一种二氧化碳吸收塔和二氧化碳捕集装置的制作方法

本技术涉及二氧化碳捕集的，更具体地说，它涉及一种二氧化碳吸收塔和二氧化碳捕集装置。

背景技术：

1、随着温室效应问题日益严重，二氧化碳捕集利用和封存技术(ccus)作为一种可持续发展的解决方案逐渐受到国际社会的认可和采纳。ccus是指将二氧化碳从工业排放源中分离后直接加以利用或者封存。

2、目前，ccus一般利用化学吸收法捕获二氧化碳，其原理如下：使用烷醇胺作为吸附剂，在第一阶段，烟气与吸收塔中的溶剂反应以捕获二氧化碳。随后，富液被输送到汽提塔，在高温下再生二氧化碳,再生后的溶液(贫液)经贫富液换热器及冷却器冷却后被送回吸收塔。基于上述原理，公开号为cn209630847u的专利公开了一种烟囱排放气用二氧化碳捕集回收装置，该装置虽然能够对烟气中的二氧化碳进行捕捉，但该装置仍然存在如下缺陷：装置运行过程中烟气中夹带有少量氧气，氧气容易随着富胺液进入二氧化碳分离器内，并随着气相二氧化碳进入二氧化碳水冷凝器中，二氧化碳产品内最终混杂有氧气，从而导致了二氧化碳产品的纯度下降。

技术实现思路

1、为了解决现有二氧化碳捕集回收装置生产的二氧化碳产品纯度低的问题，本技术提供一种二氧化碳吸收塔和二氧化碳捕集装置。

2、第一方面，本技术提供一种二氧化碳吸收塔，采用如下的技术方案：

3、一种二氧化碳吸收塔，包括：

4、塔体，所述塔体侧壁开设有烟气入口，所述塔体底部开设有富胺液排出口，所述塔体顶部开设有贫胺液流入口；

5、填料层，设置于所述富胺液排出口上方，所述填料层由鲍尔环填料和/或阶梯环填料组成；

6、淋液分流组件，设置于所述烟气入口上方，包括沿富胺溶液流动方向依次设置的导流板、导液槽、中心筒、托盘和引流管，所述导流板下方设置有支撑筒，所述中心筒和所述导流板通过所述支撑筒连接，所述中心筒与所述烟气入口连通，所述导流板和所述支撑筒之间留有供烟气流出的间隙，此间隙为烟气流通口，所述导流板的一端位于所述导液槽的上方，所述导液槽固定在所述中心筒上方，所述导液槽与所述托盘连通，所述引流管的进液端与所述托盘连通，所述引流管的出液端位于所述填料层顶部。

7、通过采用上述技术方案，含有氧气和二氧化碳的烟气从烟气入口进入二氧化碳吸收塔内，烟气向上流动；由于中心筒与烟气入口连通，烟气从中心筒的通孔中向上流动，流经支撑筒与导流板之间的烟气流通口，与贫胺液进行接触。贫胺液是指未吸收的二氧化碳的特种胺液，贫胺液从贫胺液流入口流动流入塔内，与烟气发生逆向接触，充分吸收二氧化碳，转变为富胺液；富胺液沿着导流板流动至导液槽上方，并汇集在导液槽内，通过导液槽分流至托盘中，通过引流管流动至填料层顶部。淋液分流组件起到缓冲作用，能够减少富胺液与烟气直接碰撞，减少富胺液内的气泡含量。同时，富胺液流经填料柱汇集在塔底，由于填料层的环壁开孔，改善了气、液体的分布性能，让氧气与富胺液形成的小气泡在填料层中不规则运动，小气泡形成大颗粒，气泡破裂，氧气逸出富胺液，氧气不易被富胺液夹带，从而保证从富胺液排出口流入二氧化碳解析塔的富胺液能够释放出高纯度的二氧化碳气体。

8、进一步的，所述导流板呈锥状。

9、通过采用上述技术方案，锥状设置能增加富胺液沿导流板表面流动的速度，加速富胺液在导液槽内的汇集。

10、进一步的，所述淋液分流组件上方设置有规整填料，所述规整填料位于所述贫胺液流入口下方。

11、通过采用上述技术方案，规整填料提升了贫胺液的吸收效率，加快烟气从烟气流通口的流出速率，弥补烟气流通口的设置导致烟气吸收速率降低的缺陷。

12、进一步的，所述贫胺液中特种胺的浓度为21-27wt%，特种胺与活化剂的比率为1.4-2.0。

13、通过采用上述技术方案，特种胺由脂环胺和环形胺组成。调整特种胺和活化剂的比率，能够大大降低特种胺降解的可能性；同时，由于富胺液中氧气的含量极少，能够降低富胺液在二氧化碳加热解析过程中氧化变质的可能性，特种胺降解的可能性降低，可以长时间保证循环量，捕捉浓度低至0.3wt%的二氧化碳。

