[实用新型]一种水泥窑尾烟低浓度CO2回收提纯设备

说明书

本实用新型公开了一种水泥窑尾烟低浓度CO₂回收提纯设备，风机出口的CO₂原料气经过冷凝器和过滤器，进入膜分离器中进入二次提纯；膜分离器尾气经调节阀连接膜分离器的入口；膜分离器渗透气连接CO₂含量检测仪和出气阀门和回气阀门。通过实时调节调节阀，控制膜分离器尾气的回流比，可实时调控膜分离器渗透气CO₂含量和气量。膜分离器渗透气管路上安装有CO₂含量检测仪，通过程序设定CO₂含量达标值，不达标则通过回气阀返回压缩机入口继续提纯。在低浓度CO₂回收和提纯过程中空气中Ar影响较大，通过本实用新型可以将CO₂提纯到98％以上的纯度，收率可以在60‑90％之间，解决了膜技术在CO₂回收过程中提纯纯度不高、回收率低的问题。

技术领域

本实用新型属于CO₂回收提纯技术领域，尤其涉及一种水泥窑尾烟低浓度CO₂回收提纯设备。

背景技术

CO₂是温室气体之一，据了解水泥窑生产1吨孰料约排放二氧化碳0.86吨。据2018年统计，水泥生产所排放的CO₂约占全球排放总量的7％，因此水泥行业二氧化碳减排任务异常艰巨。水泥工业可以通过采取各种不同的技术措施来降低CO₂排放，例如富氧燃烧提高能量效率、使用替代燃料、替代原料等，然而这些技术革新所带来的减排效果有限。CO₂捕获和储存(CCS)技术近年来被逐步应用于减少水泥工业CO₂排放，被公认为是水泥工业深入全面碳减排的重大举措，被欧洲列为《2050欧洲低碳发展技术路线图》。我国也将CCS技术作为节能减排大力推举和扶持的措施之一。

二氧化碳回收和提纯分离是CCS技术的关键，而水泥窑排放烟气中成分复杂、CO₂含量低(15～40％V/V)等导致CO₂回收和提纯面临技术难度大、工艺复杂、成本较高等特点。目前有MEA化学吸收法、纯氧(O₂+CO₂，CO₂为目标气体)燃烧法、冷却氨水法、膜分离法、分体式钙循环法和集成式钙循环法等多种CO₂捕获和减排工艺流程，其中应用较广的CO₂捕集技术是MEA吸收法，然而MEA吸收工艺设备投入较大、收率低，对于中小型生产线投资占比过重、收益不佳，尤其是碳交易指标越来越引起重视。如何降低设备投资、提高CO₂收率、降低占地和运营成本等将成为水泥窑CO₂捕获项目大范围推广所面临的关键问题。

现有技术中专利申请号为CN201611219796.5提供了从含CO₂原料气中分离高纯度CO₂的方法，其使用真空变压吸附气体分离装置，包含进料吸附步骤、顺流减压步骤、抽空排气步骤、轻质回流步骤、逆流加压步骤及加压步骤，在不需要原料气压缩、不需要二氧化碳产品气冲洗的情况下，该发明能够低能耗，高效率地分离提纯出高纯度、高回收率的二氧化碳，且设备压降小，真空要求不高。该发明的装置吸附塔高度低、循环周期短，为工业生产净化CO₂节省成本、产生巨大的经济价值，但是该专利需用吸附塔吸附，抽真空等操作，较为复杂，投入较大，不适宜大面积推广使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种水泥窑尾烟低浓度CO₂回收提纯设备，本实用新型提供一种低压回收、带尾气回流控制的膜分离技术，可以将包括但不限于水泥窑尾烟低浓度CO₂高效回收和提纯，不仅获得≥98.0％以上纯度的CO₂并可用于进一步增压液化精馏制取食品级高纯CO₂，而且收率可以高达90％以上。