專利名稱：燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣凈化及處理領(lǐng)域，特別涉及一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系
統(tǒng)，同時(shí)還涉及一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳排放量的急劇增長，由于溫室效應(yīng)，會帶來氣候、生態(tài)系統(tǒng)的劇烈變化以
及飲用水的減少，同時(shí)還會造成海平面上升、陸地減少和平均氣溫上升等危害，而我國燃煤 電廠的二氧化碳排放約占工業(yè)排放總量的一半左右，因此，控制燃煤電廠的二氧化碳排放，
已迫在眉睫。 目前，分離和回收煙氣中二氧化碳的方法主要有吸收分離、吸附分離、膜分離、低 溫分離、02/0)2燃燒分離等，其中吸收分離法與吸附分離法較為成熟，應(yīng)用比較廣泛。但由 于目前還沒有商業(yè)化的燃煤電廠煙氣二氧化碳資源化利用技術(shù)，限制了燃煤電廠二氧化碳 減排技術(shù)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于捕集燃煤電廠煙氣中二氧化碳?xì)怏w捕集系統(tǒng)， 該系統(tǒng)處理效率高，實(shí)施效果好；同時(shí)本發(fā)明還提供一種燃煤電廠二氧化碳捕集處理方法， 能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳?xì)怏w的捕集和處理一體化。 本發(fā)明的目的之一是提供一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，燃煤電廠煙氣 中二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔和再生塔，所述二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括再生氣冷凝器、 貧富液換熱器、二氧化碳分離器和二氧化碳壓縮機(jī)； 燃煤電廠的煙氣排出口通過引風(fēng)機(jī)升壓后與吸收塔的底部相連，煙氣從下往上運(yùn) 動(dòng)，與從吸收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接往上運(yùn)動(dòng)，與從吸 收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接觸，脫除了二氧化碳的煙氣從 吸收塔的煙氣排出口排出，所述吸收塔的底部設(shè)置富液排出口，所述富液排出口通過富液 泵依次與再生氣冷凝器、貧富液換熱器和再生塔相連接，吸收了二氧化塔的富液通過富液 泵加壓進(jìn)入再生氣冷凝器后，經(jīng)再生氣加熱后進(jìn)入貧富液換熱器與貧液換熱，再由再生塔 頂部噴頭噴淋后進(jìn)入再生塔內(nèi)部，所述再生塔的頂部出氣口依次與再生氣冷凝器和二氧化 碳分離器相連接，所述二氧化塔分離器的氣體排出口與二氧化碳壓縮機(jī)相連接，所述二氧 化碳壓縮機(jī)的增壓氣體排出口與外部二氧化碳利用設(shè)備相連接。 進(jìn)一步，所述吸收塔頂?shù)捻敳吭O(shè)置有洗滌段和除沫器，脫除了二氧化碳的凈煙氣 在吸收塔上部洗滌并通過除沫器除掉溶液后排入大氣； 進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括洗滌液存貯槽和洗滌液泵，所述洗滌液存貯槽與吸收塔
相連接，用于存儲從吸收塔換出的洗滌水；所述洗滌液泵一端與洗滌液存貯槽相連接，另一
端連接至吸收塔的洗滌段，用于將洗滌水存貯槽內(nèi)的洗滌水輸送至洗滌段。 本發(fā)明的目的之二是提供一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法，包括下列步驟 1)將燃煤電廠排出的煙氣經(jīng)脫硝、除塵、脫硫處理后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓至10.0KPa進(jìn) 入吸收塔底部； 2)煙氣從下往上運(yùn)動(dòng)，與從吸收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形
