一种基于小分子有机溶剂的有机胺CO2吸收剂排放控制装置的制作方法

本发明属于温室气体处理，尤其涉及一种基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置。

背景技术：

1、随着全球经济的发展和工业化水平的不断提高，化石能源消费迅猛增长，随之而来的是以二氧化碳为主要代表的温室气体的大规模排放，从而导致全球气候变暖，在温室气体中，co2造成的影响最大，约占所有温室气体贡献的60％，co2捕集、利用和封存技术(ccus)作为目前主流的技术路线，是实现co2减排最有效和经济可行的方式，其中燃烧后捕集不需要对现有火电厂进行改造，是目前的研究热点，化学吸收法在燃烧后捕集中工艺最成熟，最具有应用潜力。

2、在实际运行过程中，由于在吸收塔中，吸收剂贫液与烟气中co2发生放热反应，导致部分吸收剂以挥发或气溶胶的形式随脱碳烟气排放到大气中，吸收剂通过氧化降解或热降解，会导致硝胺和亚硝胺等致癌物生成，从而对土壤中生物造成破坏，也会污染饮用水源，此外，由于吸收剂高昂的市场价格，吸收剂的排放导致了碳捕集系统运行成本的急剧升高，与传统有机胺吸收剂相比，基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂以有机胺和有机溶剂来代替蒸发潜热较高的水，从而减少吸收剂的再生能耗，但前者的挥发性较高，且易发生潮解和降解反应，更容易产生溶剂损失和污染物排放问题，所以，必须对碳捕集系统产生的胺排放进行控制，减少排放，然而传统的控制方法水洗，虽然能有效降低碳捕集系统胺的挥发排放，但对排放严重的气溶胶形式排放胺脱除效果差，排放控制效果不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置。

2、这种基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，包括：吸收塔、一级塔釜和二级塔釜；

3、一级塔釜从下到上依次设有碰撞凝并模块、冷凝换热模块和除雾模块；二级塔釜从下到上依次设有洗涤模块和除雾模块；

4、吸收塔顶端通过管道连接至一级塔釜的碰撞凝并模块下方；一级塔釜顶端通过传送管连接至二级塔釜的洗涤模块下方；二级塔釜顶端设有排烟管。

5、作为优选，一级塔釜和二级塔釜底部均设有吸收剂储存段，且一级塔釜的吸收剂储存段通过第一回收管连接至吸收塔，二级塔釜的吸收剂储存段通过第二回收管连接至一级塔釜。

6、作为优选，一级塔釜的碰撞凝并模块包括第一填料层，冷凝换热模块包括雾化喷头，雾化喷头通过第一连接管在一级塔釜外连接有第一换热器；第一换热器连接至第一回收管。

7、作为优选，二级塔釜的洗涤模块包括第二填料层和淋水头，淋水头通过第二连接管在二级塔釜外连接有第二换热器；第二换热器连接至第二回收管。

8、作为优选，吸收塔上方设有一体式颗粒生长除雾回收装置，一体式颗粒生长除雾回收装置也包括碰撞凝并模块、冷凝换热模块和除雾模块，一体式颗粒生长除雾回收装置顶部通过管道连接至一级塔釜的碰撞凝并模块下方。

9、作为优选，一级塔釜的除雾模块包括一级除雾单元，一级除雾单元设于雾化喷头和传送管之间；二级塔釜的除雾模块包括二级除雾单元，二级除雾单元设于淋水头和排烟管之间；一级除雾单元和二级除雾单元均包括丝网除雾器。

10、这种基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置的使用方法，包括以下步骤：

11、步骤一、气溶胶颗粒生长：吸收塔排出的脱碳烟气导入一级塔釜的碰撞凝并单元，碰撞凝并单元捕获脱碳烟气中的部分气溶胶颗粒，发生凝并；冷凝换热模块喷洒水雾，使剩余的气溶胶颗粒的直径增大并降温；

12、步骤二、气溶胶颗粒直径增大并降温后的脱碳烟气，经过吸收塔的除雾模块进行气溶胶颗粒的进一步脱除，通过传送管进入二级塔釜；

13、步骤三、二级塔釜的洗涤模块对脱碳烟气内剩余的气溶胶颗粒进行降温冷凝，通过除雾模块进行捕获；

14、步骤四、排烟管将净化后的脱碳烟气排至大气中。

15、作为优选，步骤一中，吸收塔排出的脱碳烟气温度为55-60℃，一级塔釜的冷凝换热模块喷洒水雾后，脱碳烟气的温度降至40-45℃；步骤三中，脱碳烟气经过二级塔釜的洗涤模块后温度降至30-35℃。

