[发明专利]烟气的预处理及二氧化碳捕集纯化回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集回收领域，特别涉及燃煤电厂烟气的预处理及二氧化碳捕集纯化回收装置。 

背景技术

二氧化碳是全球变暖，产生极端气候灾害的主要原因之一。近年来二氧化碳的碳捕集与纯化成为热点研究课题。燃煤电厂是中国主要的电力与热量供应源，也是最大的二氧化碳排放源。将捕集、纯化后的二氧化碳用以驱油并将其封存在废弃油层中，具有重要的经济和社会效益。 

现有的二氧化碳捕集纯化工艺主要依靠乙醇胺（MEA）作为吸收剂，经过化学吸收解吸过程，得到高浓度的二氧化碳。化学吸收解吸过程的能耗是由于再沸器中利用低压蒸汽对富液进行加热，使得二氧化碳从溶液中解吸出来，这样的加热模式使得蒸汽的热能利用不够充分，整体能量利用率较低，所以寻求其他高效率的加热工艺模式尤为重要。 

同时对于常规工艺流程，贫富液换热后贫液进贫液水冷器降温至适当的反应温度，在贫液冷却过程中很大一部分热量被冷却水带走，没有实现热能的综合利用。如果添加热泵系统，可以将贫液热量回收至富液，有效降低系统能耗。 

发明内容

本发明的目的提供了一种烟气二氧化碳的预处理及捕集纯化回收装置。克服传统的二氧化碳化学吸收解吸工艺存在能量利用率低、能耗大等问题。本发明的目的在于减少外部热量输入、谋求节能化的二氧化碳气体捕集回收，有效地降低了捕集纯化系统的能耗。 

本发明包括吸收器、贫富液换热器、热泵系统、加热器、再生器、闪蒸器、蒸汽压缩机、旋流分离器，其特征在于烟气经烟气入口流量调节阀调节烟气流量进入脱硫脱硝处理器，脱硫脱硝预处理后的烟气从吸收器底部进入吸收二氧化碳，烟气经吸收器底部隔栅型气体分布器分布上升，二氧化碳被吸收液吸收变为富液；剩余气体经顶部设有的高密度除沫网除沫，进入旋流分离器，进行气液分离，气体从旋流分离器顶部出去，进入后续处理流程，旋流分离器底部液体经旋流分离器液位控制阀进入补液池，吸收液经贫液泵连续从吸收器顶部进入，对烟气中的二氧化碳进行吸收；吸收了二氧化碳的富液从吸收器底部出来经吸收器液位调节阀进行塔内液位调节进入富液泵泵入贫富液换热器，经过贫富液换热器升温后的富液进入吸收式热泵系统进行加热，再进入加热器进行继续进行升温，经加热器加热的富液变为二氧化碳气体和富含二氧化碳的液体，二氧化碳气体从加热器顶部出来从再生器底部进入进行再生，富含二氧化碳的液体从加热器底部出来分两路经富液流量调节阀调节从再生器的中部和上部进入进行再生，再生的二氧化碳气体从再生器顶部出来进入冷水器降温，降温后进入旋流分离器分离，分离后的二氧化碳气体从旋流分离器顶部出来进入分子筛脱水器进行脱水，脱水后的二氧化碳气体从分子筛顶部出来进入二氧化碳气体储罐，旋流分离器底部和分子筛底部的水经旋流分离器液位控制阀进入补液池；再生器底部的贫液进入通过补液池和补液泵给闪蒸器补水管路，通过再生液位调节阀控制进入闪蒸器；闪蒸器闪蒸的蒸汽经变频控制器控制、蒸汽压缩机压缩从再生器底部进入，给再生器加热，闪蒸出来的贫液从闪蒸器底部出来经贫富液换热器进入热泵系统的蒸发室，从蒸汽蒸发室出来进入贫液冷却器，冷却后通过贫液泵增压和贫液流量调节阀调节进入吸收器上部对进来的烟气烟气中的二氧化碳气体循环吸收。 

加热器设为电加热器，对富液进行加热，电加热器产生的高温蒸汽从顶部引入再生器底部的填料的下端面，为再生器提供蒸汽热源，电加热器所产生的高温富液分别从再生器上部填料的上端面及底部填料的上端面引入再生器进行再生。 

本发明适用的压力范围为0.1-1MPa， 

吸收器底部富液温度为45℃-47℃，进入贫富液换热器换热后升为65℃-68℃， 进入热泵系统的温度升至85℃-88℃，富液进入电加热器加热温度为105℃-108℃。

在再生塔的再生作用下，富液产生的二氧化碳依次通过水冷器降温、旋流分离器除去液体及分子筛脱水器干燥。生成的高纯度二氧化碳气体从分子筛脱水器顶部出去，并进入后续处理流程。旋流分离器和分子筛脱水器底部产生的液体通过旋流分离器液位控制阀2汇入补液池。 

补液池的液体通过补液泵16再生塔底部产生的再生贫液一同进入闪蒸器29，在低压下闪蒸器产生的蒸汽通过蒸汽压缩机26进行压缩后进入再生器底部，闪蒸器底部产生的贫液则进入贫富液换热器与富液进行热量交换，以降低温度。闪蒸器与蒸汽压缩机之间设有变频控制器27以实现闪蒸器内压力与进入蒸汽压缩机蒸汽流量的联动控制。