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———————— ◆  二氧化碳捕集吸收再生系統  ◆ ————————

>>技術簡介

        二氧化碳捕集是指將CO2從工業過程、能源利用或大氣中分離出來的過程，主要分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒。二氧化碳捕集是 CCUS 技術發展的基礎和前提。針對煙氣二氧化碳捕集過程，燃燒后捕集是從燃燒設備后的煙氣中捕集或分離CO2 ，對原有系統繼承程度高，適用于各類改造和新建電廠的CO2 減排，技術相對成熟。目前應用潛力**的是燃燒后復合胺液化學吸收法，國際上已處于商業化應用階段。復合胺液化學吸收法具有操作運行壓力低、吸收效率高的特點。

>>工作原理

       來自脫硫脫硝后的凈化煙氣，通過引風機進入水洗塔進行深度凈化，然后煙氣進入吸收塔，與來自再生塔的貧液經填料逆流接觸脫除其中的CO2，吸收塔頂部的脫碳煙氣進入排放煙囪。吸收塔底部的富液經采出泵與貧富液換熱器后進入再生塔，與塔內上升的氣相逆流接觸傳質，再生塔底部貧液經貧富液換熱器與冷卻器后返回吸收塔，再生塔頂部的氣相經部分冷凝后進入CO2干燥或利用裝置。

       復合胺液吸收劑中的主要成分為醇胺，可以分為伯胺、腫胺及叔胺。醇胺是由氫氧根和氨基組成，氫氧根可降低醇胺化合物的蒸汽壓，并增加醇胺化合物在水中的溶解度。氨基為水溶液提供堿度，促進對酸性組分的吸收。

       醇胺與CO2的反應中，伯胺、仲胺既能進行直接與CO2生成氨基甲酸鹽的快反應，還與CO2和水進行生成碳酸氫鹽的慢反應。

伯胺、仲胺與CO2 生成氨基甲酸鹽:

 CO_2+2R_1 R_2NH?R_1 R_2NCOO^?+R_1 R_2NH_2^+      快反映

伯胺、仲胺與CO2 和水進行生成碳酸氫鹽:

R_1 R_2NH+CO_2+H_2O?R_1 R_2NH_2^++HCO_3^?         慢反應

       叔胺由于氮原子上已無氫質子相連，只能進行生成碳酸氫鹽的慢反應。醇胺與CO2間的傳質過程屬于液膜控制過程。叔胺與CO2和水的反應為分兩步進行，由叔胺作催化劑的CO2水解反應，首先進行的是叔胺與生成兩性離子中間化合物的慢反應，然后進行中間化合物催化CO2水解的快反應。

叔胺與CO2 和水進行生成碳酸氫鹽:

R_3 N+CO_2+H_2O?R_3 NH^++HCO_3^?         慢反應

醇胺與CO2的主要反應均為可逆反應：

1）當CO2組分分壓高或操作溫度低時，反應向右側進行，貧液從原料氣中吸收CO2組分（正反應），并且放出熱量；

2）在CO2組分分壓低或操作溫度高時，反應向左側進行，富液將CO2組分釋放出來，使溶液再生（逆反應），并且吸收熱量。

———————◆  二氧化碳捕集吸收再生技術特點與優勢  ◆————————

>>技術特點

二氧化碳碳捕集吸收再生技術具有以下特點：

1）設備技術成熟可靠，設備投資費用低，設備操作運行穩定。

2）采用復合胺液的化學吸收法具有吸收反應速率快、吸收效率高的特點。

3）與其它碳捕集方法要求較高的煙氣壓力不同，復合胺液吸收塔運行過程中操作壓力低，可適用于大多數行業產生的煙氣脫碳需求。

4）復合胺液的合理配比**程度的提高吸收過程的速率，同時降低了再生塔運行的能量消耗。

5）產生的二氧化碳產品氣體純度高，有利于后續產品的利用。

6）裝置改造不影響原有煙氣處理裝置的運行，對原有裝置的繼承程度高，適用于各類裝置改造的CO2 減排。

>>技術優勢

1）采用高效換熱設備，**程度的回收利用再生過程中的余熱，降低再生塔運行的能量消耗。

2）復合胺液的合理配比**程度的提高吸收過程的速率，同時降低了再生塔運行的能量消耗，煙氣中二氧化碳回收率高于90%，產品中二氧化碳純度高于99%，再生塔運行能耗低于3.0GJ/tCO2。