16、作为优选，回收一级塔釜和二级塔釜储存的吸收剂，富集后输送至再生塔再生，并回收胺液。

17、本发明的有益效果是：

18、1)本发明通过在一级塔釜内设有碰撞凝并模块、冷凝换热模块和除雾模块，二级塔釜内设有洗涤模块和除雾模块，可以降低碳捕集系统中气溶胶形式排放的胺的排放量，同时减少吸收剂损耗。

19、2)本发明脱碳烟气经过一级塔釜、二级塔釜的碰撞凝并模块实现颗粒生长，配合除雾模块，可以通过增大气溶胶颗粒的直径提高气溶胶形式胺的脱除率，降低胺排放水平，脱除后的胺液可进行回收，实现碳捕集系统的水平衡与溶液平衡，第一填料层和第二填料层均采用少量循环水与填料的组合，降低了所需用水量，减少了运行成本；且在一级塔釜和二级塔釜底部均设有吸收剂储存段，便于实现吸收剂的回用。

20、3)本发明中一级塔釜和二级塔釜的除雾模块均包括丝网除雾器，通过改变丝网除雾器的厚度，提高脱除效率的同时减少压降。

技术特征：

1.一种基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，包括：吸收塔、一级塔釜和二级塔釜；

2.根据权利要求1所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，一级塔釜和二级塔釜底部均设有吸收剂储存段，且一级塔釜的吸收剂储存段通过第一回收管连接至吸收塔，二级塔釜的吸收剂储存段通过第二回收管连接至一级塔釜。

3.根据权利要求2所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，一级塔釜的碰撞凝并模块包括第一填料层，冷凝换热模块包括雾化喷头，雾化喷头通过第一连接管在一级塔釜外连接有第一换热器；第一换热器连接至第一回收管。

4.根据权利要求3所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，二级塔釜的洗涤模块包括第二填料层和淋水头，淋水头通过第二连接管在二级塔釜外连接有第二换热器；第二换热器连接至第二回收管。

5.根据权利要求3所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，吸收塔上方设有一体式颗粒生长除雾回收装置，一体式颗粒生长除雾回收装置也包括碰撞凝并模块、冷凝换热模块和除雾模块，一体式颗粒生长除雾回收装置顶部通过管道连接至一级塔釜的碰撞凝并模块下方。

6.根据权利要求4所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置，其特征在于，一级塔釜的除雾模块包括一级除雾单元，一级除雾单元设于雾化喷头和传送管之间；二级塔釜的除雾模块包括二级除雾单元，二级除雾单元设于淋水头和排烟管之间；一级除雾单元和二级除雾单元均包括丝网除雾器。

7.如权利要求1至6中任一所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置的使用方法，其特征在于，步骤一中，吸收塔排出的脱碳烟气温度为55-60℃，一级塔釜的冷凝换热模块喷洒水雾后，脱碳烟气的温度降至40-45℃；步骤三中，脱碳烟气经过二级塔釜的洗涤模块后温度降至30-35℃。

9.根据权利要求7所述的基于小分子有机溶剂的有机胺co2吸收剂排放控制装置的使用方法，其特征在于，回收一级塔釜和二级塔釜储存的吸收剂，富集后输送至再生塔再生，并回收胺液。

技术总结
本发明涉及一种基于小分子有机溶剂的有机胺CO<subgt;2</subgt;吸收剂排放控制装置，通过在一级塔釜内设有碰撞凝并模块、冷凝换热模块和除雾模块，二级塔釜内设有洗涤模块和除雾模块，可以降低碳捕集系统中气溶胶形式排放的胺的排放量，同时减少吸收剂损耗；脱碳烟气经过一级塔釜、二级塔釜的碰撞凝并模块实现颗粒生长，配合除雾模块，可以通过增大气溶胶颗粒的直径提高气溶胶形式胺的脱除率，降低胺排放水平，脱除后的胺液可进行回收，实现碳捕集系统的水平衡与溶液平衡，第一填料层和第二填料层均采用少量循环水与填料的组合，降低了所需用水量，减少了运行成本；且在一级塔釜和二级塔釜底部均设有吸收剂储存段，便于实现吸收剂的回用。

技术研发人员：张威,方梦祥,葛春亮,王涛,吴孝炯,胡昔鸣,邓丽萍,伍人先
受保护的技术使用者：浙江天地环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5