捕集方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种0)2捕集方法，尤其是涉及一种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法。本发明还涉及一种专用于所述方法的CO2捕集系统。
【背景技术】
[0002]工业上CO2捕集工艺根据与燃烧反应的相对关系可分为燃烧前捕集(如，IGCC)，燃烧中捕集(如富氧燃烧)和燃烧后捕集。我国新增燃煤电厂数量受限，而已存电厂改造成富氧燃烧或IGCC电厂投入较大、操作困难。基于对技术成熟度、适用范围等因素的考量，燃烧后捕集技术应用较广。
[0003]目前世界范围内电厂脱碳采集的示范技术基本均为有机胺MEA等为主体的化学吸收技术，MEA脱除CO2技术具有吸收速率快，价格廉价等特点，故而广泛应用于电力工业中二氧化碳的吸收过程中。但MEA脱除CO2技术的缺点是有一定腐蚀性、解吸能耗大、能耗大致为4.2MJ/kg CO2,而且MEA脱除CO2由于反应速率及反应容量的限制，CO 2吸收剂相对循环量较大，经济脱碳效率仅为80%?85% ;此外，MEA的挥发及降解产物对环境的影响有待进一步评估。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法。
[0005]本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供专用于上述方法进行0)2捕集的系统。
[0006]采用本发明的方法和系统，可将蒸发少至能忽略不计的新型离子液体吸收剂吸收
0)2后通过萃取技术分离，实现CO 2吸收剂的大容量反应和小循环量再生，有效提高CO 2脱除率的同时降低再生成本；同时，大容量吸收剂利于降低吸收剂有效浓度，从而减小吸收剂对吸收系统的腐蚀；并进一步减少技术本身对环境不良影响，实现低能耗、绿色碳捕集。
[0007]解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0008]—种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法，其特征是包括以下步骤:
[0009]SI，将从吸收塔吸收完CO2的富液，通过萃取分离塔萃取分离为浓相A和稀相B ;
[0010]S2，浓相A用输送栗将其送至再生塔再生；
[0011]S3，再生后的浓相A和不进行再生的稀相B，分别通过输送栗输送至混合器混合均匀后再进入吸收塔捕集co2。
[0012]所述的进入吸收塔前的高温烟气通过冷却器冷却，即将进入再生塔的浓相A被加热。
[0013]所述的浓相A和稀相B混合均匀后的吸收剂从吸收塔顶部进入吸收塔后往下流动，烟气从吸收塔下方进入向上流动。
[0014]分离后的两相，其中浓相A体积只占吸收剂的10?20%，但吸收了 90%以上的CO2;稀相B体积占吸收剂的80?90%，但只吸收10%以下的CO2，不需要进行再生。
[0015]解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0016]—种低能耗且吸收剂可萃取再生的0)2捕集系统，其特征是:包括以管道连接的冷却器、吸收塔、富液栗、萃取分离塔、浓相升压栗、贫液冷却器、再沸器、再生塔和冷凝器，所述的冷却器输入烟气、冷凝器输出至二氧化碳压缩系统，所述的萃取分离塔另有稀相B回路经稀相升压栗和混合器后返回所述吸收塔，所述的贫液冷却器另有浓相A回路经混合器后返回所述吸收塔，所述的冷却器的冷却水经循环栗送至再沸器循环冷却，所述的再生塔有管道经贫液栗之后连通贫液冷却器，所述的吸收塔输出高浓度氮气。
[0017]有益效果:本方法及系统通过大幅减少吸收剂的再生量和采用光热驱动再生技术，降低再生能耗的同时，还能保证CO2捕集效果。
[0018]本发明相对现有的0)2捕集技术，可以降低吸收剂再生能耗60%以上。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的低能耗的烟气CO2捕集系统示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明的低能耗且吸收剂可萃取再生的0)2捕集方法实施例，包括以下步骤:
[0021 ] SI，将从吸收塔吸收完0)2的富液，通过萃取分离塔萃取分离为浓相A和稀相B ;
[0022]S2，浓相A用输送栗将其送至再生塔再生；
[0023]S3，再生后的浓相A和不进行再生的稀相B，分别通过输送栗输送至混合器混合均匀后再进入吸收塔捕集co2。
[0024]专用于上述低能耗且吸收剂可萃取再生的0)2捕集方法的系统，包括以管道连接的冷却器1、吸收塔2、富液栗4、萃取分离塔5、浓相升压栗6、贫液冷却器8、再沸器9、再生塔11和冷凝器12，冷却器输入烟气、冷凝器输出至二氧化碳压缩系统，萃取分离塔另有稀相B回路经稀相升压栗7和混合器3后返回吸收塔，贫液冷却器另有浓相A回路经混合器后返回吸收塔，冷却器的冷却水经循环栗送至再沸器循环冷却，再生塔有管道经贫液栗10之后连通贫液冷却器，吸收塔输出高浓度氮气。
[0025]其中:
[0026]混合器