成逆流接觸，脫除了二氧化碳的煙氣從吸收塔的煙氣排出口排出，吸收了二氧化碳的富液
通過富液泵加壓進(jìn)入再生氣冷凝器與再生塔頂部出來的氣體交換熱量； 3)交換熱量后的富液進(jìn)入貧富液換熱器，與貧液換熱后經(jīng)再生塔頂部噴頭噴淋進(jìn)
入再生塔，再生塔底部的煮沸器使溶液汽化上升，與富液接觸釋放出二氧化碳?xì)怏w，二氧化
碳?xì)怏w隨同大量的水蒸氣及少量乙醇胺蒸氣由塔頂流出，進(jìn)入再生氣冷凝器與富液泵送來
的富液換熱，水蒸氣和乙醇胺蒸氣冷凝成液態(tài)水并送回再生塔，而由再生氣冷凝器分離出
來的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入二氧化碳分離器，在二氧化碳分離器內(nèi)，氣體夾帶的凝液被分離，分
離后的二氧化碳?xì)怏w在二氧化碳分離器上部經(jīng)洗滌、超濾、除沫、計(jì)量后送往二氧化碳壓縮
機(jī)，增壓后送入聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程；解吸二氧化碳?xì)怏w后的貧液由再生塔的 底部流出，送入貧富液換熱器與富液進(jìn)行換熱，換熱后的貧液返回吸收塔循環(huán)利用；
進(jìn)一步，在步驟3)中，所述的聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程包括純堿生產(chǎn)過程 和氯化銨生產(chǎn)過程，兩個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，通過向循環(huán)系統(tǒng)中連續(xù)加入原料氨、鹽和 二氧化碳，同時(shí)不斷地生產(chǎn)出純堿和氯化銨產(chǎn)品； 進(jìn)一步，所述純堿生產(chǎn)過程是將氯化銨生產(chǎn)過程送來的母液II，吸氨成為氨母液 11 ，通過在碳化塔中向氨母液11通入二氧化碳并使之冷卻，使氨母液11中的氯化鈉與銨鹽 (氨、二氧化碳、水反應(yīng))轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉和氯化銨，然后將碳酸氫鈉結(jié)晶濾出，此時(shí)濾出的 母液稱為母液I，濾出的碳酸氫鈉結(jié)晶送煅燒即成輕質(zhì)純堿； 所述氯化銨生產(chǎn)過程是將純堿生產(chǎn)過程中得到的母液I，吸氨成為氨母液1、經(jīng)過 換熱冷卻后，進(jìn)入冷析結(jié)晶器和鹽析結(jié)晶器，使氯化銨結(jié)晶析出，再經(jīng)過分離、干燥得到氯 化銨產(chǎn)品，濾出的母液為氨母液11 ，送往純堿生產(chǎn)過程。
本發(fā)明的有益效果是 1.本發(fā)明通過吸收塔和再生塔的配合布置，能夠使燃煤電廠鍋爐排出的大量二氧 化碳?xì)怏w得到捕集，減少了溫室氣體的排放，保護(hù)人類環(huán)境；同時(shí)通過將捕集的二氧化碳?xì)?體直接引入聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程，使二氧化碳?xì)怏w能夠及時(shí)得到利用，優(yōu)化了 整體生產(chǎn)工藝，降低了二氧化碳?xì)怏w的損耗； 2.通過再生氣冷凝器和貧富液換熱器對富液在進(jìn)入再生塔前進(jìn)行兩次加熱，從而 降低了系統(tǒng)的能源損耗，也有利于富液中二氧化碳的快速解吸； 3.本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、分離效果好、流程設(shè)置合理、見效快，適合推廣使用。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要 求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)
5一步的詳細(xì)描述，其中 圖1為本發(fā)明的捕集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。 如圖1所示，本發(fā)明的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔1和再生塔 4、再生氣冷凝器2、貧富液換熱器3、二氧化碳分離器6和二氧化碳壓縮機(jī)；
