[实用新型]一种富氧燃烧烟气中的CO2提纯及液化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业废气回收处理装置，尤其涉及一种富氧燃烧烟气中的CO₂提纯及液化装置。

背景技术

目前我国燃煤发电主要是利用空气助燃，燃烧后的CO含量较低，不具有回收捕捉和利用价值。随着国内CO₂的减排压力及燃煤发电技术的提高，一种新型的燃烧技术—富氧燃烧也正在迅速发展。其燃烧后的烟气CO₂含量达到80%左右甚至更高，CO₂的回收捕捉及利用具有广阔前景。

传统的CO₂提纯及液化装置一般主要有预冷系统、液化系统、提纯精馏系统、制冷循环系统等组成。经过预处理后的原料气中CO₂含量一般在98%以上，通过制冷循环系统分别预冷和液化，然后节流到一定压力进入精馏塔精馏，塔顶带有冷凝器，塔底带有再沸器。通过精馏在再沸器底部获得液体产品CO₂，塔顶的轻组分气通过冷量回收后放空。整套系统较为复杂，且对低纯度的CO₂原料气(CO₂浓度低于95%)，将其提纯液化需要更高的压力和更高的温度，系统能耗高，回收率低。

同时该种提纯液化不具有大规模应用前景，因为当工业应用达到每小时几万标方规模时，需要的制冷量将大幅升高，使得制冷循环系统过于庞大和复杂。而针对富氧燃烧后的CO₂含量在80%的烟气，这种提纯液化技术在系统组织、能耗、规模上都不具有优势。因此研究一种系统相对简单、对低浓度的CO₂(CO₂浓度低于95%)原料气具有较高回收率、能够适应大规模工业应用的CO₂提纯及液化系统是很有实际意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种系统相对简单、对低浓度的CO₂(CO₂浓度在80%左右)原料气具有较高回收率、能够适应大规模工业应用的富氧燃烧烟气CO₂提纯及液化系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现： 

一种富氧燃烧烟气中的CO₂提纯及液化装置，包括原料气换热系统、产品气压缩冷却系统和废气放空系统，所述原料气换热系统包括CO₂烟气换热器，CO₂烟气一级分离器，CO₂烟气二级分离器，所述CO₂烟气换热器内布置有原料CO₂气通道、通过节流阀连通CO₂烟气一级分离器液相出口的一级分离液相返流通道、连通于CO₂烟气一级分离器气相出口与CO₂烟气二级分离器入口之间的一级分离气相通道，以及连通CO₂烟气二级分离器气相出口的二级分离气相返流通道和通过节流阀连通CO₂烟气二级分离器液相出口的二级分流液相返流通道；所述CO₂烟气换热器的原料CO₂气通道连通所述CO₂烟气一级分离器入口；所述CO₂烟气换热器的一级分离液相返流通道出口和二级分流液相返流通道出口分别连通所述产品气压缩冷却系统；所述CO₂烟气换热器的二级分离气相返流通道出口连通所述废气放空系统。

作为优选方式，所述CO₂烟气换热器为两级冷却换热器，其中一级冷却换热器内设有所述原料CO₂气通道、一级分离液相返流通道、二级分离气相返流通道和二级分流液相返流通道，二级冷却换热器内设有所述一级分离气相通道、二级分离气相返流通道和二级分流液相返流通道，所述二级分离气相返流通道和二级分流液相返流通道在所述一、二级冷却换热器间各自相通。

作为优选方式，所述压缩冷却系统包括串联的产品CO₂压缩机，冷却器，液体CO₂泵，所述CO₂烟气换热器的一级分离液相返流通道出口和二级分流液相返流通道出口分别连通所述产品CO₂压缩机。