14、进一步的，所述贫胺液的运行温度为40-45℃。

15、通过采用上述技术方案，在此温度范围内，贫胺液对二氧化碳吸收效率最优，超过此温度范围，贫胺液吸收二氧化碳需要花费更多能量，增加更多能耗。

16、第二方面，本技术提供一种二氧化碳捕集装置，采用如下技术方案：

17、一种二氧化碳捕集装置，包括：

18、二氧化碳吸收塔，为前述二氧化碳吸收塔；

19、二氧化碳解析塔，与所述富胺液排出口连接，加热脱除二氧化碳；

20、冷凝器，与所述二氧化碳解析塔塔顶的二氧化碳流出口相连；

21、分离器，与所述冷凝器相连，分离出二氧化碳产品。

22、通过采用上述技术方案，烟气在二氧化碳吸收塔中被贫胺液充分吸收，形成的富胺液大大降低氧气夹带含量，在二氧化碳解析塔内加热解析过程产生湿二氧化碳气流，湿二氧化碳气流先在冷凝器中冷却呈液体，再在分离器中加热，二氧化碳以气相逸出，与水分离，得到高纯度二氧化碳产品，二氧化碳产品的纯度可达到99.9%。

23、进一步的，所述二氧化碳吸收塔和所述二氧化碳解析塔之间设置有贫-富液换热器，所述贫-富液换热器的富胺液流入口与所述富胺液排出口连接，所述贫-富液换热器的富胺液流出口与所述二氧化碳解析塔的富胺液流入口相连；所述二氧化碳解析塔底部设置有再生贫胺液流出口，所述再生贫胺液流出口与所述贫-富液换热器的再生贫胺液流入口相连，所述贫-富液换热器的再生贫胺液流出口和所述二氧化碳吸收塔顶部相连。

24、通过采用上述技术方案，贫-富液换热器可以使得再生贫胺液的热量传递给低温的富胺液，富胺液和再生贫胺液都能够更接近各自的工作温度，一方面能够节约能耗，另外一方面富胺液在热量交换过程中有少量二氧化碳气体会析出，形成半贫液新动态，进入二氧化碳解析塔时，二氧化碳解析塔塔底分压低，所需推动力小，二氧化碳解析塔的能耗降低。因此，二氧化碳捕集装置整体的能耗降低。

25、进一步的，所述贫-富液换热器与所述二氧化碳吸收塔之间设置有过滤除沫组件，所述过滤除沫组件包括活性炭过滤器，所述贫-富液换热器的再生贫液管线与所述活性炭过滤器的入口连通，所述活性炭过滤器的出口与所述二氧化碳吸收塔连通。

26、通过采用上述技术方案，再生贫胺液中含有表面活性剂，表面活性剂可被活性炭过滤器过滤吸收，从而降低再生贫液循环吸收过程中产生泡沫的可能性，从而提升二氧化碳捕集装置运行的稳定性。

27、进一步的，所述过滤除沫组件还包括机械保安过滤器，所述机械保安过滤器的筛网精度为50～100μm，所述机械保安过滤器的液体流入口与所述贫-富液换热器的再生贫液管线连通，所述机械保安过滤器的液体流出口与所述活性炭过滤器入口连通。

28、进一步的，所述过滤除沫组件还包括精密保安过滤器，所述精密保安过滤器的筛网精度为0.1～5μm，所述精密保安过滤器的液体流入口与所述活性炭过滤器出口连通，所述精密保安过滤器的液体流出口与所述二氧化碳吸收塔塔顶连通。

29、通过采用上述技术方案，采用两种过滤精度的过滤器对再生贫胺液进行过滤，能够对再生贫胺液中混杂的金属颗粒、灰尘、气溶胶等多种杂质进行充分去除，从而保证洁净的再生贫胺液稳定地在二氧化碳捕集装置中循环。

30、进一步的，所述分离器底部的冷凝液出口与所述二氧化碳解析塔的塔顶相连。通过采用上述技术方案，分离塔分离得到的冷凝液主要为含有特种胺的水溶液，冷凝液由泵直接打入二氧化碳解析塔顶部，减少特种胺的流失，同时能够控制二氧化碳解析塔塔顶的温度。