[发明专利]一种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔及工艺

说明书

本发明涉及双区双循环烟气二氧化碳吸收塔，包括吸收塔主体、下吸收填料层、上吸收填料层、下层喷淋装置、上层喷淋装置、吸收塔除雾器、塔釜一、塔釜二和吸收液配制箱；吸收塔主体分为上层吸收塔和下层吸收塔；下层吸收塔内设有下吸收填料层，下吸收填料层上方设有下层喷淋装置；上层吸收塔内设有上吸收填料层，上吸收填料层上方设有上层喷淋装置。本发明的有益效果是：本发明通过提高下层吸收塔液气比，可在确保下层二氧化碳捕集率的前提下降低吸收塔高度，通过提高上层吸收塔吸收剂浓度，增加吸收反应强度，确保上层二氧化碳捕集率前提下有效降低吸收塔高度，最终实现整塔二氧化碳较高捕集率的同时有效降低吸收塔高度。

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集、吸收塔设计和环境保护领域，尤其涉及一种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔及工艺。

背景技术

2019年我国电力行业燃煤电厂碳排放量占全国碳排放总量的65％左右，是碳排放量最大的行业，综合考虑我国火电行业的发展情况，2035年前碳捕集将以对存量火电机组进行燃烧后捕集技术改造为主。目前已有碳捕集技术中，化学吸收法是最有前景的捕集技术，该技术多以单区单程填料吸收塔作为吸收反应器，使用有机胺类、无机强碱等作为化学吸收剂与烟气在吸收塔内发生吸收反应，吸收剂通过吸收塔后不再循环，直接输送至再生系统，该吸收工艺需要有足够的塔高来确保吸收效率，当吸收规模增大时吸收塔将成倍增加，塔高增加不仅大幅增加设备投资成本，对设备抗风、抗震也带来巨大挑战。

为了在满足烟气二氧化碳捕集效率的同时最大限度降低吸收塔高度，吸收塔设计往往采用多塔串联或多个小系统替代大系统的方案，这些方案不仅对设备投资成本降低有限，还增加了设备占地面积。目前能满足高效吸收且能有效降低塔高的二氧化碳吸收塔设计尚未见报道，因此提出一种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔及工艺具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔及工艺。

这种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔，包括吸收塔主体、下吸收填料层、上吸收填料层、下层喷淋装置、上层喷淋装置、吸收塔除雾器、塔釜一、塔釜二和吸收液配制箱；吸收塔主体分为上层吸收塔和下层吸收塔；下层吸收塔内设有下吸收填料层，下吸收填料层上方设有下层喷淋装置；上层吸收塔内设有上吸收填料层，上吸收填料层上方设有上层喷淋装置，上吸收填料层下方设有上层吸收液收集器；上层喷淋装置上方设有吸收塔除雾器；吸收塔底部设有原烟气分布器；吸收塔底部进口处设有原烟气进口流量调节阀和原烟气气体流量计；吸收塔顶部出口处设有净烟气排放阀；吸收塔下方依次设有塔釜一和塔釜二；塔釜一依次通过下层供液泵、下层供液泵流量调节阀和下层吸收液流量计连接至下层喷淋装置；塔釜二依次通过上层供液泵、上层供液泵流量调节阀和上层吸收液流量计连接至上层喷淋装置；上层吸收液收集器分别通过上层吸收液回塔釜一阀门和上层吸收液回塔釜二阀门分别连接至塔釜一和塔釜二；塔釜一的排液口依次连接至吸收液排出泵和吸收液排出阀；吸收液配制箱依次通过吸收液补充泵和吸收液补充阀连接至塔釜二的入口；塔釜一和塔釜二分别设有塔釜二液位传感器和塔釜一液位传感器。

作为优选：上吸收填料层下部设有上层填料防壁流圈。

作为优选：吸收液配制箱入口处设有吸收液配制箱来水阀。

作为优选：上层吸收液收集器出口处设有上层吸收液出液温度计；吸收塔烟气进口管道上设有原烟气烟气分析仪、原烟气温度传感器和原烟气压力传感器；塔釜一至下层喷淋装置的管道上设有下层吸收液温度传感器；塔釜二至上层喷淋装置的管道上设有上层吸收液温度传感器；下吸收填料层与上吸收填料层之间设有层间烟气分析仪、层间烟气温度传感器和层间烟气压力传感器；吸收塔排烟管道上设有净烟气烟气分析仪、净烟气温度传感器和净烟气压力传感器；塔釜一排液管道上设有吸收液排出液温度传感器。

这种双区双循环烟气二氧化碳吸收塔的工艺，包括以下步骤：