專利名稱：氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及燃煤電廠煙氣凈化及二氧化碳減排領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種氨法塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)在“十一五”和“十二五”期間的能源結(jié)構(gòu)都是“以煤為主”的格局，由于缺乏先進(jìn)的煤炭潔凈燃燒和利用技術(shù)支撐，我國(guó)成為全球的二氧化碳排放最大國(guó)之一。在全世界都提倡“低碳經(jīng)濟(jì)”和中國(guó)構(gòu)建“綠色經(jīng)濟(jì)”的前提下，“減碳和固碳”是實(shí)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和污染減排以及建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇。目前國(guó)內(nèi)外減碳技術(shù)主要有吸收法、吸附法、膜分離法和封存法等，工業(yè)應(yīng)用較多的是吸收法，其原理是使二氧化碳?xì)怏w與化學(xué)溶劑發(fā)生反應(yīng)而被吸收，吸收二氧化碳達(dá)到平衡的化學(xué)溶劑變成富液，富液進(jìn)入再生塔加熱分解出二氧化碳?xì)怏w，從而達(dá)到分離回收二氧化碳的目的，較長(zhǎng)見(jiàn)的化學(xué)溶劑是乙醇胺類的水溶液，采用醇胺溶液在吸收塔和再生塔中循環(huán)運(yùn)行，可以得到高濃度的二氧化碳，但是醇胺與二氧化碳的反應(yīng)速率較低，需要的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，吸收塔的設(shè)計(jì)高度較高；以上原因均造成采用醇胺溶液回收二氧化碳的成本很高，并且該醇胺法只適合于煙氣流量不大的場(chǎng)合，離實(shí)際燃煤電廠煙道氣的處理還有很大差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氨法_塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝，其減碳效率高，工藝流程簡(jiǎn)單、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。為了實(shí)現(xiàn)上述方案，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種氨法塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)，其中包括稀氨水供給裝置、引風(fēng)機(jī)、第一換熱器、高濃度氨水儲(chǔ)槽、第一泵和二氧化碳吸收裝置，所述二氧化碳吸收裝置包括常壓的二氧化碳吸收塔、第二換熱器、結(jié)晶槽、 離心機(jī)、母液槽和第二、三泵，所述二氧化碳吸收塔包括罐體、罐體內(nèi)的冷卻裝置及罐體內(nèi)上、中部分別設(shè)置的第一、二噴淋裝置，所述罐體頂部設(shè)有排氣管，所述稀氨水供給裝置通過(guò)管路與第一噴淋裝置連接，所述引風(fēng)機(jī)通過(guò)管路與第一換熱器的進(jìn)氣口連接，所述第一換熱器的排氣口通過(guò)管路伸入所述罐體內(nèi)腔下部，所述罐體底部通過(guò)管路與第二泵的進(jìn)口連接，所述第二泵的出口通過(guò)管路與第二換熱器的進(jìn)口連接，所述第二換熱器的出口通過(guò)管路與結(jié)晶槽的進(jìn)口連接，所述結(jié)晶槽的出口通過(guò)管路與離心機(jī)的進(jìn)口連接，所述離心機(jī)的出口通過(guò)管路與母液槽的進(jìn)口連接，所述母液槽的出口通過(guò)管路與第三泵連接，所述第三泵通過(guò)管路與第二噴淋裝置連接，所述第二、三泵的進(jìn)口之間連接第一管路，所述高濃度氨水儲(chǔ)槽通過(guò)管路與第一泵的進(jìn)口連接，所述第一泵的出口通過(guò)管路與第二噴淋裝置連接，所述冷卻裝置的冷卻水進(jìn)水管與第一換熱器的冷卻水進(jìn)水管連接在一起，所述冷卻水進(jìn)水管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明氨法_塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)，其中所述稀氨水供給裝置由稀氨水儲(chǔ)槽和第四泵組成，所述稀氨水儲(chǔ)槽通過(guò)第二管路與第四泵的進(jìn)口連接，所述第二管路上設(shè)置有閥門(mén)，所述第四泵的出口通過(guò)管路與所述第一噴淋裝置連接。本發(fā)明氨法_塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其包括如下步驟

