[实用新型]一种强化结晶氨法二氧化碳捕集系统

说明书

技术领域

本实用属于烟气净化、二氧化碳减排领域，主要应用于燃煤电厂烟气的二氧化碳捕集，具体涉及到一种强化结晶氨法二氧化碳捕集系统。

背景技术

目前，我国以煤炭为主的能源结构短期内改变难度大，火电行业CO₂排放量超过排放总量的三分之一。火电行业CO₂减排是达成国家总体CO₂减排目标的有效举措。目前，燃煤烟气CO₂的分离回收技术众多，如吸收法、吸附法、膜分离法、低温分馏法等，基于目前已建或在建的燃煤电站众多的现状，同时考虑到燃煤电厂烟气中CO₂的分压低、压降低、成分复杂以及技术工艺的成熟性和适应性，化学吸收法将是一种较优的选择，也是未来最有可能实现大规模商业运行的技术之一。

其中的氨法更是显示出相对于传统有机胺法的显著优势。与MEA(传统有机胺)法相比，采用氨水作为吸收剂具有一系列有益之处，如脱碳效率高、吸收能力强、不存在设备腐蚀、氧化降解的问题。

现有技术对氨法的研究与应用中，一般采用传统的捕碳工艺。传统捕碳工艺的缺点是：氨水中气态氨逃逸难以控制，氨气泄漏容易对大气环境造成污染；且溶液中CO₂气体再生需要消耗大量的蒸汽，致使捕集能耗和成本过高，大大提高电厂的厂用电率。因此，氨法捕碳的具体实施仍待进一步优化改进。

中国实用专利(201410822239.7)公开了一种稠浆型二氧化碳捕集系统，通过将CO₂富液进行结晶、浓缩，实现负载CO₂的组分在富液中进一步浓缩或相分离，并输送至再生装置进行热解析，降低CO₂再生过程中水的参与度，达到降耗的目的。该方案虽然降低再生过程水的参与度，但是稠浆中依然有大量的水分，再生过程中水的潜热和显热依然很大，降耗程度有限。且该专利采用传统的有机胺作为吸收剂，存在固有缺陷。

中国实用专利(201510188932.8)公开了一种二氧化碳捕集的再生系统，通过设置汽提塔、富液中间加热器、富液再热器，充分利用CO₂再生气余热和蒸汽热量，来实现富液再生所需蒸汽热量的降低，从而达到降低系统运行成本的目的。该方案需要增加汽提塔、富液中间再热器、富液再热器等设备以及一系列的压缩泵，增加了成本，而且由于富液再生时大量的液体的存在，使得蒸汽能耗降低潜力有限。

实用新型内容

为了克服上述背景技术中的缺点，本实用目的在于提供一种新型的强化结晶氨法捕碳工艺，适用于电力、石油化工行业烟气中低分压、低压降二氧化碳的捕集，突破传统有机胺法和氨法捕碳工艺，强化低碳化度氨水结晶，具有吸收反应速率快、吸收剂利用率高、减少氨逃逸和最大限度的降低再生能耗等优点。

本实用提供了一种强化结晶氨法二氧化碳捕集系统，所述的强化结晶氨法二氧化碳捕集系统包括冷却装置、吸收塔、水洗塔、水洗液分离装置、结晶器、乙醇罐、固液分离器、再生塔、再沸器、氨氮分离器与氨气吸收剂再生利用装置；

所述的冷却装置与吸收塔的下部、结晶器、固液分离器、再生塔、氨氮分离器、氨气吸收剂再生利用装置依次相连；吸收剂再生利用装置与吸收塔的上部相连形成循环，所述的再沸器安装在再生塔内；

所述的吸收塔与水洗塔、水洗液分离装置、氨气吸收剂再生利用装置依次相连；

所述的连接方式为管道连接。

优选地，所述的强化结晶氨法二氧化碳捕集系统中的固液分离器与乙醇罐之间连接有残液处理装置。

优选地，所述的强化结晶氨法二氧化碳捕集系统中的水洗液分离装置与水洗塔的上端相连，所述的水洗塔的上端还设有补充水入口。

本实用提供了采用相应的系统进行二氧化碳捕集的方法，包括如下过程：烟气先通过冷却装置，经冷却后通入吸收塔的底部，与此同时氨水吸收剂从吸收塔的顶部向塔内喷淋，烟气中的CO₂与吸收剂在塔内逆向流动，充分接触，被吸收剂吸收，被吸收了CO2的烟气从吸收塔的顶部流出并通入水洗塔的底部；

吸收了CO₂的富液通入到结晶器，与从乙醇罐中输出的乙醇溶液混合，强化低碳化度的富液溶析结晶，生成以碳酸氢铵为主要成分的晶体；将结晶器内生成的固液混合物通入固液分离器进行固液分离，分离出来的残液通入残液处理装置进行提纯，提纯出来的乙醇再通入乙醇罐循环利用；分离出来的晶体则通入再生塔进行加热再生，再沸器与电厂蒸汽管道连接，提供加热晶体再生所需要的热量；