燃煤電廠的煙氣排出口通過引風(fēng)機(jī)升壓后與吸收塔1的底部相連，煙氣從下往上 運(yùn)動(dòng)，與從吸收塔1上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接觸，在吸收塔 頂?shù)捻敳吭O(shè)置有洗滌段和除沫器，脫除了二氧化碳的凈煙氣在吸收塔上部洗滌并通過除沫 器除掉溶液后排入大氣。本系統(tǒng)還包括洗滌液存貯槽6和洗滌液泵7，洗滌液存貯槽6與 吸收塔1相連接，用于存儲從吸收塔1換出的洗滌水；洗滌液泵7 —端與洗滌液存貯槽相連 接，另一端連接至吸收塔1的洗滌段，用于將洗滌水存貯槽6內(nèi)的洗滌水輸送至洗滌段。
吸收塔1的底部設(shè)置富液排出口，富液排出口通過富液泵依次與再生氣冷凝器2、 貧富液換熱器3和再生塔4相連接，吸收了二氧化塔的富液通過富液泵加壓進(jìn)入再生氣冷 凝器2后，經(jīng)再生氣加熱后進(jìn)入貧富液換熱器3與貧液換熱，再由再生塔1頂部噴頭噴淋后 進(jìn)入再生塔1內(nèi)部，再生塔1的頂部出氣口依次與再生氣冷凝器2和二氧化碳分離器3相 連接，二氧化塔分離器3的氣體排出口與二氧化碳壓縮機(jī)相連接，二氧化碳壓縮機(jī)的增壓 氣體排出口與外部二氧化碳利用設(shè)備相連接。 吸收部分的原理是采用液相溶液選擇性地自煙氣中脫除容易溶于吸收液的氣體 部分(即二氧化碳?xì)怏w)，煙氣通過脫硫脫硝、除塵后，通過風(fēng)機(jī)由吸收塔下方進(jìn)入與從上 而下的吸收液體在塔中做逆向接觸，氣體在處理完成后離開吸收塔，然后進(jìn)入洗滌段，氣體 中攜帶的水分和吸收溶劑會從氣體中移除并送回到吸收塔，離開吸收塔的氣體排出到大氣 中，吸收了二氧化碳的吸收溶液進(jìn)入再生塔，脫除溶液中的二氧化碳?xì)怏w而獲得再生。
再生過程是在再生塔中蒸汽與富液換熱，富液的二氧化碳釋放出來后變成了貧 液，貧液與水蒸氣進(jìn)入閃蒸槽，大部分水蒸氣返回再生塔，貧液返回吸收塔循環(huán)利用，再生 出來的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入二氧化碳?xì)怏w分離器，實(shí)現(xiàn)氣液分離后，二氧化碳?xì)怏w再通過二
氧化碳壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，以便于下一步的應(yīng)用。 本發(fā)明脫除二氧化碳的原理是利用堿性吸收劑溶液與煙氣中的二氧化碳?xì)怏w接
觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不穩(wěn)定的鹽類，而鹽類在一定的條件下會逆向分解釋放二氧化碳
而再生，從而達(dá)到將煙氣中的二氧化碳?xì)怏w分離的目的。 本發(fā)明的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法，包括下列步驟 1)將燃煤電廠排出的煙氣經(jīng)脫硝、除塵、脫硫處理后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓至10.0KPa進(jìn)
入吸收塔底部； 2)煙氣從下往上運(yùn)動(dòng)，與從吸收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形 成逆流接觸，脫除了二氧化碳的煙氣從吸收塔的煙氣排出口排出，吸收了二氧化碳的富液 通過富液泵加壓進(jìn) 再生氣冷凝器與再生塔頂部出來的氣體交換熱量；
3)交換熱量后的富液進(jìn)入貧富液換熱器，與貧液換熱后經(jīng)再生塔頂部噴頭噴淋進(jìn) 入再生塔，再生塔底部的煮沸器使溶液汽化上升，與富液接觸釋放出二氧化碳?xì)怏w，二氧化 碳?xì)怏w隨同大量的水蒸氣及少量乙醇胺蒸氣由塔頂流出，進(jìn)入再生氣冷凝器與富液泵送來 的富液換熱，水蒸氣和乙醇胺蒸氣冷凝成液態(tài)水并送回再生塔，而由再生氣冷凝器分離出 來的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入二氧化碳分離器，在二氧化碳分離器內(nèi)，氣體夾帶的凝液被分離，分 離后的二氧化碳?xì)怏w在二氧化碳分離器上部經(jīng)洗滌、超濾、除沫、計(jì)量后送往二氧化碳壓縮
