[实用新型]二氧化碳捕集试验评价测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳捕集纯化处理领域，特别涉及燃煤电厂烟气二氧化碳捕集试验评价测试装置。

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。近年来二氧化的碳捕集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作为吸收剂，经过吸收与解吸两个过程，得到高浓度的二氧化碳。这两个过程伴随着多次冷却和吸热，能量利用率低。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，用于二氧化碳捕集的吸收剂在运行过程中的性能测试特别是其稳定性、腐蚀性与降解率考察也是二氧化碳捕集吸收工艺进行放大的重要研究内容。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种二氧化碳捕集试验评价测试装置，该装置将传统吸收解吸工艺与吸收式热泵系统、蒸汽再压缩热量回收系统有机结合起来，该装置的加热器采用双加热方式，能够灵活有效地降低二氧化碳捕集纯化系统的能耗。该装置可用于药剂性能评价与工艺优化测试，开展药剂稳定性测试、腐蚀性测试、降解测试与捕集系统工艺优化测试实验。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：

本实用新型包括二氧化碳钢瓶、二氧化碳缓冲罐、补水槽、配液槽、空气压缩机、吸收器、贫液冷却器、贫富液换热器、热泵系统、加热器、再生器、闪蒸器、蒸汽压缩机、气液分离器和贫富液样采集处理系统，其特征在于二氧化碳钢瓶与二氧化碳缓冲灌进口相连，二氧化碳缓冲罐出口与第一空气压缩机出口并连后通过气体流量调节阀与吸收器底部进口相连接，吸收器脱出二氧化碳后的顶部气体出口与第一气液分离器进口相连，第一气液分离器上部废气出口与尾气开关阀相连，下部贫液出口与吸收器上部贫液进口相连，吸收器底部富液出口与富液泵进口和富液取样阀分别相连，富液泵出口逐序与贫富液换热器和热泵系统的热泵进口相连，热泵出口与再生器上顶部富液进口和加热器中部富液进分别相连，加热器顶部含富液蒸汽的出口与再生器中下部的含富液蒸进口相连，加热器含富液蒸汽的中部出口分别与再生器的下部填料下端进口相连、下填料上端进口和上部上填料上端进口相连，再生器中下部贫液出口与加热器的下部贫液进口相连，再生器顶部二氧化碳出口与水冷器进口相连，水冷器出口与第二气液分离器上部进口相连，第二气液分离器上部纯二氧化碳出口逐序与尾气取样阀、第三气液分离器、第二空气压缩机和二氧化碳缓冲罐出口相连，再生器底部贫液出口分别与闪蒸器贫液进口和贫液取样阀相连，闪蒸器上部蒸汽出口通过变频控制器和蒸汽压缩机与再生器下部蒸汽进口相连，闪蒸器底部贫液出口逐序通过贫富液换热器、贫液泵、热泵系统的蒸发室、贫液冷却器与吸收器的上部贫液进口相连；补水储槽和配液储槽出口并连后通过补液泵与再生器底上部吸收液进口相连。

吸收器、再生器、加热器和气液分离器设为立式圆柱形，吸收器和再生器各自上下封头与各自圆柱体之间采用法兰连接。

在吸收器的上部和下部安装有腐蚀探针，在线检测贫液和富液对吸收器的腐蚀程度。

吸收器底部富液取样阀和再生器底部贫液取样阀各自与有贫富液样采集处理系统相连，采用气质联用色谱仪分析富液和贫液组分。

第一气液分离器尾气开关阀与气体采集处理系统相连接，在线分析尾气组分。

本实用新型具有以下优点： 

1、该装置设有再生气循环利用系统，将第二气液分离器产生的再生二氧化碳气体经第三气液分离器除水、干燥后由空气压缩机加压返回至吸收器，实现了尾气的循环利用，避免了CO₂排放与资源浪费。

2、将吸收了二氧化碳的富液于再生之前进行升温，提高解吸效果，吸收器底部产生的富液在进入再生器之前，依次通过贫富液换热器、热泵系统和加热器进行加热。本发明为降低贫液的吸收温度，提高贫液吸收能力，将再生器底再生出的贫液依次经过闪蒸器、贫富液换热器、热泵系统及贫液冷却器进行冷却。

3、运用吸收式热泵系统，有效利用贫液余热对富液进行加热，有效利用贫液余热对富液进行加热，实现贫液温度的降低及富液温度的升高，降低了富液再生所需热量与系统能耗。

4、采用双加热方式，经热泵加热后的富液进入再生塔，经塔底部进入电热器（煮沸器）进行再生；或者直接进入加热器进行加热。