一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)，吸收塔的富液出口與低溫多效蒸餾裝置相連，低溫多效蒸餾裝置與吸收劑貧液儲槽相連，蒸餾裝置濃縮富液出口與再生塔相連，再生塔以及低溫多效蒸餾裝置出口與氣液分離罐相連；再生塔與貧液儲槽相連，貧液儲槽與吸收塔吸收劑進(jìn)口相連，再沸器設(shè)置在再生塔底部外側(cè)，熱力壓縮機的出口與低溫多效蒸餾裝置第一效的蒸汽進(jìn)口相連，該系統(tǒng)可應(yīng)用在工藝氣體凈化、二氧化碳減排等領(lǐng)域，在CO2富液進(jìn)入解吸塔前采用低溫多效蒸餾技術(shù)進(jìn)行了濃縮處理，減少了再生塔內(nèi)富液解吸過程中水的參與度，降低了再沸器熱負(fù)荷，相對于低溫多效蒸餾裝置所增加的能耗而言，可實現(xiàn)CO2捕集或分離過程的總能耗的下降。
【專利說明】一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工藝氣體凈化、二氧化碳減排【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳(CO2)是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要溫室氣體，燃煤電廠煙氣中CO2的捕集分離是溫室氣體減排的重要領(lǐng)域。此外，煉鋼、水泥、化工(如合成氨、制氫、天然氣凈化)等工業(yè)領(lǐng)域也存在大量CO2捕集或分離過程。吸收法是目前最為成熟和有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的CO2捕集分離技術(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的CO2吸收法捕集分離技術(shù)在應(yīng)用過程中的能耗和運行成本很高，尤其是吸收劑再生所消耗蒸汽熱能在整個系統(tǒng)能耗中占到了絕大比重。能耗高的主要原因是富液采用高溫解吸，且富液中水的比例較高(一般70wt%以上)，在CO2高溫解吸過程中水的升溫與揮發(fā)將消耗大量的能量。針對吸收法能耗高的問題，對富液進(jìn)行濃縮處理以改變再生過程的水環(huán)境，開發(fā)新型的CO2捕集或分離系統(tǒng)是降低運行成本的有效途徑之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)，以濃縮CO2富液和改變再生過程的水環(huán)境，降低富液再生過程中因水的升溫和揮發(fā)而導(dǎo)致的能量損耗。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)，包括吸收塔1，吸收塔I的底部CO2富液出口通過富液泵2與低溫多效蒸餾裝置3上部的富液進(jìn)口相連；低溫多效蒸餾裝置3的蒸餾液相出口通過蒸餾液泵4與吸收劑貧液儲槽5的頂部進(jìn)口相連，低溫多效蒸餾裝置3濃縮富液出口依次通過濃縮泵6、貧富液換熱器7與再生塔8的上部進(jìn)口相連，再生塔8的上部氣體出口以及低溫多效蒸餾裝置3的不凝氣出口均通過冷卻器9與氣液分離罐10的進(jìn)口相連，再生塔8底部的再生后的CO2貧液出口與閃蒸罐11的進(jìn)口相連，閃蒸罐11的閃蒸后的貧液出口依次通過貧液泵12、貧富液換熱器7與貧液儲槽5的頂部進(jìn)口相連，貧液儲槽5的底部出口通過貧液泵14與吸收塔I上部的吸收劑進(jìn)口相連，與再生塔8配套的再沸器15設(shè)置在再生塔8的底部外側(cè)，與低溫多效蒸餾裝置3配套的熱力壓縮機13的出口與低溫多效蒸餾裝置3第一效的蒸汽進(jìn)口相連，熱力壓縮機13的進(jìn)口與低溫多效蒸餾裝置3末效的蒸汽乏汽出口以及閃蒸罐11頂部的閃蒸氣出口或外來蒸汽源相連。
