[实用新型]适应于连续捕集烟气中二氧化碳的双塔式循环捕集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及环保装备技术领域，具体是涉及一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的双塔式循环捕集器。

背景技术

气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一，而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因，我国作为世界上最大的发展中国家，以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构，随着经济总量的迅速增长，一次能源和二次能源的CO₂排放具有增长快、总量大的特点，而当前碳减排和应对气候变化的CCS（CO₂的捕集与封闭）或CCUS（CO₂的捕集与应用）技术的高投资、高捕集成本成为了推广应用的严重障碍。现有的CCS或CCUS技术的研究及示范应用，主要集中在必须分离去除高浓度CO₂的煤化工、合成气与煤电领域，而煤电领域集中在以煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术的应用中。

由于目前最大的CO₂排放点源主要是以煤为原料的电厂，在CO₂捕集技术领域或CCS技术方面对 CO₂的捕获分为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集。

（1）燃烧前捕集： 主要是以IGCC煤气化、燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）技术为基础，先煤气化，得到CO和H₂，再经过水蒸气变换，CO转为CO₂，然后通过分离或CO₂捕获技术， 分别得到高浓度的H₂和CO₂，H₂可以燃烧发电或作为无碳能源输出。IGCC技术中实施CO₂的捕集将使能源消耗增加10～40%，吨CO₂捕集成本达20～50美元，其中CO₂捕集液再生能源约占60%。

（2）燃烧中捕集：又称富氧燃烧捕集技术，先经利用空分系统，将空气中所含大量的氮气除去，得到高纯度的O₂，然后将高浓度O₂引入燃烧系统，利于CO₂的进一步捕获和处理，或以纯氧作为助燃剂，同时在燃烧过程中对锅炉内加压，使得燃烧后烟气中的主要成分为CO₂和水，分离水后，这样烟气中高浓度的CO₂气体可以直接进行压缩捕捉。富氧燃烧捕集技术除投资高、运行成本高外，增加能源消耗20～50%，吨CO₂捕集成本达50～90美元。

（3）燃烧后捕集：指直接对电厂燃烧后的烟气实施CO₂的分离和捕集，捕集装置位于电厂烟气排放下游，可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等等。由于电厂排放的CO₂浓度低、压力小，导致燃烧后捕集能耗、成本远比燃烧前捕集、富氧燃烧捕集大。

而在水泥生产领域，虽有强调水泥企业的低碳减排问题，但更难处理燃烧后的烟气，至今尚未见任何具体的二氧化碳捕集、封闭和应用的研究或实践报道。

因此，为解决工业窑炉烟气的CO₂捕集问题，需要开发一种适应于燃烧后烟气CO₂的连续捕集、高效率捕集的装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种适应于连续捕集烟气中二氧化碳的双塔式循环捕集器，利用CO₂捕集和释放过程中物理与化学的热效应提高捕集CO₂效率，同时可以连续进行燃烧后烟气CO₂捕集，能耗低且成本低。