一种相变吸收液的相变分离装置和烟气二氧化碳捕集系统的制作方法

本技术涉及烟气处理，具体涉及一种相变吸收液的相变分离装置和烟气二氧化碳捕集系统。

背景技术：

1、近年来，来自电力、金属冶炼、水泥生产、化工合成等工业领域的co2温室气体减排途径及co2捕集分离技术成为国内外研究热点，尤其在世界各国提出碳中和目标的背景下，高效低能耗的碳捕集技术研究开发成为亟待解决的环境问题。工业领域的碳捕集技术主要包括燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集技术，其中燃烧后捕集技术应用相对成熟，燃烧后碳捕集方法主要包括吸收法、吸附法、膜分离法、低温冷凝法等，其中采用有机胺液作为吸收剂的吸收法是目前研究应用最为广泛的co2捕集技术。研究发现传统的有机胺吸收法碳捕集技术能耗较高，主要是吸收剂溶液在解吸塔的再生蒸汽耗量较大，由于进入解吸塔的富液中水含量较高(约60-70wt％)，在高温(约120℃)解吸时吸收液中所有的水在升温和挥发过程将消耗大量的升温显热和汽化潜热。为此基于相变吸收剂的吸收法co2捕集技术成为近年来的研究热点，相变吸收剂通过分相后可明显降低进入解吸塔的富液总量从而有效降低再生能耗，因此开发基于相变吸收剂的碳捕集工艺系统及其配套装备是有效解决传统有机胺吸收法碳捕集技术能耗问题的一种途径，获得了广泛的关注。

2、基于相变吸收剂吸收法的co2捕集技术中，在吸收塔进行吸收捕集后得到富含co2的富液后，需要进行相变分离，分离出稀相和浓相吸收液，浓相吸收液进入解吸塔进一步解析，但是目前的相变分离效果不理想。

技术实现思路

1、本申请提供的相变分离装置可以提高相变分离的效果。

2、本申请提供一种相变吸收液的相变分离装置，包括缓冲区和相变分离区，所述缓冲区设置进口，所述相变分离区设置浓相出口和稀相出口，所述缓冲区和所述相变分离区连通，且相变吸收液进入所述缓冲区至少经过一次换向流向所述相变分离区。

3、在一种具体实施方式中，所述缓冲区包括至少两级缓冲子区，相邻所述缓冲子区连通，相邻所述缓冲子区内的相变吸收液流向不同。

4、在一种具体实施方式中，最上游的所述缓冲子区为一级缓冲子区，所述缓冲区的进口设置在所述一级缓冲子区，且所述进口设置进口管，所述进口管插入所述进口并位于所述一级缓冲子区内，所述进口管的出口朝下，所述一级缓冲子区和与之相邻的二级缓冲子区并排布置，且所述一级缓冲子区和所述二级缓冲子区的连通通道位于上部。

5、在一种具体实施方式中，所述一级缓冲子区设有锥形缓冲板，且所述进口管朝向所述锥形缓冲板的尖端；和/或，所述相变分离装置设有缓冲板组件，所述吸收液经所述缓冲组件改变流向。

6、在一种具体实施方式中，相邻所述缓冲子区之间的连通通道设置有缓冲折流板组件，所述缓冲折流板组件为所述缓冲板组件。

7、在一种具体实施方式中，末端的所述缓冲子区和所述相变分离区的连通通道设有缓冲栅格组件，所述缓冲栅格组件为所述缓冲板组件。

8、本申请还提供一种烟气二氧化碳捕集系统，包括吸收塔，所述吸收塔的富液出口连通有上述任一项所述的相变分离装置。

9、在一种具体实施方式中，还包括依次连接的吸收塔级间换热器、吸收塔级间泵、吸收塔级间储罐，所述吸收塔的中部设有吸收塔级间吸收液出口和吸收塔级间吸收液入口，所述吸收塔级间储罐的入口连通所述吸收塔级间吸收液出口，所述吸收塔级间换热器的出口连通所述吸收塔级间吸收液入口。

