一种低能耗CO2捕集与压缩精制工艺

一种低能耗co2捕集与压缩精制工艺
技术领域
1.本发明涉及二氧化碳捕集回收技术领域，具体涉及一种低能耗co2捕集与压缩精制工艺。


背景技术：

2.近年来，二氧化碳是大气中主要的温室气体。随着全球工业化的发展，co2的排放量逐年增大，目前已经成为全球变暖、产生极端气候灾害的主要原因之一。
3.二氧化碳的捕集与压缩精制成为热点研究课题，对于常规工艺流程，在贫液冷却至适当的反应温度过程中很大一部分热量被冷却水带走，没有实现热能的综合利用，系统能耗大。
4.目前市场上的二氧化碳的捕集工艺中富液和贫液循环路径比较单一，例如cn 1887405 a，其co2捕集和解吸效率较低。


技术实现要素：

5.本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种低能耗co2捕集与压缩精制工艺，烟气中co2捕集和解吸效率高，实现热量、烟气等能源循环利用。
6.为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：
7.一种低能耗co2捕集与压缩精制工艺，包括：吸收工艺、解吸工艺和其他工艺三个组成部分。
8.进一步地，所述吸收工艺以吸收塔为中心，辅以深度净化塔及增压设备；所述解吸工艺以解吸塔和煮沸器为中心，辅以贫富液换热器以及mvr半富液发生器和液化系统；所述其他工艺为介于以上两者之间的部分，包括富液与胺回收系统。
9.进一步地，在烟气进入所述吸收塔前设置所述深度净化塔，通过naoh稀溶液循环喷淋降低烟温至30～50℃。
10.进一步地，所述吸收塔处理后的烟气从塔顶排至制氮系统，对氮气进行收集。
11.进一步地，所述解吸工艺还设置有洗涤液泵，洗涤液泵将洗涤液经热泵和冷却器后再次进入所述吸收塔顶部。
12.进一步地，吸收co2后的富液由塔底经贫富液换热器一后，分为三部分进入解吸塔：
13.1)经富液泵二后一部分进入mvr半富液发生器二中，液体部分再回至贫富液换热器一，气体部分含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔中反应；
14.2)经富液泵二后另一部分经半富液换热器后，进入mvr半富液发生器一中进行反应，气体部分经富液气压缩机后送入解吸塔，液体部分则经富液泵一送入解吸塔；气体部分则经富液气压缩机后送入解吸塔；
15.3)第三部分则进入贫富液换热器二后送入解吸塔。
16.进一步地，所述解吸塔产生解吸气和贫液；
17.贫液经塔底被分为两部分：
18.1)经贫富液换热器二后与贫富液换热器二进行热交换后温度为60～65℃，再被分为两部分，其中90％再经过贫液换热器和贫液冷却器后降至40℃，回至吸收塔再次反应；另外10％则送至胺回收加热器，气体部分含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔；液体部分则经结晶器反应后去炉膛，水蒸气直接进入解吸塔；
19.2)、由煮沸器加热至110～120℃后回至解吸塔进行反应；煮沸器中凝结水经凝结水换热器后去除氧器；
20.解吸气在塔顶被分成两部分：
21.1)经解吸气压缩机后进入mvr半富液发生器二，液体部分再回至贫富液换热器一。气体部分含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔中反应。
22.2)、经解吸气换热器一、解吸气换热器二、co2压缩机、半富液换热器、干燥器、通过液化系统后送至co2储罐。
23.进一步地，所述热泵、所述冷却器、所述凝结水换热器换热产生的热量用于电厂发电机租轴封冷凝水加热。
24.本发明的有益效果包括以下几点：
25.(1)脱硫塔出口烟温超过50℃并非醇胺吸收溶剂的理想吸收温度，在进入吸收塔之前就对烟气深度处理，降低烟气温度及其他成分影响，降低温度至达到醇胺吸收溶剂的理想吸收温度至约30～40℃，并深度脱硫脱硝；
26.(2)本工艺充分考虑反应中各反应的热能、物流、结晶、压力等情况：最大程度上减少热能损耗无自然冷却情况；反应中热能合理利用，部分采用二级热能交换方式；易结晶物质对管路中温度、压力、流速等影响；工艺中存在气液变换压力和温度都存在差异，通过合理的热交换可使反应物和产物达到较适宜的反应状态，进入下一步工作中。
27.(3)二氧化碳捕集纯度高及捕集效率高，由于溶剂具有较高的蒸汽压，洗涤液泵将温度较高的洗涤液经热泵和冷却器冷却后再次进入吸收塔顶部，减少溶剂蒸汽随烟气带出而造成洗涤液损失；
28.(4)添加热泵系统，流程中产生的热量用于电厂发电机租轴封冷凝水加热，充分利用热量，有效降低系统能耗；分批次分途径解吸，提高富液再生成贫液的效率；回流系统既利用反应后产物的温度，也可使各反应物的温度得到部分提升，不同温度的反应物进入下一反应的不同部位，再利用放热反应产生的温度。
附图说明
29.图1为本发明的整体工艺流程图；
30.图2为本发明的深度净化塔工艺流程图；
31.图3为本发明的吸收塔工艺流程图；
32.图4为本发明的解吸塔工艺流程图；
33.附图中标记为：1、吸收塔，2、深度净化塔，3、制氮系统，4、解吸塔，5、富液气压缩机，6、co2储罐，7、mvr半富液发生器一，8、液化系统，9、稀溶液泵，10、引风机，11、热泵，12冷却器，13、洗涤液泵，14、贫液冷却器，15、贫液换热器，16、贫富液换热器一，17、mvr半富液发生器二，18、解吸气压缩机，19、解吸气换热器一，20、煮沸器，21、解吸气换热器二，22、富液
