[发明专利]一种适用于煤气化燃烧前的二氧化碳捕获装置及方法

权利要求书

1.一种适用于煤气化燃烧前的二氧化碳捕获装置的捕获方法，其特征在于，

所述二氧化碳捕获装置包括依次串联的第一吸收再生塔、第二吸收再生塔，依次串联的第三吸收再生塔、第四吸收再生塔，所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的顶部设置有气体泄放管线，其与富二氧化碳出口连接，所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的顶部设置溶液入口管线，并与立式沉降罐相连接，所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的底部的液相出口与立式沉降罐连接，所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔顶部的气相出口与卧式两相分离器相连接，所述卧式两相分离器与立式沉降罐相连接，所述卧式两相分离器与富H₂出口管线相连接；

所述二氧化碳捕获装置包括第一冷凝器、压缩机、第一吸收再生塔，第二吸收再生塔，第三吸收再生塔和第四吸收再生塔；所述第一冷凝器一端通过第一管线连接混合气进口，所述第一管线上设置第一减压阀，所述第一冷凝器另一端通过第二管线连接压缩机，所述压缩机依次通过第三管线、第四管线和第五管线与第一吸收再生塔底部相连，所述第四管线上设置第二减压阀，所述第五管线上设置第一阀门，所述压缩机依次通过第三管线、第六管线和第七管线与第四吸收再生塔底部相连，所述第六管线上设置第三减压阀，所述第七管线上设置第二阀门；所述第一吸收再生塔上端通过第八管线与第二吸收再生塔下端相连，所述第八管线上设置第四减压阀和第三阀门，所述第四吸收再生塔上端通过第九管线与第三吸收再生塔下端相连，所述第九管线上设置第五减压阀和第四阀门；所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的底端分别通过第十管线、第十一管线、第十二管线、第十三管线与第十四管线相连，所述第十管线、第十一管线、第十二管线和第十三管线上分别设置第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门，所述第十四管线的一端与立式沉降罐的上端相连，所述第十四管线的一端上设置第九阀门；所述立式沉降罐的下端通过第十五管线与第二冷凝器相连，所述第十五管线上设置第十阀门；所述第二冷凝器通过第十六管线和第十七管线与第一吸收再生塔上端相连，所述第二冷凝器通过第十六管线和第十八管线与第二吸收再生塔上端相连，所述第二冷凝器通过第十六管线和第十九管线与第三吸收再生塔上端相连，所述第二冷凝器通过第十六管线和第二十管线与第四吸收再生塔上端相连，所述第十六管线上设置第一泵和第十一阀门，所述第十七管线上设置第十二阀门，所述第十八管线上设置第十三阀门，所述第十九管线上设置第十四阀门，所述第二十管线上设置第十五阀门；所述第二吸收再生塔和第三吸收再生塔上端分别通过第二十一管线和第二十二管线与第二十三管线相连，所述第二十一管线上设置第六减压阀，所述第二十二管线上设置第七减压阀，所述第二十三管线的一端与卧式两相分离器相连，所述第二十三管线的一端设置二氧化碳浓度检测仪和第十六阀门，所述卧式两相分离器的上端通过第二十四管线连接富氢气出口，所述第二十四管线上设置第十七阀门；所述卧式两相分离器的下端通过第二十五管线与立式沉降罐的上端相连，所述第二十五管线上设置第十八阀门；所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的分别通过第二十六管线、第二十七管线、第二十八管线和第二十九管线与第三十管线相连，所述第二十六管线、第二十七管线、第二十八管线和第二十九管线上分别设置第十九阀门、第二十阀门、第二十一阀门和第二十二阀门，所述第三十管线的一端与加热炉相连，所述第三十管线的一端设置第二十三阀门；所述加热炉通过第三十一管线和第三十二管线与第一吸收再生塔相连，所述第三十二管线上设置第二十四阀门，所述加热炉通过第三十一管线和第三十三管线与第二吸收再生塔相连，所述第三十三管线上设置第二十五阀门，所述加热炉通过第三十一管线和第三十四管线与第三吸收再生塔相连，所述第三十四管线上设置第二十六阀门，所述加热炉通过第三十一管线和第三十五管线与第四吸收再生塔相连，所述第三十五管线上设置第二十七阀门，所述第三十一管线上设置第二十八阀门、第二十九阀门和第二泵；所述第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的上端分别通过第三十二管线、第三十三管线、第三十四管线和第三十五管线与第三十六管线相连，所述第三十六管线连接富二氧化碳出口，所述第三十二管线上设置第八减压阀，所述第三十三管线上设置第九减压阀，所述第三十四管线上设置第十减压阀，所述第三十五管线上设置第十一减压阀；

