[发明专利]一种烟气二氧化碳捕集提纯系统及方法

说明书

一种烟气二氧化碳捕集提纯系统及方法，涉及烟气污染物净化处理领域。解决了现有对低浓度烟气中二氧化碳捕集时，采用物理分离方法存在能耗高，化学吸收法存在环境污染的问题。本发明对烟气依次通过冷水换热器组和第二制冷剂换热器进行两次降温后，通过二氧化碳分离器对低浓度二氧化碳烟气进行低温物理分离碳二氧化碳，分离出液态二氧化碳和混合气体，并对混合气体中残留的二氧化碳气体进一步提纯，从而实现低浓度二氧化碳烟气的提纯。本发明主要对烟气污染物净化处理。

技术领域

本发明涉及烟气污染物净化处理领域。

背景技术

二氧化碳是造成温室效应等环境问题的主要气体，其主要来源于工业生产中化石燃料的燃烧，随着全球气候问题频发，世界各国都对二氧化碳排放提出了更严格的要求，碳捕集技术是目前最直接的控制二氧化碳排放的方法，并且能够实现大规模工业应用。

目前，最常用二氧化碳捕集方法是化学吸收法，但是对于低浓度二氧化碳烟气中的碳捕集，化学吸收法存在着捕集设备庞大、再生能耗高等问题，此外，化学试剂的使用会对环境造成影响；而低温物理分离方法也能实现高浓度二氧化碳烟气中的碳捕集，但是捕集低浓度烟气的二氧化碳会消耗大量能源，不适用于大规模捕集。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有对低浓度烟气中二氧化碳捕集时，采用物理分离方法存在能耗高，化学吸收法存在环境污染的问题，提供了一种烟气二氧化碳捕集提纯系统及方法。

一种烟气二氧化碳捕集提纯系统，包括第一空气压缩机、第二空气压缩机、冷水换热器组、第一制冷剂换热器、第二制冷剂换热器、二氧化碳分离器、气体热交换器、凝华器、升华器、第一调压阀、第二调压阀、第一增压泵、第二增压泵、二氧化碳储罐和精馏塔；

第一空气压缩机的进气口用于接收烟气；

第一空气压缩机输出的烟气依次通过冷水换热器组进行第一次换热降温、第一制冷剂换热器进行第二次换热降温后，送至二氧化碳分离器；

二氧化碳分离器，用于对烟气中的二氧化碳进行分离，输出的液态二氧化碳和混合气体；

二氧化碳分离器输出的液态二氧化碳通过第一增压泵泵入二氧化碳储罐，二氧化碳储罐输出的液态二氧化碳通过第二制冷剂换热器进行降温后，送至精馏塔；

精馏塔，用于对液态二氧化碳进行精馏提纯，生成提纯后的液态二氧化碳；

其中，在二氧化碳储罐与第二制冷剂换热器之间的管路上设有第二调压阀；

二氧化碳分离器输出的混合气体通过第二空气压缩机压缩后，再通过气体热交换器降温后，送至凝华器；

凝华器，用于对混合气体中残留的二氧化碳气体和杂质气体进行凝华分离，其中，

凝华器使混合气体中残留的二氧化碳气体凝华后，送至升华器升华成气体后，经第一调压阀升压变成二氧化碳液体后，通过第二增压泵泵入到二氧化碳储罐；

凝华器使混合气体中的杂质气体，以气态的形式返回至气体热交换器对其气体热交换器接收的混合气体降温后，排出。

采用所述的一种烟气二氧化碳捕集提纯系统实现的提纯方法，该方法包括如下步骤：

首先、启动第一空气压缩机、第二空气压缩机、凝华器和升华器；

其次、第一空气压缩机将烟气进行压缩后依次送至冷水换热器组和第一制冷剂换热器分别进行第一次换热降温和第二次换热降温后，送至二氧化碳分离器；

二氧化碳分离器用于对烟气中的二氧化碳进行分离，输出液态二氧化碳和混合气体；其中，

二氧化碳分离器输出的液态二氧化碳通过第一增压泵泵入二氧化碳储罐；