[发明专利]一种氨法脱碳冷却装置及方法

说明书

本发明涉及一种氨法脱碳冷却装置及方法。所述冷却装置包括：第一级冷却功能区，其采用第一循环液将工艺气体冷却到温度T_气1，第二级冷却功能区，其采用第二循环液将工艺气体冷却到温度T_气2，第三级冷却功能区，其采用第三循环液将工艺气体冷却到温度T_气3，其中T_气3T_气2T_气1T_气0，T_气0为工艺气体进入第一级冷却功能区时的初始温度；第一冷源，用于冷却第一循环液，第二冷源，用于冷却第二循环液，第三冷源，用于冷却第三循环液，其中三个冷源各不相同。本发明的装置及方法分别采用循环水或闭式冷却塔或空冷器、冷工艺气、冷冻液或冷冻机分级冷却，充分利用低能耗冷量和回收利用工艺气冷量，从而节约投资，降低能耗。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种分级冷却工艺气体的氨法脱碳前的预冷却装置及方法。

背景技术

近年来，温室效应逐渐成为人类面对的最严峻的问题之一。二氧化碳(CO₂)是最主要的温室气体，化石能源的使用是其主要的排放源。我国CO₂排放总量已位居世界第一，而且我国能源结构以煤为主的局面还将持续一段时间，煤炭能源仍将是新能源调峰及能源安全的基础。我国已向世界承诺2030年碳达峰，2060年实现碳中和。对排放气体中CO₂进行捕集封存和资源化，对于控制和减少温室气体的排放，应对温室效应、全球变暖的问题具有重要意义。

目前，世界范围内主要采用的碳捕集技术是有机胺法，但其存在运行成本高、系统三废排放量大且难处理等问题。国内外也一直积极探索新的脱碳技术。与有机胺法相比，氨法具有再生容易、运行成本低、脱碳的副产物即为重要的碳酸氢铵化肥等优势。碳酸氢铵是一种典型的复合肥，可同时向植物提供氮肥和CO₂，特别适合于无土栽培的现代农业、大棚植物生长的需要，真正实现了CO₂的资源化利用，实现碳循环，还可以避免碳地下储存可能造成的二次污染和CO₂环境事故。与有机胺脱碳相比，氨吸收CO₂的效率高，产物碳酸氢铵更容易再生，可大幅降低脱碳成本。

氨法脱碳技术一直是研究的重点，也是解决温室气体的最佳方法；但氨易挥发，造成氨逃逸量增加。如不加以解决，大量的氨逃逸，不仅造成脱碳成本的增加，也造成二次污染。针对这一问题，可采用降低脱碳温度的手段，以减少氨逃逸。

专利CN201210410873.0公开了一种多级冷却塔系统，包括多个冷却塔，前一个冷却塔的出水作为后一冷却塔的进水，进行多级冷却。该装置仅对同一冷却梯度进行多塔冷却，以提高冷却效率，使用的是同一冷源。

专利CN200880122376.2公开了一种处理烟道气流的多级CO₂去除系统和方法，其使用吸收器容器，在0-20℃低温条件下使烟道气流与含有氨的离子溶液接触，同时第一吸收级的溶液比第三吸收级的溶液具有更高的温度和更低的氨碳比。通过将离子溶液控制在较低温度，且控制第三级的离子溶液处于更低的温度可以减少氨逃逸，但该专利未提到如何高效节能的降温。

本发明的目的旨在提供一种湿式氨法脱碳的多级冷却装置及方法。该装置通过不同冷源，将脱硫后的气体在冷却塔中分级冷却，从而节约投资，降低能耗。

发明内容

本发明通过以下技术方案实现了上述目的。