機(jī)，增壓后送入聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程；解吸二氧化碳?xì)怏w后的貧液由再生塔的 底部流出，送入貧富液換熱器與富液進(jìn)行換熱，換熱后的貧液返回吸收塔循環(huán)利用。
在步驟3)中，聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程包括純堿生產(chǎn)過程和氯化銨生產(chǎn) 過程，兩個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，通過向循環(huán)系統(tǒng)中連續(xù)加入原料氨、鹽和二氧化碳，同 時(shí)不斷地生產(chǎn)出純堿和氯化銨產(chǎn)品； 其中，純堿生產(chǎn)過程是將氯化銨生產(chǎn)過程送來的母液II，吸氨成為氨母液II，通 過在碳化塔中向氨母液II通入二氧化碳并使之冷卻，使氨母液II中的氯化鈉與銨鹽(氨、 二氧化碳、水反應(yīng))轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉和氯化銨，然后將碳酸氫鈉結(jié)晶濾出，此時(shí)濾出的母液 稱為母液I，濾出的碳酸氫鈉結(jié)晶送煅燒即成輕質(zhì)純堿； 氯化銨生產(chǎn)過程是將純堿生產(chǎn)過程中得到的母液I，吸氨成為氨母液1、經(jīng)過換熱 冷卻后，進(jìn)入冷析結(jié)晶器和鹽析結(jié)晶器，使氯化銨結(jié)晶析出，再經(jīng)過分離、干燥得到氯化銨 產(chǎn)品，濾出的母液為氨母液II，送往純堿生產(chǎn)過程。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔和再生塔，其特征在于所述二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括再生氣冷凝器、貧富液換熱器、二氧化碳分離器和二氧化碳壓縮機(jī)；燃煤電廠的煙氣排出口通過引風(fēng)機(jī)升壓后與吸收塔的底部相連，煙氣從下往上運(yùn)動(dòng)，與從吸收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接觸，脫除了二氧化碳的煙氣從吸收塔的煙氣排出口排出，所述吸收塔的底部設(shè)置富液排出口，所述富液排出口通過富液泵依次與再生氣冷凝器、貧富液換熱器和再生塔相連接，吸收了二氧化塔的富液通過富液泵加壓進(jìn)入再生氣冷凝器后，經(jīng)再生氣加熱后進(jìn)入貧富液換熱器與貧液換熱，再由再生塔頂部噴頭噴淋后進(jìn)入再生塔內(nèi)部，所述再生塔的頂部出氣口依次與再生氣冷凝器和二氧化碳分離器相連接，所述二氧化塔分離器的氣體排出口與二氧化碳壓縮機(jī)相連接，所述二氧化碳壓縮機(jī)的增壓氣體排出口與外部二氧化碳利用設(shè)備相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，其特征在于所述吸收 塔頂?shù)捻敳吭O(shè)置有洗滌段和除沫器，脫除了二氧化碳的凈煙氣在吸收塔上部洗滌并通過除 沫器除掉溶液后排入大氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng) 還包括洗滌液存貯槽和洗滌液泵，所述洗滌液存貯槽與吸收塔相連接，用于存儲從吸收塔 換出的洗滌水；所述洗滌液泵一端與洗滌液存貯槽相連接，另一端連接至吸收塔的洗滌段， 用于將洗滌水存貯槽內(nèi)的洗滌水輸送至洗滌段。
