從煙道氣中脫除和回收二氧化碳的方法
2023-10-05 16:33:54 1
專利名稱：從煙道氣中脫除和回收二氧化碳的方法
技術領域：
本發明涉及到一種從煙道氣體中脫除和回收二氧化碳的方法。
背景技術：
鍋爐、燃氣輪機、石灰窯的煙道氣中含有大量CO2，CO2是一種溫室效應氣體，其用途很廣泛，如用於食品保鮮、膨化菸絲、生產甲醇和尿素等，因而，迫切需要開發從煙道氣體中脫除和回收二氧化碳的新工藝、新方法。目前，工業上通常採用醇胺法脫除和回收CO2。
煙道氣中含有的O2、SO2、NOx、CO等雜質，這些雜質會與吸收劑中的醇胺組分發生不可逆反應，使醇胺的消耗增加，同時增加了吸收劑對設備的腐蝕。現有的解決這一問題的主要方法是在吸收液中加入抗氧劑、緩蝕劑等，減輕醇胺的降解及吸收劑對碳鋼的腐蝕。這種方法雖然有一定的效果，但從工業應用的情況看，存在吸收劑劑消耗高、設備腐蝕等缺點，特別是在煙道氣中O2等雜質含量較高的情況下更是如此。
本發明的目的是提供一種從煙道氣體中脫除和回收二氧化碳的方法，本發明對煙氣中雜質含量適應性強，且生產出的CO2純度高，操作簡便、經濟。
發明內容
本發明涉及一種從煙道氣中脫除和回收CO2的方法。其特徵在於(1)煙道氣通過水洗塔除塵、降溫；(2)在吸收塔內，煙氣與吸收劑(至少含有一種醇胺類物質的水溶液)逆流接觸，吸收煙氣中CO2；(3)吸收CO2後的吸收劑稱為富液，富液由吸收塔底引出，去雜質分離器除去富液中大部分O2、SO2、NOx、CO等雜質；(4)富液與再生後的吸收劑(貧液)在貧富液換熱器中加熱後進入再生塔頂部；在再生塔頂得到高純度的CO2，在再生塔底部得到貧液。(5)貧液由吸收塔底引出，進貧富液換熱器、貧液冷卻器後，進吸收塔上部循環使用。
本發明的一個重要組成部分是在流程中設置了雜質分離器，用於除去富液中O2、SO2、NOx、CO等雜質；除去這些雜質的一種方案是採用氣提的方法，即在雜質分離器中讓富液與引入的氣體逆流接觸，從而除去富液中的O2、SO2、NOx、CO等雜質。引入雜質分離中的氣體是N2或是再生塔頂含水蒸氣的CO2氣體。
本發明除去富液中O2、SO2、NOx、CO等雜質另一方案是在雜質分離器中，採用抽真空的方法除去O2、SO2、NOx、CO等雜質；推薦採用噴射器抽真空，噴射器的動力是水或是其它帶壓流體，本發明推薦採用CO2冷凝器中分離出的冷凝液，冷凝液經回流泵加壓後送至噴射器作為動力。
圖1是本發明的一個實施方案示意圖，其中雜質分離器包括氣提塔。採用2.5～100％的再生塔頂部含水蒸氣的CO2氣體作氣提氣。
圖2是本發明的第二個實施方案示意圖，其中雜質分離器包括氣提塔。採用N2作氣提氣。
圖3是本發明的第三個實施方案示意圖，其中雜質分離器包括閃蒸塔和噴射器。
圖4是常規技術的工藝流程示意圖。
下面結合圖1詳細描述本發明的內容。100～190℃的煙道氣，進入水洗塔(1)下部，與從塔上部噴淋的涼水接觸，降溫至40～55℃，從塔頂部引出，經風機(2)增壓後進入吸收塔(3)下部，在吸收塔內與從吸收塔上部進入的醇胺溶液逆流接觸，煙氣中的CO2被吸收。未被吸收的氣體在吸收塔上部用洗滌水洗滌，回收其中夾帶的溶劑後，由塔頂直接放空。
吸收CO2後的溶液稱為富液，從吸收塔塔底引入雜質分離器(A)上部。再生塔頂部含大量水蒸氣的CO2氣體由雜質分離器(A)下部引入，兩股物料逆流接觸，回收熱量並將富液中吸收的O2、SO2、NOx、CO等雜質解吸出來。引入雜質分離器中的氣體量佔再生塔頂氣體總量的2.5～100％，具體比例主要由煙道氣中雜質含量決定。
富液脫除雜質後由富液泵(4)抽出，加壓後進入貧富液換熱器(5)，與從再生塔(6)底流出的溫度約100～115℃的貧液換熱至95～100℃，經再生塔上部進入再生塔(6)。在再生塔內，富液被上升的蒸汽氣提，並經過再生塔底的煮沸器(7)加熱，解析出CO2。解析出的CO2隨同大量的水蒸汽由再生塔塔頂引出，部分或全部進入雜質分離器(A)。
