[发明专利]一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统

说明书

本发明涉及一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统，包括高温吸收塔、低温吸收塔和解吸塔；所述高温吸收塔下部设有烟气入口，顶部通过烟气管道将烟气送入到低温吸收塔的下部，底部设有第一分相器；所述第一分相器中的轻相通过第一吸收剂管道将轻相送入到低温吸收塔上部，重相通过第一重相管道送入到解吸塔；所述第一吸收剂管道上设置级间冷却器；所述低温吸收塔底部设有第二分相器，所述第二分相器中的轻相通过第二吸收剂管道将轻相送入到高温吸收塔上部，重相通过第二重相管道送入到解吸塔。该烟气二氧化碳捕集系统采用双塔方案，降低了塔高，从而降低吸收塔的投资成本。

技术领域

本发明涉及CO₂捕集领域，具体涉及一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统。

背景技术

全球气候变暖使得人类生存和社会发展面临严峻挑战，是当前亟待解决的重大环境问题。应对全球气候变化，关键是减少温室气体，特别是二氧化碳的排放。在2009年召开的世界气候大会上，我国政府郑重承诺，到2020年单位国内生产总值排放的CO₂较2005年下降40-45％，这对我国相关产业带来了巨大挑战。在众多CO₂减排技术中，化学吸收法已在工业中有所应用。

近年来提出的液液两相吸收剂，在吸收CO₂后自发形成液液两层液相，且吸收CO₂的富集在下层，仅需将下层液相再生，能够实现大幅度地提高吸收剂的CO₂负荷、降低蒸发潜热和升温显热能耗，实现低能耗CO₂捕集，有望应用于大规模燃煤电厂烟气中CO₂捕集。

采用两相吸收剂的烟气CO₂捕集工艺系统，两相吸收剂与CO₂反应属于快速反应，要达到80％以上脱除率，CO₂吸收塔需要15m以上填料高度，考虑到吸收剂具有腐蚀性，必须采用304/316L材质的塔体材料，导致CO₂吸收塔投资巨大。

两相吸收剂吸收CO₂后，黏度迅速增大，导致CO₂负荷高一相(重相)泵送能耗显著增大，贫富液换热器换热系数下降，导致换热面积急剧增大。为提高塔底两相吸收剂CO₂吸收负荷，通常采用级间冷却工艺，将吸收剂从塔内抽出并降温至30～40℃，然后泵送回吸收塔内。低温条件下，吸收剂具有较高的CO₂负荷，但较低温度导致分相器底部重相黏度增大。

解吸塔底部热贫液(解吸完CO₂的重相)需要降温进入吸收塔，分相器底部重相需要加热进入解吸塔进行再生CO₂，采用贫富液换热器进行热量回收。重相在贫富液换热器中升温，重相CO₂负荷降低，部分CO₂析出，导致贫富液换热器换热效率降低。CO₂与水蒸气从解吸塔顶流出，传统工艺采用再生气冷却器进行降温脱水，该工艺增加冷却水用量，同时浪费CO₂与水蒸气的热量。因此，亟待开发一种新型的烟气二氧化碳捕集系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统，采用双塔方案，降低塔高，从而降低吸收塔的投资成本。

本发明所提供的技术方案为：

一种基于两相吸收剂的烟气二氧化碳捕集系统，包括高温吸收塔、低温吸收塔和解吸塔；

所述高温吸收塔下部设有烟气入口，顶部通过烟气管道将烟气送入到低温吸收塔的下部，底部设有第一分相器；所述第一分相器中的轻相通过第一吸收剂管道将轻相送入到低温吸收塔上部，重相通过第一重相管道送入到解吸塔；所述第一吸收剂管道上设置级间冷却器；

所述低温吸收塔底部设有第二分相器，所述第二分相器中的轻相通过第二吸收剂管道将轻相送入到高温吸收塔上部，重相通过第二重相管道送入到解吸塔。