[发明专利]一种吸收法耦合浓缩提纯的二氧化碳捕集工艺装置与方法

权利要求书

1.一种吸收法耦合浓缩提纯的二氧化碳捕集工艺装置，其特征在于，包括碳捕集单元、碳存储单元和LNG冷能供能单元；

所述碳捕集单元包括CO₂吸收设备、解析器、吸附干燥器和膜浓缩器，所述CO₂吸收设备用于利用吸收剂吸收烟气中二氧化碳，CO₂吸收设备的吸收剂出口连通解析器，CO₂吸收设备还具有供烟气中剩余气体外排的出口；所述解析器用于解析出吸收剂中二氧化碳，解析器的二氧化碳气体出口连通吸附干燥器入口，吸附干燥器的出口连通膜浓缩器入口；所述膜浓缩器利用纤维膜用于提纯二氧化碳气体，其具有提纯后二氧化碳气体出口和残余气体出口，所述残余气体出口连通所述CO₂吸收设备的烟气入口，所述二氧化碳气体出口连通碳存储单元；

所述碳存储单元由一级压缩机、一级冷却器、二级压缩机和二级冷却器串联组成，通过二级压缩和二级冷却将二氧化碳气体液化外输；

所述LNG冷能供能单元为所述碳存储单元提供将二氧化碳气体液化的冷能。

2.根据权利要求1所述的工艺装置，其特征还在于，所述CO₂吸收设备为吸收和分离一体的旋流反应器。

3.根据权利要求1所述的工艺装置，其特征还在于，所述LNG冷能供能单元包括冷媒储罐、冷却器、冷媒介质管线、LNG管线，所述冷媒介质通过冷媒介质管线连通冷却器的冷媒入口，冷却器的冷媒出口通过冷媒介质管线依次连接二级冷却器和一级冷却器，而一级冷却器的冷媒介质出口通过冷媒介质管线连通所述冷媒储罐；所述LNG管线连通冷却器的LNG入口。

4.根据权利要求1所述的工艺装置，其特征还在于，所述LNG冷能供能单元的管线依次与二级冷却器和一级冷却器连通，LNG引流入二级冷却器和一级冷却器中冷却液化二氧化碳后，作为天然气能源外输。

5.根据权利要求1所述的工艺装置，其特征还在于，所述膜浓缩器由壳体、多个中空纤维膜管、两个封头构成，所述封头内部构成气体缓冲空间，所述壳体的两端由两个封头封闭，两个封头之间且位于壳体内部设置多个中空纤维膜管，两个封头内部的气体缓冲空间通过中空纤维膜管的管内通道连通；两个封头上分别设置有一个开口，所述壳体上设置有壳体内壁面与中空纤维膜管外壁面之间的空间的开口。

6.一种利用LNG冷能捕集烟气中二氧化碳的方法，其利用权利要求1-5中任一项所述的工艺装置实施，具体包括如下步骤：

S1、利用吸收剂吸收烟气中二氧化碳，吸收剂吸收二氧化碳后产生的吸收剂富液输送至解析器，实现二氧化碳与烟气中剩余气体的分离；

S2、在解析器内解析吸收剂，释放出的二氧化碳输送至吸附干燥器脱水，解析后的吸收剂循环回流再次吸收烟气中二氧化碳；

S3、经吸附干燥后的二氧化碳气体进行膜浓缩分离提纯，提纯出二氧化碳气体后的残余气体循环回烟气来流管线内，再次与吸收剂作用；

S4、步骤S3中提纯出的二氧化碳气体依次经过一级压缩机、一级冷却器、二级压缩机、二级冷却器，相态由气态变为液态，最终以液态形式排出系统，用于后续产品外输。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征还在于，在上述步骤S1中，烟气为电厂所排放的已经过脱硫脱硝装置处理的工业烟气，温度为50℃，压力为1bar。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征还在于，在上述步骤S4中，提纯出的二氧化碳气体经过一级压缩机，压力由1bar增至4bar，温度由20℃增至30℃，然后经过一级冷却器，二氧化碳温度由30℃降至-20℃；经过一级冷却器后的二氧化碳经过二级压缩机，压力由4bar增至12bar，温度由-20℃增至-10℃，然后输送至二级冷却器，在二级冷却器中，二氧化碳压力保持为12bar，温度由-10℃降至-50℃。