(1)將經(jīng)過(guò)除塵處理的燃煤電廠煙道氣經(jīng)所述引風(fēng)機(jī)抽入所述第一換熱器中，通過(guò)第一換熱器降溫達(dá)到生產(chǎn)工藝所需的溫度；(2)將經(jīng)過(guò)除塵和降溫處理后的燃煤電廠煙道氣從所述二氧化碳吸收塔的底部進(jìn)入，將可以捕集吸收二氧化碳的所述稀氨水儲(chǔ)槽內(nèi)的稀氨水吸收溶液通過(guò)所述第四泵泵入二氧化碳吸收塔內(nèi)的所述第一噴淋裝置向下噴淋，煙道氣與稀氨水吸收溶液逆流接觸發(fā)生氣液兩相反應(yīng)，吸收了二氧化碳生成碳酸氫銨溶液，脫出二氧化碳的煙道氣通過(guò)所述排氣管排空；(3)當(dāng)二氧化碳吸收塔中的不飽和碳酸氫銨溶液達(dá)到工藝液位要求后，停止向二氧化碳吸收塔注入稀氨水吸收溶液；(4)在稀氨水吸收溶液由二氧化碳吸收塔的第一噴淋裝置向下噴淋時(shí)，將二氧化碳吸收塔中的碳酸氫銨溶液由所述第二泵泵入所述第二換熱器中降溫，之后送至所述結(jié)晶槽中，飽和碳酸氫銨溶液結(jié)晶固體與不飽和碳酸氫銨溶液一同通過(guò)管路送至所述離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行固液分離，結(jié)晶固體碳酸氫銨肥料分離出去，剩下的碳酸氫銨溶液通過(guò)管路排入所述母液槽中，并通過(guò)所述第三泵抽出泵入二氧化碳吸收塔的第二噴淋裝置內(nèi)向下噴淋，將二氧化碳吸收塔底部的不飽和碳酸氫銨溶液通過(guò)所述第一管路，由第一管路上的第三泵直接泵入二氧化碳吸收塔的第二噴淋裝置內(nèi)向下噴淋，同先前噴入的稀氨水吸收溶液一同或單獨(dú)與二氧化碳吸收塔中的煙道氣中的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生逆向吸收反應(yīng)，達(dá)到對(duì)二氧化碳的吸收和使碳酸氫銨溶液從不飽和變?yōu)轱柡腿芤海?5)通過(guò)第一泵從所述高濃度氨水儲(chǔ)槽中抽出高濃度氨水向完成碳酸氫銨肥料產(chǎn)品分離后的二氧化碳吸收塔中補(bǔ)充高濃度氨水，使二氧化碳吸收塔中的溶液濃度恢復(fù)至開(kāi)始時(shí)的稀氨水吸收溶液濃度；(6)循環(huán)上述步驟。本發(fā)明氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其中所述二氧化碳吸收塔中的反應(yīng)溫度通過(guò)所述冷卻裝置控制在40-50°C之間。本發(fā)明氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其中所述二氧化碳吸收塔中的稀氨水溶液濃度控制在質(zhì)量百分比為6% -8%之間。采用上述方案后，本發(fā)明氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝采用二氧化碳吸收塔使燃煤電廠煙道氣中的二氧化碳與稀氨水吸收溶液逆向接觸充分反應(yīng)分別生成碳酸氫銨溶液，并靈活運(yùn)用生產(chǎn)的不飽和碳酸氫銨溶液和增加了補(bǔ)高濃度氨水工序及二氧化碳吸收塔中設(shè)冷卻裝置，能良好的控制該工藝所要求的生產(chǎn)工況，使得燃煤電廠煙道氣中的二氧化碳?xì)怏w得到了很好的捕集吸收，減碳效率高，減少了二氧化碳溫室氣體的排放，同時(shí)生產(chǎn)了碳酸氫銨肥料，獨(dú)特的工藝管線設(shè)計(jì)使得捕集系統(tǒng)運(yùn)行靈活，減少了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力消耗，同時(shí)更有效的提高了對(duì)燃煤電廠煙道氣中二氧化碳?xì)怏w的捕集吸收能力，該工藝流程簡(jiǎn)化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。