雜質分離器(A)頂部引出的氣體與再生氣混合進入CO2冷卻器(8)冷卻至40℃，然後去分離器(9)。分離出水分後的CO2氣體去其它工序。冷凝液由回流泵(12)送回再生塔以維持系統水平衡。
再生塔(6)底部設再沸器(7)，採用蒸汽或其它熱量對塔底溶液間接加熱，以保證塔底溫度在100～115℃左右。
由再生塔底部引出的貧液經貧富液換熱器(5)換熱降溫，然後由貧液泵(10)升壓，經貧液冷卻器(11)進一步降溫至約35～45℃後，送入吸收塔(3)上部重新吸收CO2。
從再生塔引出一部分貧液進回收設備(13)，對吸收劑進行淨化處理。
圖2是本發明的第二個實施方案示意圖，其中雜質分離器包括氣提塔(A)。其工藝流程與圖1基本相同，不同之處在於本方案採用N2作氣提氣。
圖3是本發明的第三個實施方案示意圖，其中雜質分離器包括閃蒸塔(B)和噴射器(C)。噴射器的動力由回流泵(12)提供。
具體實施例方式下面結合實例對本發明進行進一步的說明。
實施例1氣源為某廠石灰窯煙道氣，其組成如下
在相同操作條件，分別採用圖1和圖4所示的工藝流程進行對比實驗。實驗結果表明，本發明與常規工藝相比吸收劑消耗降低80％，吸收液對碳鋼腐蝕速率降低90％。
實施例2
氣源與實施例1相同。
在相同操作條件，分別採用圖2和圖4所示的工藝流程進行對比實驗。實驗結果表明，本發明與常規工藝相比吸收劑消耗降低80％，吸收液對碳鋼腐蝕速率減少90％，產品CO2氣中CO、SO2、NOx、O2的總含量降低83％。
實施例3氣源為某廠一段轉化爐煙道氣，其組成如下
在相同操作條件，分別採用圖3和圖4所示的工藝流程進行對比實驗。實驗結果表明，本發明與常規工藝相比吸收劑消耗降低78％，吸收液對碳鋼腐蝕速率減少85％。
權利要求
1.一種從煙道氣中脫除和回收CO2的方法。其特徵在於(1)煙道氣通過水洗塔除塵、降溫；(2)在吸收塔內，煙氣與吸收劑(至少含有一種醇胺類物質的水溶液)逆流接觸，吸收煙氣中CO2；(3)吸收CO2後的吸收劑稱為富液，富液由吸收塔底引出，去雜質分離器除去富液中大部分O2、SO2、NOx、CO等雜質；(4)富液與再生後的吸收劑(貧液)在貧富液換熱器中加熱後進入再生塔頂部，在再生塔頂得到高純度的CO2，在再生塔底部得到貧液。(5)貧液由再生塔底引出，進貧富液換熱器、貧液冷卻器後，進吸吸收塔上部循環使用。
2.根據權利要求1所述，在雜質分離器中，採用氣提的方法使富液除去O2、SO2、NOx、CO等雜質。
3.根據權利要求1所述，在雜質分離器中，採用抽真空的方法除去O2、SO2、NOx、CO等雜質。
4.根據權利要求1、2所述，在雜質分離器中富液與引入的氣體逆流接觸，從而除去富液中吸收的O2、SO2、NOx、CO等雜質。
5.根據權利要求1、3所述，採用噴射器抽真空。
6.根據權利要求1、2、4所述，引入雜質分離器中的氣體是N2。
7.根據權利要求1、3、5所述，噴射器的動力是水或其它帶壓流體。
8.根據權利要求1、2、4所述，引入雜質分離器中的氣體是再生塔頂含水蒸氣的CO2氣體。
9.根據權利要求1、3、5所述，噴射器的動力是CO2冷凝器中分離出的水，它通過回流泵加壓後送至噴射器作為動力。
10.根據權利要求8所述，引入雜質分離器中的氣體是再生塔頂含水蒸氣的CO2氣體，在氣提O2、SO2、NOx、CO等雜質的同時，回收該氣體中的熱量。
全文摘要
本發明提供了一種從煙道氣中脫除和回收二氧化碳的方法煙氣經水洗塔除塵降溫，進入吸收塔，吸收劑與煙氣在吸收塔內逆流接觸，吸收煙氣中CO
文檔編號B01D53/62GK1887405SQ200510021158
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月27日 優先權日2005年6月27日
發明者肖九高, 王俊昌, 汪志和, 曾軻 申請人:成都華西化工研究所