10、在一种具体实施方式中，还包括解吸塔，所述解吸塔内设有自上向下分布的多个塔板，且多个所述塔板自上向下交叉布置。

11、在一种具体实施方式中，所述解吸塔内还设有多组上下分布的蒸发管道，多组所述蒸发管道串联设置。

12、本申请中，相变吸收液在缓冲区经过换向再流向相变分离区，通过阻挡、延长作用时间等方式降低相互作用力从而使相变吸收液得到缓冲，可减少对系统的冲击，从而相对缓慢地进入到相变分离区，在相对缓慢稳定的流动状态下，富集co2的浓相吸收液会自动位于相变分离区的下部，稀相吸收液则位于相变分离区的上部，即尽量接近静止状态下的两相分离的效果，可见，缓冲区的设置有利于实现浓相吸收液和稀相吸收液的高效分离，避免吸收液速度较快时浓相和稀相混杂不易分，影响分离效果。

技术特征：

1.一种相变吸收液的相变分离装置，其特征在于，包括缓冲区和相变分离区，所述缓冲区设置进口，所述相变分离区设置浓相出口和稀相出口，所述缓冲区和所述相变分离区连通，且吸收液进入所述缓冲区至少经过一次换向流向所述相变分离区。

2.根据权利要求1所述的相变分离装置，其特征在于，所述缓冲区包括至少两级缓冲子区，相邻所述缓冲子区连通，相邻所述缓冲子区内的相变吸收液流向不同。

3.根据权利要求2所述的相变分离装置，其特征在于，最上游的所述缓冲子区为一级缓冲子区，所述缓冲区的进口设置在所述一级缓冲子区，且所述进口设置进口管，所述进口管插入所述进口并位于所述一级缓冲子区内，所述进口管的出口朝下，所述一级缓冲子区和与之相邻的二级缓冲子区并排布置，且所述一级缓冲子区和所述二级缓冲子区的连通通道位于上部。

4.根据权利要求3所述的相变分离装置，其特征在于，所述一级缓冲子区设有锥形缓冲板，且所述进口管朝向所述锥形缓冲板的尖端；和/或，所述相变分离装置设有缓冲板组件，所述相变吸收液经所述缓冲板组件改变流向。

5.根据权利要求4所述的相变分离装置，其特征在于，相邻所述缓冲子区之间的连通通道设置有缓冲折流板组件，所述缓冲折流板组件为所述缓冲板组件。

6.根据权利要求4所述的相变分离装置，其特征在于，末端的所述缓冲子区和所述相变分离区的连通通道设有缓冲栅格组件，所述缓冲栅格组件为所述缓冲板组件。

7.一种烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括吸收塔，所述吸收塔的富液出口连通有权利要求1-6任一项所述的相变吸收液的相变分离装置。

8.根据权利要求7所述的烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，还包括依次连接的吸收塔级间换热器、吸收塔级间泵、吸收塔级间储罐，所述吸收塔的中部设有吸收塔级间吸收液出口和吸收塔级间吸收液入口，所述吸收塔级间储罐的入口连通所述吸收塔级间吸收液出口，所述吸收塔级间换热器的出口连通所述吸收塔级间吸收液入口。

9.根据权利要求7所述的烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，还包括解吸塔，所述解吸塔内设有自上向下分布的多个塔板，且多个所述塔板自上向下交叉布置。

10.根据权利要求9所述的烟气二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述解吸塔内还设有多组上下分布的蒸汽换热管，多组所述蒸汽换热管串联设置。

技术总结
本申请公开一种相变吸收液的相变分离装置和烟气二氧化碳捕集系统，相变分离装置包括缓冲区和相变分离区，所述缓冲区设置进口，所述相变分离区设置浓相出口和稀相出口，所述缓冲区和所述相变分离区连通，且吸收液进入所述缓冲区至少经过一次换向流向所述相变分离区。本申请中，吸收液在缓冲区经过换向再流向相变分离区，通过阻挡、延长作用时间等方式降低相互作用力从而使吸收液得到缓冲，可减少对系统的冲击，从而相对缓慢地进入到相变分离区，富集CO<subgt;2</subgt;的浓相吸收液会自动位于相变分离区的下部，稀相吸收液则位于相变分离区的上部，即尽量接近静止状态下的两相分离的效果，可见，缓冲区的设置有利于实现浓相吸收液和稀相吸收液的高效分离。

技术研发人员：叶凯,庄烨,罗昌河,巫毅飞,赵亚飞,张翼,张会龙
受保护的技术使用者：福建龙净环保股份有限公司
技术研发日：20221209
技术公布日：2024/1/12