[发明专利]捕集回收CO2

说明书

本发明公开了一种捕集回收CO₂的烟囱装置，包括：烟道，以及设置在烟道中的碱洗段和吸收段，其中：碱洗段，通过喷淋碱液，对烟气进行脱硫脱硝，碱洗段自下而上包括：集液盘、碱液出口、气体分布器和至少一个碱液喷头；以及吸收段，设置在碱洗段的上方，通过喷淋贫液吸收烟气中的CO₂，吸收段自下而上包括：第一升气帽集液器、富液出口和数个贫液喷头。本发明的捕集回收CO2的烟囱装置利用了现有工厂的烟囱结构，在烟囱的烟道内设置碱洗段和吸收段，取代了现有技术中CO₂捕集工艺中设置的净化塔和吸收塔的作用，减少了设备的投入成本和维护成本，有利于CO₂捕集工艺的推广应用，在实际工业应用中显示巨大的经济价值。

技术领域

本发明涉及CO₂的捕集领域，更具体地涉及一种捕集回收CO₂的烟囱装置。

背景技术

由于温室效应已经引起全球气候变暖等气候异常现象，给人类在地球上的生活带来了潜在的危害，因此近年来其一直是包括中国在内的国际社会所关注的焦点问题。多年来联合国一致呼吁世界各国通过团结合作共同控制温室气体的排放，并加快推动《联合国气候变化框架公约》。

降低大气中的CO₂含量是解决温室效应的关键举措。CO₂不只是造成温室效应、导致气候变暖、污染大气环境的罪魁祸首，同时还是一种重要的工业资源。目前把二氧化碳作为“潜在的碳资源”加以捕集开发利用，已愈来愈受到世界各国的关注。

每年排入大气中的CO₂约200亿吨，人类仅仅回收利用不到1亿吨，而目前市场上对CO₂的需求量却很大，例如用来进行油田二次或三次采油。因此，从环保和碳资源利用的角度综合考虑，研究既经济又实用的CO₂捕集新技术迫在眉睫。过去20年里，排放入大气中的CO₂约3/4是由化石燃料燃烧造成的，而从燃煤电厂排放的烟气中回收CO₂是最经济可观的。

碳捕集及封存技术( Carbon Capture＆Storage，CCS) 是在不降低当前化石燃料使用量的情况下减少排入大气CO₂气体量的最直接有效的方式，同时，CCS 技术也是目前中国、英国、美国、日本等发达国家积极应对气候变化、确保世界清洁能源领先地位所格外倚重的减排技术之一。CCS技术从烟气中分离二氧化碳的方法主要包括：膜分离法、物理吸附法、低温蒸馏法、吸收分离法等。化学吸收法捕集CO₂因其吸收速率快、吸收效率高且工艺简单、技术较为成熟而被广泛使用，其中有机胺是商业应用最为成熟的化学吸收剂之一，比如醇胺类中的乙醇胺（MEA）、二乙胺（DEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等，有机胺类化学吸收剂其吸收、解吸 CO₂工艺主要包括两大单元：吸收单元和解吸单元。燃烧后烟道尾气先经水洗塔除尘、脱硫脱硝后由约 180℃降至 40~60℃，再由引风机送入吸收塔中，在吸收塔内胺液与烟气逆向接触，CO₂被脱除，净化后烟气由塔顶排出。吸收了 CO₂的胺液即富液由塔底送至解吸塔由塔上部进入，通过蒸汽气提解吸出 CO₂后再次成为贫液，贫液经贫富液换热器换热后再经冷却由贫液泵送往吸收塔上部，再次吸收 CO₂。由此循环往复，构成连续循环吸收、解吸 CO₂的工艺流程。

虽然有机胺化学吸收法CO₂捕集工艺技术较为成熟，但由于整个工艺流程复杂，涉及使用的设备管线多，在实际工业应用中，特别是从燃煤电厂排放的大量烟气中捕获CO₂的工业应用中，采用有机胺化学吸收法CO₂捕集工艺存在着投入设备造价成本和设备维护成本高昂的问题，限制了有机胺化学吸收法CO₂捕集工艺在实际工业中的应用。

发明内容