圖1是本發(fā)明氨法_塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)包括稀氨水供給裝置 1、引風(fēng)機(jī)2、第一換熱器3、高濃度氨水儲(chǔ)槽4、第一泵5和二氧化碳吸收裝置6 ；二氧化碳吸收裝置6包括常壓的二氧化碳吸收塔61、第二換熱器62、結(jié)晶槽63、離心機(jī)64、母液槽65、第二泵66和第三泵67 ；二氧化碳吸收塔61包括罐體611、罐體611內(nèi)的冷卻裝置612及罐體611內(nèi)上、 中部分別設(shè)置的第一噴淋裝置613和第二噴淋裝置614，罐體611頂部設(shè)有排氣管6111，稀氨水供給裝置1由稀氨水儲(chǔ)槽11和第四泵12組成，稀氨水儲(chǔ)槽11通過(guò)第二管路與第四泵 12的進(jìn)口連接，第二管路上設(shè)置有閥門(mén)9，第四泵12的出口通過(guò)管路與第一噴淋裝置613 連接，引風(fēng)機(jī)2通過(guò)管路與第一換熱器3的進(jìn)氣口連接，第一換熱器3的排氣口通過(guò)管路伸入罐體611內(nèi)腔下部，罐體611底部通過(guò)管路與第二泵66的進(jìn)口連接，第二泵66的出口通過(guò)管路與第二換熱器62的進(jìn)口連接，第二換熱器62的出口通過(guò)管路與結(jié)晶槽63的進(jìn)口連接，結(jié)晶槽63的出口通過(guò)管路與離心機(jī)64的進(jìn)口連接，離心機(jī)64的出口通過(guò)管路與母液槽65的進(jìn)口連接，母液槽65的出口通過(guò)管路與第三泵67連接，第三泵67通過(guò)管路與第二噴淋裝置614連接，第二泵66和第三泵67的進(jìn)口之間連接第一管路7，高濃度氨水儲(chǔ)槽4 通過(guò)管路與第一泵5的進(jìn)口連接，第一泵5的出口通過(guò)管路與第二噴淋裝置614連接，冷卻裝置612的冷卻水進(jìn)水管與第一換熱器3的冷卻水進(jìn)水管連接在一起，冷卻水進(jìn)水管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥8。使用上述系統(tǒng)捕集吸收二氧化碳的工藝包括如下步驟 (1)將經(jīng)過(guò)除塵處理的燃煤電廠煙道氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)2抽入第一換熱器3中，通過(guò)第一換熱器3降溫達(dá)到生產(chǎn)工藝所需的溫度；(2)將經(jīng)過(guò)除塵和降溫處理后的燃煤電廠煙道氣從二氧化碳吸收塔61的底部進(jìn)入，將可以捕集吸收二氧化碳的稀氨水儲(chǔ)槽U內(nèi)的稀氨水吸收溶液通過(guò)第四泵12泵入二氧化碳吸收塔61內(nèi)的第一噴淋裝置613向下噴淋，煙道氣中的二氧化碳與稀氨水吸收溶液逆流接觸發(fā)生氣液兩相反應(yīng)，二氧化碳吸收塔61中的反應(yīng)溫度通過(guò)冷卻裝置612控制在40-50°C 之間，吸收了二氧化碳生成碳酸氫銨溶液，脫出二氧化碳的煙道氣通過(guò)排氣管6111排空；(3)當(dāng)二氧化碳吸收塔61中的不飽和碳酸氫銨溶液達(dá)到工藝液位要求后，停止向二氧化碳吸收塔61中注入稀氨水吸收溶液；(4)在稀氨水吸收溶液由二氧化碳吸收塔61的第一噴淋裝置613向下噴淋時(shí)，將二氧化碳吸收塔61中的碳酸氫銨溶液由第二泵66泵入第二換熱器62中降溫，之后送至結(jié)晶槽63中，飽和碳酸氫銨溶液結(jié)晶固體與不飽和碳酸氫銨溶液一同通過(guò)管路送至離心機(jī) 64內(nèi)進(jìn)行固液分離，結(jié)晶固體碳酸氫銨肥料被分離出去，剩下的碳酸氫銨溶液通過(guò)管路排入母液槽65中，并通過(guò)第三泵67抽出泵入二氧化碳吸收塔61的第二噴淋裝置614內(nèi)向下噴淋，將二氧化碳吸收塔61底部的不飽和碳酸氫銨溶液通過(guò)第一管路7，由第一管路7上的第三泵67直接泵入二氧化碳吸收塔61的第二噴淋裝置614內(nèi)向下噴淋，同先前噴入的稀氨水吸收溶液一同或單獨(dú)與二氧化碳吸收塔61中的煙道氣中的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生逆向吸收反應(yīng)，達(dá)到對(duì)二氧化碳的吸收和使碳酸氫銨溶液從不飽和變?yōu)轱柡腿芤?5)通過(guò)第一泵5從高濃度氨水儲(chǔ)槽4中抽出高濃度氨水向完成碳酸氫銨肥料產(chǎn)品分離后的二氧化碳吸收塔61中補(bǔ)充高濃度氨水，使二氧化碳吸收塔61中的溶液濃度恢復(fù)至開(kāi)始時(shí)的稀氨水吸收溶液濃度，即二氧化碳吸收塔61中的稀氨水溶液濃度控制在質(zhì)量百分比為6% -8%之間；(6)循環(huán)上述步驟。