尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置的制作方法

本发明属于化工环保，更具体地说，是涉及一种尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置。

背景技术：

1、为满足国际海事组织对于船舶碳排放要求，很多船东选择采用碳捕集装置系统，利用在淡水中添加有机胺溶液与废气中的co2反应，生产富液，富液再经过解析塔处理后将co2析出并存储，存储的co2主要用于尿素生产等化工产业，而富液变成贫液返回与废气继续参与反应。而现在存在捕集装置能耗高，捕集成本居高不下，工艺复杂，添加剂种类多、管理难度大缺点，且解析塔存在蒸汽消耗大等问题，导致脱碳行业商业化缓慢。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，旨在解决现有解析塔存在蒸汽消耗大的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，包括依次连接的制冷压缩机、吸收塔、解吸塔和制冷剂循环系统；烟气在经过所述制冷压缩机制冷后进入所述吸收塔与所述吸收塔内的吸收剂接触形成富液；所述解吸塔的外侧壁设有用于加热所述解吸塔的第一换热部；所述制冷剂循环系统的制冷端与所述制冷压缩机连接，所述制冷剂循环系统的制热端连通所述第一换热部。

3、作为本申请另一实施例，所述第一换热部包括绕设于所述解吸塔外侧的螺旋状盘管。

4、作为本申请另一实施例，所述制冷剂循环系统还包括制冷剂进液管和制冷剂回液管，所述制冷剂进液管连接所述第一换热部的出口端和所述制冷压缩机的进口端；所述制冷剂回液管连接所述制冷压缩机的出口端和所述第一换热部的进口端；所述制冷剂进液管上还设有第一换热器；所述吸收塔与所述解吸塔之间的第一富液管借助所述第一换热器与所述制冷剂进液管换热，用于对制冷剂的二次冷却。

5、作为本申请另一实施例，所述制冷剂循环系统的制冷端还设有第二换热器，所述第二换热器与所述制冷压缩机并联；所述解吸塔的出口端与所述吸收塔的进口端借助贫液主管连通，所述贫液主管借助所述第二换热器降温。

6、作为本申请另一实施例，所述解吸塔还包括第二换热部，所述第二换热部位于所述第一换热部的上方，所述第二换热部为设于所述解吸塔外侧的螺旋状盘管，所述第二换热部的进口端连接所述解吸塔的出液口，所述盘管的出口端借助管道连接所述贫液主管；所述解吸塔的出液口排出的贫液与所述解吸塔内的富液和填料换热后，借助第一贫液管连接所述贫液主管。

7、作为本申请另一实施例，所述吸收塔的出口端设有液体分层装置，所述液体分层装置用于分离自所述吸收塔排出的富液和贫液，所述液体分层装置连接第二贫液管和所述第一富液管，所述第二贫液管与所述贫液主管借助阀门连接。

8、作为本申请另一实施例，所述解吸塔内还具有烟气换热部，所述烟气换热部包括自下而上依次设置的下集管、上集管和多个连通管；所述下集管连通烟气入口，所述上集管连通烟气输送管，所述烟气输送管连通所述制冷压缩机；多个所述连通管间隔设置且所述连通管连通所述下集管的内腔和所述上集管的内腔；所述上集管和所述下集管上均设有贯穿孔，所述贯穿孔连通所述连通管周向的填料。

9、作为本申请另一实施例，所述解吸塔为多个，多个所述解吸塔并联设置。

10、作为本申请另一实施例，所述解吸塔包括高压解吸塔和低压解吸塔，所述低压解吸塔的出液口借助第三贫液管连通所述高压解吸塔的进液口。

11、作为本申请另一实施例，所述低压解吸塔借助低压富液管连通所述第一富液管，所述低压富液管借助第三换热器与所述第三贫液管换热。

12、本发明提供的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，通过在解吸塔内设置第一换热部，并将制冷剂循环系统的制热端连接第一换热部，将制冷剂所吸收到烟气的热量通过第一换热部释放至解吸塔内，以实现对解吸塔的加热，减少了解吸塔内的蒸汽消耗量，从而降低二氧化碳的捕集能耗，也降低了二氧化碳捕集的外部条件依赖。