4. 燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法，其特征在于包括下列步驟1) 將燃煤電廠排出的煙氣經(jīng)脫硝、除塵、脫硫處理后經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓至10. 0KPa進(jìn)入吸 收塔底部；2) 煙氣從下往上運(yùn)動(dòng)，與從吸收塔上部入塔的用于吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆 流接觸，脫除了二氧化碳的煙氣從吸收塔的煙氣排出口排出，吸收了二氧化碳的富液通過 富液泵加壓進(jìn)入再生氣冷凝器與再生塔頂部出來的氣體交換熱量；3) 交換熱量后的富液進(jìn)入貧富液換熱器，與貧液換熱后經(jīng)再生塔頂部噴頭噴淋進(jìn)入再 生塔，再生塔底部的煮沸器使溶液汽化上升，與富液接觸釋放出二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)?體隨同大量的水蒸氣及少量乙醇胺蒸氣由塔頂流出，進(jìn)入再生氣冷凝器與富液泵送來的富 液換熱，水蒸氣和乙醇胺蒸氣冷凝成液態(tài)水并送回再生塔，而由再生氣冷凝器分離出來的 二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入二氧化碳分離器，在二氧化碳分離器內(nèi)，氣體夾帶的凝液被分離，分離后 的二氧化碳?xì)怏w在二氧化碳分離器上部經(jīng)洗滌、超濾、除沫、計(jì)量后送往二氧化碳壓縮機(jī)， 增壓后送入聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程；解吸二氧化碳?xì)怏w后的貧液由再生塔的底部 流出，送入貧富液換熱器與富液進(jìn)行換熱，換熱后的貧液返回吸收塔循環(huán)利用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法，其特征在于在步 驟3)中，所述的聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程包括純堿生產(chǎn)過程和氯化銨生產(chǎn)過程，兩 個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，通過向循環(huán)系統(tǒng)中連續(xù)加入原料氨、鹽和二氧化碳，同時(shí)不斷地 生產(chǎn)出純堿和氯化銨產(chǎn)品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集處理方法，其特征在于所述 純堿生產(chǎn)過程是將氯化銨生產(chǎn)過程送來的母液II，吸氨成為氨母液II，通過在碳化塔中向 氨母液II通入二氧化碳并使之冷卻，使氨母液II中的氯化鈉與銨鹽轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉和氯 化銨，然后將碳酸氫鈉結(jié)晶濾出，此時(shí)濾出的母液稱為母液I，濾出的碳酸氫鈉結(jié)晶送煅燒即成輕質(zhì)純堿；所述氯化銨生產(chǎn)過程是將純堿生產(chǎn)過程中得到的母液I，吸氨成為氨母液1、經(jīng)過換熱 冷卻后，進(jìn)入冷析結(jié)晶器和鹽析結(jié)晶器，使氯化銨結(jié)晶析出，再經(jīng)過分離、干燥得到氯化銨 產(chǎn)品，濾出的母液為氨母液II，送往純堿生產(chǎn)過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括吸收塔和再生塔，還包括再生氣冷凝器、貧富液換熱器、二氧化碳分離器和二氧化碳壓縮機(jī)；同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集及利用方法，本發(fā)明通過吸收塔和再生塔的配合布置，能夠使燃煤電廠鍋爐排出的大量二氧化碳?xì)怏w得到捕集，減少了溫室氣體的排放，保護(hù)人類環(huán)境；同時(shí)公開的方法中通過將捕集的二氧化碳?xì)怏w直接引入聯(lián)合法制純堿及氯化銨工藝流程，使二氧化碳?xì)怏w能夠及時(shí)得到利用，優(yōu)化了整體生產(chǎn)工藝，降低了二氧化碳?xì)怏w的損耗。
文檔編號C01B31/00GK101716458SQ20101000116
公開日2010年6月2日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者劉艷榮, 唐小健, 喻江濤, 張金倫, 李紫龍, 杜云貴, 秦福初, 隋建才 申請人:中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司