[0007]本發(fā)明在CO2富液進(jìn)入解吸塔前采用低溫多效蒸餾技術(shù)進(jìn)行了濃縮處理，減少了再生塔內(nèi)富液解吸過程中水的參與度，降低了再沸器熱負(fù)荷，相對于低溫多效蒸餾裝置所增加的能耗而言，可實現(xiàn)CO2捕集或分離過程的總能耗的下降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0010]參見附圖，一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)，包括吸收塔1，吸收塔I的底部CO2富液出口通過富液泵2與低溫多效蒸餾裝置3上部的富液進(jìn)口相連；低溫多效蒸餾裝置3的蒸餾液相出口通過蒸餾液泵4與吸收劑貧液儲槽5的頂部進(jìn)口相連，低溫多效蒸餾裝置3濃縮富液出口依次通過濃縮泵6、貧富液換熱器7與再生塔8的上部進(jìn)口相連，再生塔8的上部氣體出口以及低溫多效蒸餾裝置3的不凝氣出口均通過冷卻器9與氣液分離罐10的進(jìn)口相連，再生塔8底部的再生后的CO2貧液出口與閃蒸罐11的進(jìn)口相連，閃蒸罐11的閃蒸后的貧液出口依次通過貧液泵12、貧富液換熱器7與貧液儲槽5的頂部進(jìn)口相連，貧液儲槽5的底部出口通過貧液泵14與吸收塔I上部的吸收劑進(jìn)口相連，與再生塔8配套的再沸器15設(shè)置在再生塔8的底部外側(cè)，與低溫多效蒸餾裝置3配套的熱力壓縮機13的出口與低溫多效蒸餾裝置3第一效的蒸汽進(jìn)口相連，熱力壓縮機13的進(jìn)口與低溫多效蒸餾裝置3末效的蒸汽乏汽出口以及閃蒸罐11頂部的閃蒸氣出口或外來蒸汽源相連。
[0011]本發(fā)明的工作原理如下:
[0012]CO2混合氣由吸收塔I下部的氣體進(jìn)口輸入吸收塔內(nèi)，與此同時來自貧液儲槽5的吸收劑由吸收塔I上部的貧液進(jìn)口向塔內(nèi)噴淋，CO2氣體與吸收劑在塔內(nèi)充分逆向接觸而被吸收劑吸收。被吸收劑脫除CO2后的氣體繼續(xù)向上流動，在吸收塔I上部通過水洗、除沫后經(jīng)吸收塔I頂部的氣體出口直接排入大氣。吸收CO2后的富液在吸收塔I底部通過富液泵2進(jìn)入低溫多效蒸餾裝置3進(jìn)行多效蒸餾脫水。低溫多效蒸餾裝置3所需的熱量由熱力壓縮機13提供，來自末效的蒸汽乏汽和閃蒸罐11的閃蒸氣體(或外來蒸汽源)作為第一效的熱源。蒸餾出的水相通過蒸餾液泵4輸送至貧液儲槽5，脫水后的濃縮富液通過濃縮液泵6輸送至貧富液換熱器7，吸熱升溫后從再生塔8的上部進(jìn)口進(jìn)入塔內(nèi)。再沸器15提供富液再生所需的熱量。含有部分水蒸氣、吸收劑蒸氣的CO2再生氣由再生塔8的上部氣體出口流出，與來自低溫多效蒸餾裝置3的CO2不凝氣共同經(jīng)過冷卻器9冷卻后進(jìn)入氣液分離器10，高濃度CO2氣體從氣液分離器10上部的氣體出口流出，分離后的冷凝液返回再生塔8。脫除CO2后貧液從再生塔底部流出進(jìn)入閃蒸罐11閃蒸，閃蒸后的貧液經(jīng)由貧液泵12引出，經(jīng)過貧富液換熱器7換熱后進(jìn)入貧液儲槽5，與來自蒸餾液泵4的蒸餾水相進(jìn)行混合后形成吸收劑貧液而循環(huán)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種與低溫多效蒸餾技術(shù)耦合的二氧化碳捕集或分離系統(tǒng)，其特征在于，包括吸收塔(1)，吸收塔(I)的底部CO2富液出口通過富液泵(2)與低溫多效蒸餾裝置(3)上部的富液進(jìn)口相連；低溫多效蒸餾裝置(3)的蒸餾液相出口通過蒸餾液泵(4)與吸收劑貧液儲槽(5)的頂部進(jìn)口相連，低溫多效蒸餾裝置(3)濃縮富液出口依次通過濃縮泵(6)、貧富液換熱器(7)與再生塔(8)的上部進(jìn)口相連，再生塔(8)的上部氣體出口以及低溫多效蒸餾裝置(3)的不凝氣出口均通過冷卻器(9)與氣液分離罐(10)的進(jìn)口相連，再生塔(8)底部的再生后的CO2貧液出口與閃蒸罐(11)的進(jìn)口相連，閃蒸罐(11)的閃蒸后的貧液出口依次通過貧液泵(12)、貧富液換熱器(7)與貧液儲槽(5)的頂部進(jìn)口相連，貧液儲槽(5)的底部出口通過貧液泵(14)與吸收塔(I)上部的吸收劑進(jìn)口相連，與再生塔(8)配套的再沸器(15)設(shè)置在再生塔(8)的底部外側(cè)，與低溫多效蒸餾裝置(3)配套的熱力壓縮機(13)的出口與低溫多效蒸餾裝置(3 )第一效的蒸汽進(jìn)口相連，熱力壓縮機(13)的進(jìn)口與低溫多效蒸餾裝置(3)末效的蒸汽乏汽出口以及閃蒸罐(11)頂部的閃蒸氣出口或外來蒸汽源相連。
【文檔編號】C01B31/20GK104043316SQ201410242863
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】郭東方, 郜時旺, 許世森, 王金意, 劉練波 申請人:中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司