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九、【技术名称】燃煤电站锅炉乙醇胺法CO2捕集技术
【技术内容】采用乙醇胺(MEA)作为吸收剂,在吸收塔内,经雾化的吸收剂浆液与从底部进入的被冷却至40℃~50℃左右的烟气充分接触混合,烟气中的CO2与MEA发生化学反应生成氨基甲酸盐,在再生塔内,氨基甲酸盐解析出高浓度CO2后循环使用,从而实现烟气CO2高效分离和捕集。
该技术净化气中CO2浓度一般小于0.1%,CO2回收率一般可达95%以上,该技术单位投资大致为800~5100元/tCO2,运行成本大致为310~570元/tCO2。
【适用范围】燃煤电站锅炉
【主要工艺原理】
工艺流程主要由三部分组成:以吸收塔为中心,辅以喷水冷却及增压设备;以再生塔和再沸器为中心,辅以酸气冷凝器以及分离器和回流系统;介于以上两者之间的部分,主要有富酸气吸收液、再生吸收液换热及过滤系统。
从炉后经除尘、脱硫后引来的烟气温度约为50℃,经设置在CO2捕集装置吸收塔前的旋流分离装置将烟气中的石膏液滴脱除并降尘,然后进入烟气冷却器中与循环冷却水换热,使其温度降到~40℃,达到MEA理想吸收温度,通过气水分离器除去游离水后经增压风机加压后直接进入捕集装置吸收塔进行CO2吸收。设置烟气预处理系统,脱除烟气脱硫后携带的粉尘、水等杂质对系统的长期稳定运行有利,同时使用抗氧化剂和缓蚀剂,吸收剂消耗低,设备腐蚀小。增压风机用来克服气体通过捕集装置吸收塔时所产生的阻力。
在捕集装置吸收塔中,烟气自下向上流动,与从上部入塔吸收液形成逆流接触,使CO2得到脱除,净化后烟气从塔顶排出。由于MEA具有较高的蒸汽压,为减少MEA蒸汽随烟气带出而造成吸收液损失,通常将吸收塔分成两段,下段进行酸气吸收,上段通过水洗,降低烟气中的MEA蒸汽含量。洗涤水循环利用,为防止洗涤水中MEA富集,需要将一部分洗涤水并入富液中送去再生塔再生,损失的洗涤水通过补给水系统来保持。
吸收了CO2的富液通过富液泵加压送至再生塔,为减少富液再生时蒸汽的消耗量,利用再生塔出来的吸收溶液的余热对富液进行加热。富液从再生塔的上部入塔,自上向下流动,与从塔的下部上升的热蒸汽接触,升温分离出CO2。富液达到再生塔下部时所吸收的CO2已解析出绝大部分,此时可称为半贫液。半贫液进入再沸器内进一步解析,残余的CO2分离出来,富液变成贫液。
出再沸器的贫液回流至再生塔底部缓冲后从底部流出,经贫富液换热回收装置,通过贫液泵加压进入贫液冷却器,在冷却器中冷却至适当温度进入吸收塔,从而完成溶液的循环。
从再生塔塔顶出来的CO2蒸汽混合物经再生冷却器冷却,使其中的水蒸汽大部分冷凝下来,此冷凝水进入分离器、地下槽、并送入再生塔。为维持吸收液的清洁,在贫液冷却器后设立旁路过滤器,脱除吸收液中的铁锈等固体杂质,分离的CO2气体进入后续的精制装置。
【关键技术或设计创新特色】
l设置烟气预处理系统,脱除烟气脱硫后携带的粉尘、水等杂质,同时使用抗氧化剂和缓蚀剂,吸收剂消耗低,设备腐蚀小。
2在吸收塔中布置孔板波纹规整填料,使氨溶液在填料中均匀分部,强化气液接触。
3吸收塔顶部设置循环洗涤和除雾装置,减少MEA蒸汽随烟气带出而造成吸收液损失。
4CO2捕集工艺采用贫富液换热器、CO2冷却器等多级换热,热量综合利用,系统能耗低。
5在再生塔下半部增设升气帽,既可降低再生温度,又缩短了溶液在再沸器内的停留时间,降低氨溶液降解的可能性。
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