[发明专利]一种基于CO2循环载气的脱除燃煤烟气中CO2的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属燃煤烟气的净化技术领域，特别是涉及一种基于CO₂循环载气的脱除燃煤烟气中CO₂的方法及装置。

背景技术

大气温室效应已是人类所面临的最主要的环境问题之一。二氧化碳是主要的温室气体，而火电厂是二氧化碳的集中排放源，其二氧化碳排放量约占人类活动引起的二氧化碳总排放量的30％。一个600MW的火电厂每小时排放的二氧化碳量可达500吨。因此，为了减少大气中的二氧化碳含量，首要的是减少电站锅炉尾部烟气向大气排放的二氧化碳量，世界各国特别是发达国家都非常重视二氧化碳控制技术的研究和开发。我国是二氧化碳排放大国，尤其是燃煤电站二氧化碳的排放控制同样已经到了刻不容缓的地步。

鉴于燃煤烟气中二氧化碳的严重危害，找到一种能够有效控制二氧化碳气体排放的技术已迫在眉睫。

目前燃煤二氧化碳气体排放控制技术主要可以分为三大类，一类是燃烧后控制技术，包括化学方法、物理方法等，物理方法主要包括溶剂吸收法、吸附分离法、薄膜渗透法以及低温蒸馏法等，化学方法主要指化学吸收法，其原理是使二氧化碳气体与化学溶剂发生化学反应而被吸收；一类是燃烧前控制技术，主要是煤气化技术；一类是富氧燃烧技术。一般认为化学吸附法具有更高的二氧化碳脱除效率，然而技术经济性也是选择二氧化碳减排方式的重要因素，大规模减排二氧化碳方式对于技术经济性提出了更高的要求。各种二氧化碳分离回收方法存在的主要问题是：能耗高，会大幅度降低电厂的发电效率；吸收速度慢，脱除二氧化碳的操作成本高；吸收容量小；二氧化碳脱除率低等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于CO₂循环载气的脱除燃煤烟气中CO₂的方法及装置，该脱除方法过程简单，降低了系统运行成本，可实现二氧化碳的近零排放，对环境的改善起到了相当重要的作用。

本发明的一种基于CO2循环载气的脱除燃煤烟气中CO2的方法，包括下列步骤：

(1)经脱除颗粒物或脱硫脱硝处理后的燃煤烟气通过第一级流化床反应器1底部的烟气进口进入第一级流化床反应器，同时，收集在储气罐中部分二氧化碳作为第一级流化床反应器的流态化气体，经第一级流化床反应器底部的流态化气体入口进入第一级流化床反应器；

(2)在第一级流化床反应器中，烟气中的二氧化碳气体和作为第一级流化床反应器载气的二氧化碳气体与钾基吸收剂进行充分的混合并发生反应，其主要反应方程式为：

K₂CO₃+CO₂+H₂O→2KHCO₃+heat；

(3)充分反应后经第一级流化床反应器上端出口进入第一级气旋分离器，在第一级气旋分离器中分离成净化后的烟气和钾基再生剂，净化后的烟气经第一级气旋分离器上部的净化气体出口排出，钾基再生剂经过第一级气旋分离器的下端分离物出口进入第二级流化床反应器，在第二级流化床反应器中，进行钾基吸收剂的再生反应，其主要反应方程式为；

2KHCO₃→K₂CO₃+CO₂+H₂O-heat；

(4)在第二级流化床反应器中生成的钾基吸收剂通过第二级流化床反应器的下端钾基吸收剂出口被送回第一级流化床反应器，再与第一级流化床反应器中的二氧化碳进行反应，脱除二氧化碳气体，以达到其循环使用；

(5)第二级流化床反应器3中生成的二氧化碳混合物经连接管进入第二级气旋分离器，经第二气旋分离器分离成二氧化碳和其它的物质，二氧化碳经第二气旋分离器上端的连接管送入二氧化碳储气罐储存，其它分离物经第二级气旋分离器的下端分离物出口进入第二级流化床反应器。

所述步骤(2)中的钾基吸收剂的喷入量可根据入口燃煤烟气检测的情况和流态化气体的使用量进行确定和控制；