[发明专利]一种分级吸收再生的烟气脱碳系统

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种一种分级吸收再生的烟 气脱碳系统。

背景技术

气候变暖问题是影响整个人类发展的问题，CO₂是气候变暖的主要贡 献者，而燃煤电站是CO₂最大的排放源，它的比例在我国超过了50％。任 何想要大规模控制CO₂的排放，应对气候变暖，都必须着力于燃煤电站的 CO₂捕集。

燃煤电厂捕碳主要有燃烧前捕集、富氧燃烧技术和燃烧后捕集。燃烧 前捕碳主要用于IGCC电站，后两者则可运用于对传统电厂的改造。其中， 富氧燃烧技术不仅需要增加制氧设备，还需对已有的发电本体进行改造， 燃烧后捕碳则不用对本体进行改造，具有更广泛的适应性。由于传统电站 烟气具有大流量，低分压等特点，采用具有碱性的醇胺溶液，如乙醇胺 (MEA)是最适合于这种烟气特点的技术。

近年来，全球变暖给政府和能源企业带来的压力迅速增高，很多西方 国家已经开始推动实质性的脱碳工作。随着我国碳排放量超过美国以及国 际减排的呼声的加强，电站捕碳很有可能成为我国中短期所需的技术。我 国现有电站中3/4以上为火力发电，现在还没有商业运行的IGCC电站。 所以，开发适合传统电厂的醇胺吸收法捕碳技术，是最为迫切的需求。

利用醇胺溶液从烟气中进行碳捕集的技术在化工行业已经成熟。但 是，由于电厂烟气具有气量大，分压低等特点，该技术运用于电厂最大的 问题是能耗高，体积大。要降低能耗，紧凑体积，一方面可以开发新型高 效的吸收剂，另一方面可以通过开发新型的系统。

实验研究发现，对于传统的捕碳技术，吸收塔在塔下1/3至1/2处已 经吸收了90％左右的CO₂，剩下的一半塔高仅脱出约5％；对于再生系统， 现有的吸收剂一般在付出较少的能量时，就有大部分的CO₂再生出来，而 要继续再生，则需要付出之前成倍的能耗成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种比传统技术具有更低能耗的分级吸收再生 的烟气脱碳系统，以满足传统燃煤电厂，化工行业等对脱碳效率要求不高， 但需大幅降低能耗的CO₂捕集系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：由吸收系统，再生系统 和热交换系统组成，所述的吸收系统包括与引风机相连通的吸收塔，该吸 收塔包括设置在吸收塔底部的富液槽、中部的吸收塔填料和上端的吸收塔 除雾器；

所述的再生系统包括再生塔，该再生塔包括设置在再生塔底部的贫液 槽和上端的再生塔除雾器，贫液槽的上端设置有上、下两级积液槽，上、 下两级积液槽之间及上积液槽的上端分别设置有再生塔填料，再生塔的上 端和下端还分别与再生气分离器、溶液煮沸器相连通；

富液槽通过富液泵与热交换系统的一号贫富液换热器相连通，一号贫 富液换热器输出的第一路与下积液槽的上端的再生塔填料与上积液槽之 间形成的空腔相连通，一号贫富液换热器输出的第二路通过二号贫富液换 热器与上积液槽的上端的再生塔填料与除雾器之间形成的空腔相连通；

贫液槽依次通过一号贫液泵、一号贫富液换热器和一号贫液冷却器与 吸收塔的上端相连通，上积液槽依次通过二号贫液泵，二号贫富换热器与 吸收塔的中部相连通。

本发明的一号贫富液换热器输出的第一路上设置有第一阀门，所述一 号贫富液换热器输出的第二路在二号贫富液换热器与再生塔之间的管路 上设置有第二阀门，一号贫液冷却器与吸收塔相连通的管路上设置有第四 阀门，二号贫富液换热器与吸收塔相连通的管路上设置有第三阀门；溶液 煮沸器的入口与下积液槽相连通，溶液煮沸器的出口与贫液槽相连通；再 生分离器的入口与再生塔除雾器的出口通过再生气冷却器相连通，再生分 离器的一个出口通过回流补液泵与一号贫液冷却器后的贫液管道相连通 并通过第四阀门进入吸收塔。