所述二氧化碳捕获装置的捕获方法，包括以下步骤：

(1)在第一吸收再生塔、第二吸收再生塔、第三吸收再生塔和第四吸收再生塔内均放置设定量的四氢呋喃水溶液；

(2)依次开启第一减压阀、第一冷凝器、压缩机、第二减压阀、第一阀门、第四减压阀和第三阀门，使混合气体进入吸收再生塔，并调整第一吸收再生塔和第二吸收再生塔的塔内气体压力及温度至设定值；

(3)依次开启第十阀门、第二冷凝器、第十二阀门、第十三阀门和第一泵，并开启第十一阀门，将立式沉降罐的四氢呋喃水溶液冷却到设定温度后，通过喷淋装置，泵入第一吸收再生塔和第二吸收再生塔中；

(4)打开第六减压阀、第十六阀门和第十七阀门，使气体进入卧式两相分离器，分离出的H₂通过富氢气出口排出，用于发电，当卧式两相分离器中的四氢呋喃水溶液积累到设定液位高度后，打开第十八阀门，使卧式两相分离器中的四氢呋喃水溶液进入立式沉降罐，调整第二减压阀的开度，使塔内的气体压力维持在设定值；

(5)当第二十三管线上的二氧化碳浓度检测仪显示二氧化碳的浓度大大升高的时候，关闭第二减压阀，打开第三减压阀，依次关闭第一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第六减压阀，依次打开第二十四阀门、第十九阀门、第二十五阀门、第二十阀门、第二十八阀门、第二十三阀门，启动加热炉，开启第二泵，缓慢打开第二十九阀门，使用加热炉对第一吸收再生塔和第二吸收再生塔加热再生，同时打开第八减压阀和第九减压阀，使富含二氧化碳的气体流至富二氧化碳出口；

(6)当第一吸收再生塔和第二吸收再生塔处于加热再生流程时，关闭第二减压阀，同时开启第三减压阀，依次开启第二阀门、第五减压阀、第四阀门，使混合气体进入第三吸收再生塔和第四吸收再生塔，并调整第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的塔内气体压力及温度至设定值；

(7)关闭第十二阀门、第十三阀门的同时，开启第十四阀门和第十五阀门，将立式沉降罐的四氢呋喃水溶液冷却到设定温度后，通过喷淋装置，泵入第三吸收再生塔和第四吸收再生塔中；

(8)打开第七减压阀、第十六阀门和第十七阀门，使气体进入卧式两相分离器，分离出的H₂通过富氢气出口排出，当卧式两相分离器中的四氢呋喃水溶液积累到设定液位高度后，打开第十八阀门，使卧式两相分离器中的四氢呋喃水溶液进入立式沉降罐，调节第三减压阀的开度，使塔内的气体压力维持在设定值；

(9)当第二十三管线上的二氧化碳浓度检测仪显示二氧化碳的浓度大大升高的时候，依次关闭第七减压阀，第三减压阀，第十四阀门，第十五阀门，第二十四阀门，第十九阀门，第二十五阀门，第二十阀门，依次打开第二减压阀，第二十六阀门，第二十一阀门，第二十七阀门，第二十二阀门，第十二阀门，第十三阀门，第六减压阀，启动加热炉，开启第二泵，使用加热炉对第三吸收再生塔和第四吸收再生塔加热再生，同时打开第十减压阀和第十一减压阀，使富含二氧化碳的气体流至富二氧化碳出口；

(10)当第一吸收再生塔和第二吸收再生塔的再生流程结束后，打开第五阀门、第六阀门和第九阀门，使第一吸收再生塔和第二吸收再生塔内的四氢呋喃水溶液流入立式沉降罐中，重复步骤(3)，实现四氢呋喃水溶液的循环利用；

(11)当第三吸收再生塔和第四吸收再生塔的再生流程结束后，打开第七阀门、第八阀门和第九阀门，使第三吸收再生塔和第四吸收再生塔内的四氢呋喃水溶液流入立式沉降罐中，重复步骤(7)，实现四氢呋喃水溶液的循环利用。