本發(fā)明氨法_塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝通過(guò)采用二氧化碳吸收塔 61使燃煤電廠煙道氣中的二氧化碳與稀氨水吸收溶液逆向接觸充分反應(yīng)分別生成碳酸氫銨溶液，并靈活運(yùn)用生產(chǎn)的不飽和碳酸氫銨溶液和增加了補(bǔ)高濃度氨水工序及二氧化碳吸收塔61中設(shè)冷卻裝置612，能良好的控制該工藝所要求的生產(chǎn)工況，使得燃煤電廠煙道氣中的二氧化碳?xì)怏w得到了很好的捕集吸收，減碳效率高，減少了二氧化碳溫室氣體的排放， 同時(shí)生產(chǎn)了碳酸氫銨肥料，獨(dú)特的工藝管線設(shè)計(jì)使得捕集系統(tǒng)運(yùn)行靈活，減少了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力消耗，同時(shí)更有效的提高了對(duì)燃煤電廠煙道氣中二氧化碳?xì)怏w的捕集吸收能力， 該工藝流程簡(jiǎn)化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。以上所述實(shí)施例儀儀是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)，其特征在于包括稀氨水供給裝置 (1)、引風(fēng)機(jī)O)、第一換熱器(3)、高濃度氨水儲(chǔ)槽G)、第一泵( 和二氧化碳吸收裝置 (6)，所述二氧化碳吸收裝置(6)包括常壓的二氧化碳吸收塔(61)、第二換熱器(62)、結(jié)晶槽(6 、離心機(jī)(64)、母液槽(6 和第二、三泵(66，67)，所述二氧化碳吸收塔(61)包括罐體(611)、罐體(611)內(nèi)的冷卻裝置(612)及罐體(611)內(nèi)上、中部分別設(shè)置的第一、二噴淋裝置(613，614)，所述罐體(611)頂部設(shè)有排氣管(6111)，所述稀氨水供給裝置(1)通過(guò)管路與第一噴淋裝置(61 連接，所述引風(fēng)機(jī)( 通過(guò)管路與第一換熱器(3)的進(jìn)氣口連接，所述第一換熱器(3)的排氣口通過(guò)管路伸入所述罐體(611)內(nèi)腔下部，所述罐體(611) 底部通過(guò)管路與第二泵(66)的進(jìn)口連接，所述第二泵(66)的出口通過(guò)管路與第二換熱器 (62)的進(jìn)口連接，所述第二換熱器(62)的出口通過(guò)管路與結(jié)晶槽(63)的進(jìn)口連接，所述結(jié)晶槽(63)的出口通過(guò)管路與離心機(jī)(64)的進(jìn)口連接，所述離心機(jī)(64)的出口通過(guò)管路與母液槽(6 的進(jìn)口連接，所述母液槽(6 的出口通過(guò)管路與第三泵(67)連接，所述第三泵(67)通過(guò)管路與第二噴淋裝置(614)連接，所述第二、三泵(66，67)的進(jìn)口之間連接第一管路(7)，所述高濃度氨水儲(chǔ)槽(4)通過(guò)管路與第一泵(5)的進(jìn)口連接，所述第一泵(5) 的出口通過(guò)管路與第二噴淋裝置(614)連接，所述冷卻裝置(612)的冷卻水進(jìn)水管與第一換熱器(3)的冷卻水進(jìn)水管連接在一起，所述冷卻水進(jìn)水管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的氨法塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)，其特征在于所述稀氨水供給裝置(1)由稀氨水儲(chǔ)槽(11)和第四泵(12)組成，所述稀氨水儲(chǔ)槽(11)通過(guò)第二管路與第四泵(1 的進(jìn)口連接，所述第二管路上設(shè)置有閥門(mén)(9)，所述第四泵(1 的出口通過(guò)管路與所述第一噴淋裝置(61 連接。
