采用碳酸二甲酯吸收和膜解吸结合的CO₂捕集方法

摘要

本发明公开了属化学工程技术领域的一种采用碳酸二甲酯吸收和膜解吸结合的CO2捕集方法。首先将含有CO2的原料气经过碳酸二甲酯吸收脱碳，然后使吸收CO2后的吸收剂富液经过两级节流膨胀和膜解吸再生，节流膨胀以及膜解吸产生的CO2气体经过水洗后排出界区。本发明开发的碳酸二甲酯脱碳-膜解吸新工艺与本发明人的采用碳酸二甲酯作为吸收剂的脱碳工艺相比可降低综合能耗5％～20％。与目前工业上成熟应用的碳酸丙烯酯法相比，能耗可降低30％～40％，与聚乙二醇二甲醚法相比，溶剂价格更低，聚合损失降低40％～60％；与低温甲醇洗工艺相比，操作温度更加温和，设备投资降低30％～40％。CO2脱除效率可达到95％以上。

主权项

一种采用碳酸二甲酯吸收和膜解吸结合的CO2捕集方法，首先将含有CO2的原料气经过碳酸二甲酯吸收脱碳，脱除CO2后的净化气与原料气换热后降至20～25℃后排出；其特征在于，所述CO2捕集方法包括如下步骤：1)碳酸二甲酯吸收含有CO2的原料气与从吸收塔(3)顶部出来的净化气在第一换热器(1)中换热后，从吸收塔(3)下部进入吸收塔，来自储罐的碳酸二甲酯吸收剂与来自膜解吸器(9)底部的吸收剂贫液和二级气液分离罐(8)底部的吸收剂贫液在第二换热器(2)中换热后从吸收塔(3)上部进入吸收塔，原料气与吸收剂在吸收塔(3)内逆流接触并发生吸收传质；吸收塔温度控制在10～35℃，压力控制在2.5MPa～4.0MPa；脱除CO2后的净化气与原料气换热后降温至20～25℃后排出至下一工序，吸收了CO2的吸收剂富液经过一级节流阀(5)和二级节流阀(7)膨胀降压；2)节流膨胀吸收剂富液经过一级节流阀(5)膨胀降压至0.5MPa～1.2MPa，温度降至22～30℃，然后经过一级气液分离罐(6)进行气液分离，汽相经过压缩机(4)压缩后返回吸收塔(3)下部，液相经过二级节流阀(7)膨胀，压力降至0.11MPa～0.12MPa，温度降至12～21℃，然后经过二级气液分离罐(8)进行气液分离，气相送入水洗塔(10)，回收尾气中的碳酸二甲酯液相与来自吸收剂储罐的吸收剂经第二换热器(2)换热升至20～30℃后去换热器(11)；3)膜解吸来自换热器2的吸收剂贫液经过与换热器(11)换热后后温度升高至25～45℃，在解吸真空度0.09～0.095MPa、温度为25～60℃的条件下，经膜解吸器(9)的膜解吸后的解吸气送入水洗塔(10)回收其中的碳酸二甲酯；解吸器流出的吸收剂贫液与进入膜解吸器的液相换热后温度降低至20～30℃，然后再送回吸收剂储罐作为吸收剂循环使用；4)水洗来自二级气液分离罐(8)的气相和膜解吸器(9)的气相从水洗塔(10)下部进入水洗塔，与从水洗塔上部加入的洗涤水在塔内逆流接触，水洗塔温度控制在20～25℃，压力控制在0.105MPa～0.106MPa；洗涤水洗去气相中的碳酸二甲酯后，气相排出系统至回收装置，液相送出系统后经过后续分离过程分离回收水洗液中的碳酸二甲酯。