[发明专利]一种以CaO 为载体循环捕集二氧化碳的设备及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳减排领域，具体为一种以CaO为载体循环捕集二氧化碳的设备及工艺。 

背景技术

二氧化碳（CO₂）是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献率高达55%，由于CO₂等温室气体排放所引起的气候变化已成为全世界关注的焦点问题。碳捕集与封存技术（CCS技术）是指将二氧化碳从相关集中排放燃烧源中捕获并分离出来，并采用各种方法存储以避免其排放到大气中的一种技术，是应对气候变化最有效的技术路径之一。 

燃煤发电、钢铁、冶金、水泥等行业生产过程中需要消耗大量的化石燃料，导致大量CO₂的集中排放。CO₂捕集方法主要有3种：燃烧前捕集，燃烧后捕集及富氧燃烧捕集。其中，燃烧后捕集是指对燃烧后排放烟气中CO₂进行捕集的一类方法，包括变压吸附、膜分离、物理吸收及化学吸收等，能直接应用于现有生产设备，投入相对较少，原理简单，适用范围广，由于化学反应的存在，化学吸收法用于CO₂捕集时，吸收能力强，平衡分压低，吸收过程中能维持足够高的传质推动力，可确保高捕集效率，具有较高的可操作性及广阔的市场前景。以MEA为代表的醇胺法利用带有羟基和胺基的碱性水溶液作为溶剂，通过吸收塔和再生塔组成系统对CO₂进行捕集，是目前被研究和运用较多且较为成熟的化学吸收方法，对CO₂的脱除率较高，能适应处理CO₂分压低的混合气体，但该方法采用的吸收剂对系统具有强腐蚀性，且再生能耗高，容易发生氧化、热降解、发生不可逆反应和蒸发等造成吸收剂损失和溶液性能改变等，极大地限制了其应用范围。与传统醇胺法相比，氨水吸收法具有材料成本低、吸收CO₂能力强、再生能耗低、吸收剂不易被其他气体成分降解、对系统腐蚀性小等特 点，是实现燃煤烟气中CO₂有效脱除的另一种化学方法，在国外已经进入工业中试阶段。但是该方法为防止吸收剂泄露，对于系统设备的密封性要求较高，此外对捕集到的CO₂解吸并再生吸收剂的过程中，由于液相平衡分压的存在，NH₃和H₂O与CO₂会一起进入到气相，造成富集所得的CO₂纯度达不到要求。