捕集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种0)2捕集系统，尤其是涉及一种低能耗且吸收剂可萃取再生的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。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种低能耗且吸收剂可萃取再生的0)2捕集系统，采用本实用新型，可将蒸发少至能忽略不计的新型离子液体吸收剂吸收CO 2后通过萃取技术分离，实现0)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。
[0005]解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种低能耗且吸收剂可萃取再生的CO2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。
[0007]有益效果:本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。
[0008]本实用新型相对现有的0)2捕集技术，可以降低吸收剂再生能耗60%以上。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的低能耗的烟气CO2捕集系统示意图。
【具体实施方式】
[0010]本实用新型的低能耗且吸收剂可萃取再生的0)2捕集系统实施例，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。
[0011]其中:
[0012]混合器
[0013]一类新型的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。
[0014]吸收塔
[0015]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。
[0016]富液萃取分离塔
[0017]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。
[0018]再生塔
[0019]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。
[0020]热量回收循环回路
[0021]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。
[0022]本实用新型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。
[0023]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。
[0024]采用本系统进行CO2捕集的方法包括以下步骤:
[0025]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 ;
[0026]S2，浓相A用输送栗将其送至再生塔再生；
[0027]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。
[0028]本实用新型的应用范围可涉及如下方面:
[0029]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。
[0030]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；
[0031]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(6)、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捕集系统，包括以管道依次连接的冷却器（1）、吸收塔（2）、富液泵（4）、萃取分离塔（5）、浓相升压泵（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回路依次经稀相升压泵（7）和混合器（3）后返回所述吸收塔，贫液冷却器另有浓相A回路经混合器后返回所述吸收塔，冷却器的冷却水经循环泵送至再沸器循环冷却，再生塔有管道经贫液泵（10）之后连通贫液冷却器，吸收塔输出高浓度氮气。本实用新型实现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；同时实现低能耗、绿色碳捕集。
【IPC分类】B01D53/18
【公开号】CN204891545
【申请号】CN201520563384
【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12月23日
【申请日】2015年7月29日