一种降温吸附低压电脱附捕获CO₂的方法及系统

摘要

一种降温吸附低压电脱附捕获CO2的方法及系统，它涉及一种采用吸附脱附手段捕获CO2的方法及系统。以解决电厂对CO2进行脱附捕集，采用变温和变压脱附方法不利于控制，消耗能量大及化学吸附方法捕集CO2产生有毒有害气体问题。方法：烟气降温；第一吸附脱附塔通气吸附；第二吸附脱附塔通气吸附及第一吸附脱附塔通电升温脱附、净化与降温；第二吸附脱附塔CO2气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温以及第一吸附脱附塔进入下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附。系统是：第一、二吸附脱附塔通过第一、二开关与交流电源连接，交流电源与第一、二吸附脱附塔连接。本发明采用物理吸附方法，避免了化学方法产生其他有毒有害气体；本发明用于捕获燃煤电厂烟气中的CO2。

主权项

一种降温吸附低压电脱附捕获CO2的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一、烟气降温：燃煤电厂中烟气通过脱除SO2及NOx之后，温度降为50℃-60℃之间，将上述降温后的烟气通入换热器(1)中并与低温的自来水换热，使通入换热器(1)内的烟气温度降到20℃-30℃之间；步骤二、第一吸附脱附塔通气吸附：将温度为20℃-30℃的烟气通入到第一吸附脱附塔(2)内，利用第一吸附脱附塔(2)内的吸附剂对通入到第一吸附脱附塔(2)内的烟气进行吸附，同时，开启安装在第七烟气管(19)上的第十九阀门(A5)和安装在自来水管(27)上的第二十一阀门(V1)，低温的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第一吸附脱附塔(2)吸附温度控制在20℃-30℃之间，当第一气体分析仪(6)测得第一吸附脱附塔烟气出口处的CO2浓度达到第一吸附脱附塔烟气进口处的CO2浓度的70％-80％时，第一吸附脱附塔(2)吸附过程结束；步骤三、第二吸附脱附塔通气吸附及第一吸附脱附塔通电升温脱附、净化与降温：将经步骤一降温处理后的温度为20℃-30℃的烟气通入到第二吸附脱附塔(3)内，利用第二吸附脱附塔(3)内的吸附剂对通入到第二吸附脱附塔(3)内的烟气进行吸附，同时，开启安装在第八烟气管(20)上的第二十阀门(B5)，低温的自来水及时地将吸附过程中放出的热量带走，以确保第二吸附脱附塔(3)吸附温度控制在20℃-30℃之间，当第二气体分析仪(7)测得第二吸附脱附塔烟气出口处的CO2浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的CO2浓度的70％-80％时，第二吸附脱附塔(3)吸附过程结束；在第二吸附脱附塔(3)进行通气吸附这个时间段的同时，对第一吸附脱附塔(2)通电，当第一气体分析仪(6)显示第一吸附脱附塔烟气出口处的CO2浓度达到第一吸附脱附塔烟气进口处的CO2浓度的70％-75％时，关闭第十九阀门(A5)，打开第七阀门(A4)、第十阀门(V4)和第十一阀门(V5)，由于第一吸附脱附塔(2)内温度的升高，第一吸附脱附塔(2)内的吸附剂对CO2和N2的吸附量迅速下降，使得第一吸附脱附塔(2)内的吸附相的CO2变成气相，直接将脱附出的气体存入集气罐(4)内，当第一吸附脱附塔(2)的温度升高到150℃-160℃时，第一吸附脱附塔(2)通电升温脱附过程结束，此时，存储于缓冲罐(5)内的CO2的摩尔百分含量达到90％-95％；关闭第十阀门(V4)，打开第九阀门(V3)及真空泵(8)，对第一吸附脱附塔(2)进行抽气，将抽出的气体放入缓冲罐(5)内，当第一吸附脱附塔(2)内的压力降到5KPa-6KPa时，第一吸附脱附塔(2)净化过程结束，此时，存储于缓冲罐(5)内的CO2的摩尔百分含量达到80％-85％；打开安装在自来水管(27)上的第二十一阀门(V1)及安装在第一吸附脱附塔(2)的进水口与自来水管(27)之间的进水管(10)上的第二阀门(A6)，利用低温的自来水对第一吸附脱附塔(2)降温，将其温度降低到20℃-30℃之间，第一吸附脱附塔(2)降温过程完成；至此，第一吸附脱附塔(2)完成一个吸附脱附循环过程，并进入下一个吸附脱附循环过程；步骤四：第二吸附脱附塔CO2气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温以及第一吸附脱附塔进入下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附；将存储于缓冲罐(5)内的摩尔百分含量达到80％-85％的CO2自下而上通入到第二吸附脱附塔(3)内，并置换出第二吸附脱附塔(3)内自由空间中的部分N2，当第二气体分析仪(7)显示第二吸附脱附塔烟气出口处的CO2摩尔百分含量达到第二吸附脱附塔烟气进口处的CO2浓度的40％-50％时，第二吸附脱附塔CO2气体吹扫过程结束；对第二吸附脱附塔(3)通电，当第二气体分析仪(7)显示第二吸附脱附塔烟气出口处的CO2浓度达到第二吸附脱附塔烟气进口处的CO2浓度的70％-75％时，关闭第二十阀门(B5)，打开第八阀门(B4)、第十阀门(V4)和第十一阀门(V5)，由于第二吸附脱附塔(3)内温度的升高，第二吸附脱附塔(3)内的吸附剂对CO2和N2的吸附量迅速下降，使得第二吸附脱附塔(3)内的吸附相的CO2变成气相，直接将脱附出的气体存入集气罐(4)内，当第二吸附脱附塔(3)的温度升高到150℃-160℃时，第二吸附脱附塔(3)通电升温脱附过程结束，此时，存储于缓冲罐(5)内的CO2的摩尔百分含量达到90％-95％；关闭第十阀门(V4)，打开第九阀门(V3)及真空泵(8)，对第二吸附脱附塔(3)进行抽气，将抽出的气体放入缓冲罐(5)内，当第二吸附脱附塔(3)内的压力降到5KPa-6KPa时，第二吸附脱附塔(3)净化过程结束，此时，存储于缓冲罐(5)内的CO2的摩尔百分含量达到80％-85％；打开安装在自来水管(27)上的第二十一阀门(V1)及安装在第二吸附脱附塔(3)的进水口与自来水管(27)之间的进水管(10)上的第三阀门(B6)，利用低温的自来水对第二吸附脱附塔(3)降温，将其温度降低到20℃-30℃之间，第二吸附脱附塔(3)降温过程完成；至此，第二吸附脱附塔(3)完成一个吸附脱附循环过程，并进入下一个吸附脱附循环过程的通气吸附，即步骤三；在第二吸附脱附塔(3)进行CO2气体吹扫、通电升温脱附、净化与降温这个时间段的同时，第一吸附脱附塔(2)完成了下一个吸附脱附循环过程中的通气吸附，即步骤二。