捕集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工藝氣體凈化、二氧化碳減排等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的co2捕集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳(C02)是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要溫室氣體，C02的捕集、利用及封存已成為國際社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。我國燃煤發(fā)電C02排放量約占工業(yè)總排放量的50%，燃煤電廠煙氣中C02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C02捕集或分離過程。捕集或分離0)2的方法主要有吸收法、吸附法、膜分離、低溫分離等，其中吸收法是目前最為成熟和有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的0)2捕集分離技術(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的C02吸收法捕集分離技術(shù)在應(yīng)用過程中的能耗和運(yùn)行成本較高。吸收C02后的富液全部進(jìn)入再生塔解吸，且富液中水的比例較高(一般70%以上)，這不僅增加了再生時(shí)的富液量，而且水大量揮發(fā)也導(dǎo)致額外的能耗，從而使得系統(tǒng)整體能耗增大。吸收劑再生所消耗的蒸汽熱能在整個(gè)系統(tǒng)能耗中占到了絕大比重。因此，降低再生富液量，減少富液的水含量，將可以有效的降低0)2再生能耗和捕集成本。
[0004]基于碳酸鉀溶液的稠漿型C02捕集工藝，是利用碳酸鉀和碳酸氫鉀在水中的溶解度差異，采用強(qiáng)制冷卻或蒸發(fā)的方式使得富液過飽和而析出碳酸氫鉀結(jié)晶，之后加熱解吸碳酸氫鉀晶漿液。該工藝中，吸收的co2以碳酸氫鉀結(jié)晶的形式析出，晶漿解吸大幅降低了再生時(shí)水的參與度和再生能耗。但該工藝需要強(qiáng)制冷卻或者蒸發(fā)結(jié)晶，也額外增加了一部分公用工程量，而且結(jié)晶顆粒也可能導(dǎo)致管道堵塞等一些工程問題。
[0005]為進(jìn)一步降低公用工程量，我們研究開發(fā)了一種吸收0)2后富液能夠自動(dòng)萃取分層為液-液兩相的C02吸收劑，其中C0 2在富相的再分配率達(dá)98%以上，貧相幾乎不含C0 2。富液分相濃縮過程無需冷卻或升溫蒸發(fā)，并且不會(huì)出現(xiàn)固體結(jié)晶物，降低了工藝操作難度。濃縮后的C02富相進(jìn)入再生塔進(jìn)行解吸，減少了再生時(shí)的富液量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，而且工藝過程也易于實(shí)現(xiàn)吸收劑的在線純化處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的0)2捕集裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)富液自動(dòng)萃取分層為液-液兩相和C02富相的單獨(dú)再生，減少了進(jìn)入再生塔的總液量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的0)2捕集裝置，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段1-1、中部的洗滌段1-2和頂部的除沫段1-3組成，吸收塔1的底部C02富液出口通過富液栗2與分相澄清器3的料液入口相連；分相澄清器3由料液導(dǎo)流管3-1、分相澄清室3-2、輕相收集室3-3和重相收集室3-4組成；輕相收集室3-3的出口分兩路，一路直接與混合罐4的入口相連，另一路通過閥門5、溶液凈化器6與混合罐4的入口相連；重相收集室3-4的出口通過富相栗7、貧富換熱器8與再生塔9的入口相連；再生塔9底部的貧液出口通過貧液栗10、貧富換熱器8與混合罐4的入口相連；混合罐4的底部溶液出口通過吸收液栗11與吸收段1-1上端的吸收液入口相連；再生塔9頂部的C02再生氣出口通過冷卻器12與氣液分離罐13的入口相連；與再生塔9配套的再沸器14設(shè)置在裝置底部或內(nèi)部。
[0009]所述的分相澄清器3由料液導(dǎo)流管3-1、分相澄清室3-2、輕相收集室3_3和重相收集室3-4組成，料液導(dǎo)流管3-1設(shè)置于分相澄清器3的一側(cè)上方，輕相收集室3-3和重相收集室3-4的入口設(shè)置于整個(gè)分相澄清器3的中上部，并分別通過輕相堰、重相堰與分相澄清室3-2隔開。
[0010]由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有分相澄清器3，因此通過C02富液自驅(qū)動(dòng)萃取可以分層為液-液兩相，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載co2的組分在富相中的濃縮和再分配，并輸送至再生塔進(jìn)行熱再生，不含C02的貧相不參與熱再生，從而降低C02再生過程中的富液量和水的參與度，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
【附圖說明】