技术特征：

1.尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，包括依次连接的制冷压缩机(1)、吸收塔(5)、解吸塔(7)和制冷剂循环系统；烟气在经过所述制冷压缩机(1)制冷后进入所述吸收塔(5)与所述吸收塔(5)内的吸收剂接触形成富液；所述解吸塔(7)的外侧壁设有用于加热所述解吸塔(7)的第一换热部(9)；所述制冷剂循环系统的制冷端与所述制冷压缩机(1)连接，所述制冷剂循环系统的制热端连通所述第一换热部(9)。

2.如权利要求1所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述第一换热部(9)包括绕设于所述解吸塔(7)外侧的螺旋状盘管。

3.如权利要求1所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述制冷剂循环系统还包括制冷剂进液管(2)和制冷剂回液管(3)，所述制冷剂进液管(2)连接所述第一换热部(9)的出口端和所述制冷压缩机(1)的进口端；所述制冷剂回液管(3)连接所述制冷压缩机(1)的出口端和所述第一换热部(9)的进口端；所述制冷剂进液管(2)上还设有第一换热器(11)；所述吸收塔(5)与所述解吸塔(7)之间的第一富液管(8)借助所述第一换热器(11)与所述制冷剂进液管(2)换热，用于对制冷剂的二次冷却。

4.如权利要求3所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述制冷剂循环系统的制冷端还设有第二换热器(21)，所述第二换热器(21)与所述制冷压缩机(1)并联；所述解吸塔(7)的出口端与所述吸收塔(5)的进口端借助贫液主管(13)连通，所述贫液主管(13)借助所述第二换热器(21)降温。

5.如权利要求4所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述解吸塔(7)还包括第二换热部(10)，所述第二换热部(10)位于所述第一换热部(9)的上方，所述第二换热部(10)为设于所述解吸塔(7)外侧的螺旋状盘管，所述第二换热部(10)的进口端连接所述解吸塔(7)的出液口，所述盘管的出口端借助管道连接所述贫液主管(13)；所述解吸塔(7)的出液口排出的贫液与所述解吸塔(7)内的富液和填料换热后，借助第一贫液管(12)连接所述贫液主管(13)。

6.如权利要求4所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述吸收塔(5)的出口端设有液体分层装置(6)，所述液体分层装置(6)用于分离自所述吸收塔(5)排出的富液和贫液，所述液体分层装置(6)连接第二贫液管(14)和所述第一富液管(8)，所述第二贫液管(14)与所述贫液主管(13)借助阀门连接。

7.如权利要求1所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述解吸塔(7)内还具有烟气换热部，所述烟气换热部包括自下而上依次设置的下集管(15)、上集管(16)和多个连通管；所述下集管(15)连通烟气入口，所述上集管(16)连通烟气输送管，所述烟气输送管连通所述制冷压缩机(1)；多个所述连通管间隔设置且所述连通管连通所述下集管(15)的内腔和所述上集管(16)的内腔；所述上集管(16)和所述下集管(15)上均设有贯穿孔，所述贯穿孔连通所述连通管周向的填料。

8.如权利要求7所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述解吸塔(7)为多个，多个所述解吸塔(7)并联设置。

9.如权利要求3所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述解吸塔(7)包括高压解吸塔(23)和低压解吸塔(24)，所述低压解吸塔(24)的出液口借助第三贫液管(25)连通所述高压解吸塔(23)的进液口。

10.如权利要求9所述的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述低压解吸塔(24)借助低压富液管(19)连通所述第一富液管(8)，所述低压富液管(19)借助第三换热器(22)与所述第三贫液管(25)换热。

技术总结
本发明提供了一种尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，属于化工环保技术领域，包括依次连接的制冷压缩机、吸收塔、解吸塔和制冷剂循环系统；烟气在经过制冷压缩机制冷后进入吸收塔与吸收塔内的吸收剂接触形成富液；解吸塔的外侧壁设有用于加热解吸塔的第一换热部；制冷剂循环系统的制冷端与制冷压缩机连接，制冷剂循环系统的制热端连通第一换热部。本发明提供的尿素生产用低温深冷二氧化碳捕集装置，通过在解吸塔内设置第一换热部，并将制冷剂循环系统的制热端连接第一换热部，将制冷剂所吸收到烟气的热量通过第一换热部释放至解吸塔内，减少了解吸塔内的蒸汽消耗量，从而降低二氧化碳的捕集能耗，也降低了二氧化碳捕集的外部条件依赖。

技术研发人员：侯立刚,李春启,张晓东,封冠军,牛肖锋,李万顺,石庆会,牛美龙,安少永,李敏,王晓鹏,安亚欣
受保护的技术使用者：河北正元氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13