[发明专利]基于传质-反应调控的分区多级循环CO2

权利要求书

1.一种基于传质-反应调控的分区多级循环CO₂捕集浓缩方法，其特征在于：烟气进入多级循环吸收塔，经过设置在前部的预洗涤装置除杂降温后依次进入1～n-1级CO₂吸收系统、n级水洗系统，n≥3；富液经贫富液换热器进入CO₂解吸塔，贫液出CO₂解吸塔进入贫富液换热器；CO₂解吸塔再生气进入CO₂浓缩装置，经过冷却器进入气液分离器；智能调控系统分别与1～n-1级CO₂吸收系统、n级水洗系统相连；所述1～n-1级CO₂吸收系统、n级水洗系统自下而上逐级串联在多级循环吸收塔内。

2.根据权利要求1所述基于传质-反应调控的分区多级循环CO₂捕集浓缩方法，其特征在于：所述预洗涤装置为文丘里式预洗涤段或直立式预洗涤塔；预洗涤装置洗涤除杂降温水为软化水，采用雾化喷嘴喷淋，洗涤除杂降温水循环使用，定期外排至湿法脱硫制浆系统作为制浆用水。

3.根据权利要求2所述基于传质-反应调控的分区多级循环CO₂捕集浓缩方法，其特征在于：预洗涤装置为文丘里式预洗涤段，多级循环吸收塔为n＝4的四级循环吸收塔；所述方法包括下述步骤：

(1)高温烟气进入四级循环吸收塔，经过设置在前部的文丘里式预洗涤段除杂降温后进入依次进入一级CO₂吸收系统、二级CO₂吸收系统、三级CO₂吸收系统和四级水洗系统；

其中，一级CO₂吸收系统为吸收剂循环，pH 7.7～9.0，温度49～60℃；

二级CO₂吸收系统为吸收剂循环，pH 8.0～10.0，温度44～53℃；

三级CO₂吸收系统为吸收剂循环，pH 9.5～11.5，温度40～48℃；

四级水洗系统为软化水循环，pH 8.5～10.0，温度40～48℃；

(2)富液经贫富液换热器加热至90～98℃后进入CO₂解吸塔，吸收液被加热至105～115℃后，贫液出CO₂解吸塔进入贫富液换热器降温至60～68℃，随后进去二级CO₂循环吸收系统；

(3)CO₂解吸塔再生蒸汽进入CO₂浓缩装置，经过冷却器降温至CO₂沸点以下进入气液分离器获得高纯度CO₂；

(4)智能调控系统分别与一级CO₂吸收系统、二级CO₂吸收系统、三级CO₂吸收系统和四级水洗系统相连，基于包括各级pH、温度、循环量在内的关键参数建立的分区多级循环CO₂吸收系统全局优化参数模型实现系统的稳定高效低成本运行。

4.根据权利要求3所述基于传质-反应调控的分区多级循环CO₂捕集浓缩方法，其特征在于：所述一级CO₂吸收系统包括由下而上顺次设置的一段填料层、一段喷嘴、第一隔板和第一升气帽，吸收塔底部通过富液泵、一段循环冷却器与一段喷嘴相连通；

二级CO₂吸收系统包括由下而上顺次设置的二段填料层、二段喷嘴、第二隔板和第二升气帽，底部与二段循环槽相连通，二段循环槽通过二段循环泵、二段循环冷却器与二段喷嘴相连通；

三级CO₂吸收系统包括由下而上顺次设置的三段填料层、三段液喷嘴、第三隔板和第三升气帽，底部与三段循环槽相连通，三段循环槽通过三段循环泵、三段循环冷却器与三段喷嘴相连通；

四级水洗系统包括由下而上顺次设置的四段填料层和四段喷嘴，底部与四段循环槽相连通，四段循环槽通过四段循环泵、四段循环冷却器与四段喷嘴相连通。

5.根据权利要求1所述基于传质-反应调控的分区多级循环CO₂捕集浓缩方法，其特征在于：所述多级循环吸收塔内设有第一除雾器，所述第一除雾器位于n级水洗系统上方。