[0011]附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]參見附圖，一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的0)2捕集裝置，包括吸收塔1，吸收塔1由底部的吸收段1-1、中部的洗滌段1-2和頂部的除沫段1-3組成，吸收塔1的底部C02富液出口通過富液栗2與分相澄清器3的料液入口相連；分相澄清器3由料液導(dǎo)流管3-1、分相澄清室3-2、輕相收集室3-3和重相收集室3-4組成；輕相收集室3_3的出口分兩路，一路直接與混合罐4的入口相連，另一路通過閥門5、溶液凈化器6與混合罐4的入口相連；重相收集室3-4的出口通過富相栗7、貧富換熱器8與再生塔9的入口相連；再生塔9底部的貧液出口通過貧液栗10、貧富換熱器8與混合罐4的入口相連；混合罐4的底部溶液出口通過吸收液栗11與吸收段1-1上端的吸收液入口相連；再生塔9頂部的C02再生氣出口通過冷卻器12與氣液分離罐13的入口相連；與再生塔9配套的再沸器14設(shè)置在裝置底部或內(nèi)部。
[0014]所述的分相澄清器3由料液導(dǎo)流管3-1、分相澄清室3-2、輕相收集室3_3和重相收集室3-4組成，料液導(dǎo)流管3-1設(shè)置于分相澄清器3的一側(cè)上方，輕相收集室3-3和重相收集室3-4的入口設(shè)置于整個(gè)分相澄清器3的中上部，并分別通過輕相堰、重相堰與分相澄清室3-2隔開。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0016]含有C02混合氣由吸收塔1下部的氣體進(jìn)口輸入吸收塔1內(nèi)，與此同時(shí)來自混合罐4的吸收溶液由吸收段1-1上端的吸收溶液入口向塔內(nèi)噴淋，C02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0)2后的氣體繼續(xù)向上流動(dòng)，通過洗滌段1-2和除沫段1-3后經(jīng)吸收塔1頂部的氣體出口直接排入大氣。吸收C02后的富液在吸收塔1底部通過富液栗2進(jìn)入分相澄清器3的料液導(dǎo)流管3-1，之后在分相澄清室3-2內(nèi)自動(dòng)萃取分相實(shí)現(xiàn)C02的再分配，不含0)2的貧相進(jìn)入輕相收集室3-3，富含0)2的富相進(jìn)入重相收集室3-4。來自輕相收集室3-3的貧相分兩路，一路直接進(jìn)入混合罐4，一路經(jīng)過閥門5、溶液凈化器6進(jìn)入混合罐。溶液凈化器6通過吸附或離子交換技術(shù)除去溶液中積累的雜質(zhì)離子，達(dá)到純化吸收溶劑的目的。來自重相收集室3-4的富相由富相栗7送至貧富換熱器8，與來自再生塔9底部的熱貧液換熱升溫后進(jìn)入再生塔9進(jìn)行熱解吸。再沸器14提供富液再生所需的熱量。含有部分水蒸氣、吸收劑蒸氣的0)2再生氣由再生塔9頂部的氣體出口流出，經(jīng)過冷卻器12冷卻和氣液分離罐13后成為高濃度C02產(chǎn)品氣，冷凝液返回再生塔9。脫除C02后的貧液從再生塔9底部由貧液栗10引出，經(jīng)過貧富換熱器8換熱后進(jìn)入混合罐4，與來自分相澄清器3的貧相進(jìn)行混合形成吸收溶液。吸收溶液由吸收液栗11送至吸收段1-1的上端吸收液入口而循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的CO 2捕集裝置，包括吸收塔(1)，其特征在于，吸收塔(1)由底部的吸收段(1-1)、中部的洗滌段(1-2)和頂部的除沫段(1-3)組成；吸收塔(1)的底部C02富液出口通過富液栗(2)與分相澄清器(3)的料液入口相連；分相澄清器(3)主要由料液導(dǎo)流管(3-1)、分相澄清室(3-2)、輕相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)組成；輕相收集室(3-3)的出口分兩路，一路直接與混合罐(4)的入口相連，一路通過閥門(5)、溶液凈化器(6)與混合罐(4)的入口相連；重相收集室(3-4)的出口通過富相栗(7)、貧富換熱器(8)與再生塔(9)的入口相連；再生塔(9)底部的貧液出口通過貧液栗(10)、貧富換熱器(8)與混合罐(4)的入口相連；混合罐(4)的底部溶液出口通過吸收液栗(11)與吸收段(1-1)上端的吸收液入口相連；再生塔(9)頂部的C02再生氣出口通過冷卻器(12)與氣液分離罐(13)的入口相連；與再生塔(9)配套的再沸器(14)設(shè)置在裝置底部或內(nèi)部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的0)2捕集裝置，其特征在于，分相澄清器(3)由料液導(dǎo)流管(3-1)、分相澄清室(3-2)、輕相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)組成，料液導(dǎo)流管(3-1)設(shè)置于分相澄清器(3)的一側(cè)上方，輕相收集室(3-3)和重相收集室(3-4)的入口設(shè)置于整個(gè)分相澄清器(3)的中上部，并分別通過輕相堰、重相堰與分相澄清室(3-2)隔開。
【專利摘要】一種富液自驅(qū)動(dòng)萃取分相和撕裂再生的CO2捕集裝置，吸收塔底部CO2富液出口通過富液泵與分相澄清器的料液導(dǎo)流管相連；分相澄清器的輕相收集室出口分兩路一路與混合罐相連，另一路經(jīng)閥門、溶液凈化器與混合罐相連；重相收集室通過富相泵、貧富換熱器與再生塔相連；再生塔底部的貧液出口通過貧液泵、貧富換熱器與混合罐相連；混合罐的底部溶液出口通過吸收液泵與吸收塔的吸收液相連；再生塔頂部的CO2再生氣出口通過冷卻器與氣液分離罐相連；再沸器設(shè)置在再生塔底部或內(nèi)部；本實(shí)用新型通過CO2富液自驅(qū)動(dòng)萃取分層為液-液兩相，實(shí)現(xiàn)負(fù)載CO2的組分在富相中的濃縮和再分配，從而減少CO2再生過程中的富液量和水的參與度，較大程度的降低CO2再生能耗和捕集成本。
【IPC分類】B01D53/18, C01B31/20
【公開號(hào)】CN204952597
【申請?zhí)枴緾N201520477070
【發(fā)明人】郭東方, 郜時(shí)旺, 劉練波, 王昊, 侯法柱
【申請人】中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年7月3日