源消耗。

3、为了解决这一问题，经过反复研究，发明人发现，通过允许液化过程中获得的低温气体通过分离膜，同时保持气体处于低温状态，能够增加二氧化碳的分离效率并提高二氧化碳回收率而无需额外的过程，并且完成了本公开。

4、[相关文献]

5、[专利文献]

6、(专利文献1)专利文献1.韩国专利公开号10-2021-0104469

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决上述问题，因此本公开旨在提供捕集烟气中二氧化碳的方法和设备，包括二氧化碳捕集分离膜、分离塔和二氧化碳回收分离膜，其中使用二氧化碳回收分离膜的二氧化碳回收方法利用通过分离塔的二氧化碳液化过程中的冷热，从而显著降低能耗，显著提高分离效率。

3、技术方案

4、本公开的方面提供了用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其包括：第一压缩机，其被配置为压缩包括烟气的第一压缩机进料气；第一捕集分离膜，其被配置为将包括由第一压缩机压缩的气体的第一捕集分离膜进料气分离成第一捕集分离膜渗透气体和第一捕集分离膜残余气体；第二压缩机，其被配置为压缩包括第一捕集分离膜渗透气体的第二压缩机进料气；液化换热器，其被配置为冷却由第二压缩机压缩的气体；分离塔，其被配置为将由液化换热器冷却的气体分离成高纯度二氧化碳液体和含二氧化碳的气体；以及第一回收分离膜，其被配置为将含二氧化碳的气体分离成第一回收分离膜渗透气体和第一回收分离膜残余气体，并将第一回收分离膜渗透气体循环至第一压缩机、第一捕集分离膜或第二压缩机。

5、本公开的另一方面提供了用于捕集烟气中二氧化碳的方法，其包括：第一压缩步骤，由第一压缩机压缩包括烟气的第一压缩机进料气；第一捕集步骤，将包括由第一压缩机压缩的气体的第一捕集分离膜进料气进料至第一捕集分离膜，分离成第一捕集分离膜渗透气体和第一捕集分离膜残余气体；第二压缩步骤，由第二压缩机压缩第一捕集分离膜渗透气体；液化步骤，通过液化换热器冷却由第二压缩机压缩的气体；分离提纯步骤，将由液化换热器冷却的气体进料至分离塔，分离成含二氧化碳的气体和高纯度二氧化碳液体；以及第一回收步骤，将含二氧化碳的气体进料至第一回收分离膜，使通过第一回收分离膜的第一回收分离膜渗透气体循环至第一捕集分离膜或第二压缩机。

6、有益效果

7、本公开的用于捕集烟气中二氧化碳的方法和设备通过回收分离塔中通过分离膜获得的气体来减少二氧化碳排放。

8、另外，本公开可以通过利用在分离塔(液化过程)中产生的低温来回收在分离塔上部获得的气体中的二氧化碳，从而提高二氧化碳回收效率。

9、此外，本公开可以通过再循环二氧化碳捕集方法和设备中的气流来减少二氧化碳排放并增加二氧化碳的比例，从而提高分离效率。

1.一种用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其包括：

2.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其还包括：

3.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其中进料至第一回收分离膜的气体的温度为-40℃至0℃。

4.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其中第一回收分离膜由聚砜(psf)或聚酰亚胺(pi)中的至少一种制成。

5.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，在将由第一压缩机压缩的气体进料至第一捕集分离膜之前，其还包括：

6.根据权利要求2所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，在将由第一压缩机压缩的气体或第一捕集分离膜渗透气体中的至少一种捕集分离膜进料气进料至分离膜之前，其还包括：

7.根据权利要求2所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其还包括：

8.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其还包括：

9.根据权利要求8所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其中残余二氧化碳气体被循环至第一捕集分离膜。

10.根据权利要求8所述的用于捕集烟气中二氧化碳的设备，其还包括：

11.一种用于捕集烟气中二氧化碳的方法，其包括：

12.根据权利要求11所述的用于捕集烟气中二氧化碳的方法，其还包括：

13.根据权利要求11所述的用于捕集烟气中二氧化碳的方法，其中第一回收分离膜由聚砜(psf)或聚酰亚胺(pi)中的至少一种制成。

14.根据权利要求11所述的用于捕集烟气中二氧化碳的方法，其还包括：

15.根据权利要求11所述的用于捕集烟气中二氧化碳的方法，在将由第一压缩机压缩的气体进料至第一捕集分离膜之前，其还包括：