3.一種氨法塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其包括如下步驟(1)將經(jīng)過(guò)除塵處理的燃煤電廠煙道氣經(jīng)所述引風(fēng)機(jī)抽入所述第一換熱器中，通過(guò)第一換熱器降溫達(dá)到生產(chǎn)工藝所需的溫度；(2)將經(jīng)過(guò)除塵和降溫處理后的燃煤電廠煙道氣從所述二氧化碳吸收塔的底部進(jìn)入， 將可以捕集吸收二氧化碳的所述稀氨水儲(chǔ)槽內(nèi)的稀氨水吸收溶液通過(guò)所述第四泵泵入二氧化碳吸收塔內(nèi)的所述第一噴淋裝置向下噴淋，煙道氣與稀氨水吸收溶液逆流接觸發(fā)生氣液兩相反應(yīng)，吸收了二氧化碳生成碳酸氫銨溶液，脫出二氧化碳的煙道氣通過(guò)所述排氣管排空；(3)當(dāng)二氧化碳吸收塔中的不飽和碳酸氫銨溶液達(dá)到工藝液位要求后，停止向二氧化碳吸收塔注入稀氨水吸收溶液；(4)在稀氨水吸收溶液由二氧化碳吸收塔的第一噴淋裝置向下噴淋時(shí)，將二氧化碳吸收塔中的碳酸氫銨溶液由所述第二泵泵入所述第二換熱器中降溫，之后送至所述結(jié)晶槽中，飽和碳酸氫銨溶液結(jié)晶固體與不飽和碳酸氫銨溶液一同通過(guò)管路送至所述離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行固液分離，結(jié)晶固體碳酸氫銨肥料分離出去，剩下的碳酸氫銨溶液通過(guò)管路排入所述母液槽中，并通過(guò)所述第三泵抽出泵入二氧化碳吸收塔的第二噴淋裝置內(nèi)向下噴淋，將二氧化碳吸收塔底部的不飽和碳酸氫銨溶液通過(guò)所述第一管路，由第一管路上的第三泵直接泵入二氧化碳吸收塔的第二噴淋裝置內(nèi)向下噴淋，同先前噴入的稀氨水吸收溶液一同或單獨(dú)與二氧化碳吸收塔中的煙道氣中的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生逆向吸收反應(yīng)，達(dá)到對(duì)二氧化碳的吸收和使碳酸氫銨溶液從不飽和變?yōu)轱柡腿芤海?5)通過(guò)第一泵從所述高濃度氨水儲(chǔ)槽中抽出高濃度氨水向完成碳酸氫銨肥料產(chǎn)品分離后的二氧化碳吸收塔中補(bǔ)充高濃度氨水，使二氧化碳吸收塔中的溶液濃度恢復(fù)至開(kāi)始時(shí)的稀氨水吸收溶液濃度；(6)循環(huán)上述步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其特征在于所述二氧化碳吸收塔中的反應(yīng)溫度通過(guò)所述冷卻裝置控制在40-50°C之間。
5.如權(quán)利要求4所述的氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳工藝，其特征在于所述二氧化碳吸收塔中的稀氨水溶液濃度控制在質(zhì)量百分比為6% -8%之間。
全文摘要
一種氨法-塔式常壓捕集吸收二氧化碳系統(tǒng)及工藝，包括稀氨水供給裝置等，二氧化碳吸收塔包括罐體等，罐體頂部設(shè)有排氣管，稀氨水供給裝置通過(guò)管路與第一噴淋裝置連接，引風(fēng)機(jī)通過(guò)管路與第一換熱器連接，第一換熱器通過(guò)管路伸入罐體下部，罐體底部、第二泵、第二換熱器、結(jié)晶槽、離心機(jī)、母液槽之間依次通過(guò)管路連接，母液槽、第三泵、第二噴淋裝置之間依次通過(guò)管路連接，第二、三泵的進(jìn)口之間連接第一管路，高濃度氨水儲(chǔ)槽通過(guò)管路與第一泵連接，第一泵通過(guò)管路與第二噴淋裝置連接，冷卻裝置的冷卻水進(jìn)水管與第一換熱器的冷卻水進(jìn)水管連接在一起，冷卻水進(jìn)水管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明減碳效率高，工藝流程簡(jiǎn)單、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。
文檔編號(hào)B01D53/62GK102151473SQ20111003937
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者張明旭, 徐敬堯, 李寒旭, 蘇傳好, 閔凡飛, 陳林, 韓松 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)