[0027]—类新型的0)2吸收剂，由两相A和B组成，A相对CO 2具有高效的吸收率，A相和B相的体积比为1/9?1/4，在进入吸收塔前通过混合器混合均匀，混合均匀的吸收剂保留对CO2的较快吸收速率和较大吸收容量。
[0028]吸收塔
[0029]混合均匀的吸收剂从吸收塔顶部进入吸收塔后往下流动，与进入吸收塔后往上流动的烟气进行反应，吸收完CO2的吸收剂最终落到吸收塔底部成为富液。富液经富液栗输送到富液萃取分离塔进行萃取分离。
[0030]富液萃取分离塔
[0031]富液萃取分离塔内的富液沉降分层，其中底部的为浓相A，体积只占吸收剂的10?20%，但吸收了 90%以上的CO2;萃取分离塔上部为稀相B，体积占吸收剂的80?90%，但只吸收了 10%以下的CO2;浓相A用浓相输送栗送至再生塔再生，稀相B不需要进行再生，通过稀相输送栗送回混合器与再生后的A相再次混合。
[0032]再生塔
[0033]占比10?20%的浓相A用浓相输送栗送至再生塔后，通过受热实现再生，少循环量的吸收剂需要较少的再生能耗，因此可有效提高经济脱碳效率。再生后的吸收剂A相通过贫液栗送回混合器与从萃取分离塔来的稀相B再次混合。
[0034]热量回收循环回路
[0035]吸收剂在温度较低时对0)2有较大的吸收溶解度，当吸收剂吸收热量升高到一定温度时会释放CO2实现再生。
[0036]本发明设有两个热量回收回路，回路一为:进入吸收塔前的高温烟气通过冷却器将热量传给回路一的工质，实现吸收塔内吸收剂低温条件下对CO2的高效吸收，吸收了热量的工质通过循环栗送至再沸器，加热即将进入再生塔的浓相A，从而有效降低吸收剂的再生能耗；放热后的工质又循环至冷却器吸收烟气的热量，实现热量的回收再用。
[0037]回路二为:浓相A通过吸收大量热量实现再生，再生后的吸收剂A相经过贫液冷却器后将热量传给即将再生的浓相A，从而减少浓相A的再生能耗；放热后的吸收剂A相循环至混合器与B相混合，从而提高了吸收剂对0)2的吸收溶解度。
[0038]本发明的应用范围可涉及如下方面:
[0039]1、火力发电厂有亚临界参数机组、超临界参数机组、超超临界参数机组，火力发电厂均采用燃煤发电，煤燃烧时会生成大量C02。
[0040]2、非电力行业中如化工提纯行业、食品行业及钢铁炼制业等涉及CO2分离环节的企业；
[0041]3、可作为承担不同类型吸收剂的验证试验，并对不同体系的操作工况条件进行优化的试验平台。
【主权项】
1.一种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法，其特征是包括以下步骤: SI，将从吸收塔吸收完CO2的富液，通过萃取分离塔萃取分离为浓相A和稀相B ; S2，浓相A用输送栗将其送至再生塔再生； S3，再生后的浓相A和不进行再生的稀相B，分别通过输送栗输送至混合器混合均匀后再进入吸收塔捕集CO2。2.根据权利要求1所述的低能耗且吸收剂可萃取再生的C02捕集方法，其特征是:所述的进入吸收塔前的高温烟气通过冷却器冷却，即将进入再生塔的浓相A被加热。3.根据权利要求1所述的低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法，其特征是:所述的浓相A和稀相B混合均匀后的吸收剂从吸收塔顶部进入吸收塔往下流动，烟气从吸收塔下方进入向上流动。4.一种专用于如权利要求1至3任意一项所述方法的CO2捕集系统，其特征是:包括以管道依次连接的冷却器(I)、吸收塔(2)、富液栗(4)、萃取分离塔(5)、浓相升压栗￠)、贫液冷却器(8)、再沸器(9)、再生塔(11)和冷凝器(12)，所述的冷却器输入烟气、冷凝器输出至二氧化碳压缩系统；所述的萃取分离塔另有稀相B回路依次经稀相升压栗(7)和混合器(3)后返回所述吸收塔，所述的贫液冷却器另有浓相A回路经混合器后返回所述吸收塔，所述的冷却器的冷却水经循环栗送至再沸器循环冷却，所述的再生塔有管道经贫液栗(10)之后连通贫液冷却器，所述的吸收塔输出高浓度氮气。
【专利摘要】一种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2捕集方法，包括步骤：S1，将从吸收塔吸收完CO2的富液，通过萃取分离塔萃取分离为浓相A和稀相B；S2，浓相A用输送泵将其送至再生塔再生；S3，再生后的浓相A和不进行再生的稀相B，分别通过输送泵输送至混合器混合均匀后再进入吸收塔捕集CO2。本发明还涉及专用于所述方法的系统。采用本发明的方法和系统，可将蒸发少至能忽略不计的新型离子液体吸收剂吸收CO2后通过萃取技术分离，实现CO2吸收剂的大容量反应和小循环量再生，有效提高CO2脱除率的同时降低再生成本；同时，大容量吸收剂利于降低吸收剂有效浓度，从而减小吸收剂对吸收系统的腐蚀；并进一步减少技术本身对环境不良影响，实现低能耗、绿色碳捕集。
【IPC分类】B01D53/18, B01D53/14
【公开号】CN104998518
【申请号】CN201510456465
【发明人】湛志钢, 周杰联, 朱德臣, 徐齐胜, 李德波, 许凯, 殷立宝
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月29日