泵一，23、贫富液换热器二，24、贫液泵，25、富液泵二，26、凝结水换热器，27、结晶器，28、胺回收加热器，29、co2压缩机，30、半富液换热器，31、干燥器。32、气氟罐，33、加压系统，34、冷凝系统。
具体实施方式
34.下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例提供了一种低能耗co2捕集与压缩精制工艺流程，包括以下三个部分：以吸收塔为中心，辅以深度净化塔及增压设备的水洗吸收工艺；以解吸塔和煮沸器为中心，辅以贫富液换热器以及mvr半富液发生器和液化系统的解吸工艺；介于以上两者之间的部分，主要有富液回收系统与胺回收系统。
37.一、其中水洗和吸收工艺包括以下步骤：
38.1、在吸收塔前设置深度净化塔，烟气进入深度净化塔，通过naoh稀溶液循环喷淋降低烟温至约30～50℃，naoh稀溶液使用后部分经稀溶液泵再回深度净化塔，其余进入脱硫制浆地坑。
39.2、净化后的烟气通过引风机加压至6～10kpa后直接进入吸收塔进行co2的吸收。在吸收塔中，烟气自下向上流动，与从上部入塔的洗涤液形成逆流接触，使co2得到脱除。净化后的烟气从塔顶排至制氮系统，对氮气进行收集，烟气则回至烟囱。由于溶剂具有较高的蒸汽压，为减少溶剂蒸汽随烟气带出而造成洗涤液损失，设置洗涤液泵将温度较高(温度为50～60℃)的洗涤液经热泵(温度为40～50℃)和冷却器后(温度为30～40℃)再次进入吸收塔顶部，降低烟气中的溶剂蒸汽含量。热量用于电厂发电机租轴封冷凝水加热。
40.3、吸收co2后的富液(温度为30～50℃)由塔底经贫富液换热器一后(富液温度从70～80℃升至80～90℃，贫液温度从80～100℃降至70～80℃)，为可较大程度上使解吸塔中充分反应，再进行不同热交换后的富液温度存在一定差异，根据富液温度分别进入解吸塔不同部位，再次利用解吸塔中反应产生的温度。所以分为三部分进入解吸塔：
41.1)经富液泵二(温度为30～50℃)后一部分进入mvr半富液发生器二中，液体部分(温度为30～50℃)再回至贫富液换热器一(富液温度从70～80℃升至80～90℃，贫液温度从80～100℃降至70～80℃)。气体部分(温度为30～50℃)含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔中反应。
42.2)经富液泵二后温度为30～50℃)另一部分经半富液换热器后(富液温度从70～80℃升至80～90℃，半富液温度从80～100℃降至70～80℃)，进入mvr半富液发生器一中进行反应，气体部分(温度为30～50℃)经富液气压缩机后送入解吸塔，液体部分(温度为30～50℃)则经富液泵一(温度为80～100℃)送入解吸塔；气体部分(温度为30～50℃)则经富液气压缩机后(温度为150～160℃)送入解吸塔。
43.3)第三部分则进入贫富液换热器二后(富液温度从70～80℃升至80～90℃，贫液温度从80～100℃降至70～80℃)送入解吸塔。
44.二、解吸工艺包括以下步骤：
45.1、解吸塔主要将富液处理后产生解吸气和贫液。充分吸收co2后的富液从解吸塔上部进入解吸塔，与塔下部进入的胺蒸汽产生反应，解吸后产生解吸气和贫液。
46.2、贫液(温度为30～50℃)经塔底被分为两部分：
47.1)经贫富液换热器二后与贫富液换热器二进行热交换后温度为60～65℃，再被分为两部分。其中90％再经过贫液换热器(电厂发电机租轴封冷凝水温度从30～40℃升至50～60℃)和贫液冷却器后降至30～50℃，回至吸收塔再次反应。另外10％则送至胺回收加热器，气体部分(温度为30～50℃)含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔；液体部分(温度为30～50℃)则经结晶器反应后去炉膛，水蒸气直接进入解吸塔。
48.2)由煮沸器(蒸汽144℃)加热至110～120℃后回至解吸塔进行反应。煮沸器中凝结水(温度为120～130℃)经凝结水换热器后(温度为30～50℃)去除氧器。
49.3、解吸气温度为80～100℃塔顶被分成两部分；
50.1)经解吸气压缩机后温度为120～180℃进入mvr半富液发生器二，液体部分(温度为50～60℃)再回至贫富液换热器一(富液温度从70～80℃升至80～90℃，贫液温度从80～100℃降至70～80℃)。气体部分(温度为50～60℃)含有胺蒸汽与水蒸气，直接进入解吸塔中反应。
51.2)经解吸气换热器一(解吸气温度从80～100℃降至70～80℃，电厂发电机租轴封冷凝水温度从30～40℃升至50～60℃)、解吸气换热器二(解吸气与液化系统循环冷却水进行换热，解吸气温度从80～100℃降至70～80℃)、co2压缩机温度为120～180℃、半富液换热器(解吸气温度从80～100℃降至70～80℃，半富液温度从30～40℃升至50～60℃)、干燥器(脱水至50ppm以下，水露点＜-40℃)、通过液化系统后送至co2储罐。
52.其中解吸气换热器一用于电厂发电机组轴封冷凝水加热，解吸气换热器二热量可循环用于致冷系统，半富液换热器用于进入mvr半富液发生器一的液体进行加热。制冷系统由冷凝系统、气氟罐和加压系统组成。
53.上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案基础上，所有不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。