3）采用增強型高效填料，保證吸收塔與再生塔的高效與穩定運行。

4）吸收塔設置中間取熱器，降低吸收塔的操作溫度，減少吸收塔補水量，減少出口煙氣的復合胺液夾帶量。

———————— ◆  二氧化碳捕集壓縮液化精制系統 ◆ ————————

>>技術簡介

       二氧化碳的壓縮液化精制是將吸收再生裝置捕集的二氧化碳氣體轉化成工業液體二氧化碳或食品級液體二氧化碳，并將其存儲的過程。其基本的技術路線包括二氧化碳的壓縮、吸附、干燥、液化與精餾提純。

       二氧化碳液化技術有高壓液化法和低溫液化法，高壓液化法和低溫液化法都采用壓縮機將二氧化碳氣體增壓，高壓液化法通常操作壓力在8MPa左右，低溫液化法一般控制在2.5MPa以下。

       采用低溫液化法的二氧化碳壓縮精制工藝流程簡圖如下圖所示，來自回流罐的粗二氧化碳氣體經緩沖罐進入二氧化碳壓縮機，壓縮至約2.5MPa并經換熱器冷卻去除大部分游離水后進入吸附塔，脫除含硫組分和其它雜質，然后進入干燥塔進行深度脫水。脫水后的二氧化碳氣體進入液化器，與制冷劑換熱被液化冷卻，之后進入提純塔精餾提純，塔頂排出不凝氣，塔底產出合格的液體二氧化碳產品，液體二氧化碳經產品泵與過冷器后進入儲罐儲存。

>>工作原理

（1）二氧化碳壓縮系統

       二氧化碳氣體壓縮機組通常為多級壓縮，低溫液化法一般為三級壓縮，壓縮機組類型可采用螺桿式、往復式或離心式。

       二氧化碳壓縮機的選型，可參照以下原則：

       1）氣量較大時，宜選用離心式壓縮機；

       2）壓比較大、氣量較小時，宜選用往復式壓縮機；

       3）壓比較小、氣量較小時，宜選用螺桿式壓縮機。

（2）吸附脫硫系統

       吸附塔應用吸附脫硫劑的轉化、吸收有機硫和無機硫的雙重作用，通常采用雙塔固定床吸附操作方式，操作運行時，一臺吸附塔處于運行狀態，另一臺吸附塔處于備用狀態。

（3）干燥脫水系統

       干燥塔采用脫水吸附劑的物理吸附作用去除原料氣中的少量游離水和飽和水，常用的脫水吸附劑有活性氧化鋁、分子篩、硅膠等。 干燥脫水系統包括分子篩干燥塔、再生氣預熱器、再生氣電加熱器和干氣粉塵過濾器等。分子篩吸附脫水操作運行包括吸附階段和再生階段，通常采用雙塔操作模式，吸附階段操作時間一般為8-12小時，然后切換至另一臺吸附干燥塔，原吸附干燥塔進入再生階段 。

（4）液化提純系統

       二氧化碳氣體的臨界溫度為31.2℃，臨界壓力為7.38MPa，如圖所示，因此，二氧化碳的液化溫度必須低于31.2℃，低溫液化法的操作溫度一般控制在-14℃左右。

       液化提純系統包括二氧化碳液化器、提純塔、再沸器、氨制冷壓縮機組、氨氣冷凝器和液氨儲罐等。二氧化碳液化器采用管殼式換熱器，殼程為制冷劑的汽化，管程為二氧化碳的冷凝。制冷劑可以采用氟利昂或液氨，綜合考慮節能及投資成本，優先選用液氨制冷劑。提純塔為組合式集成設備，內部集成了高效換熱設備和填料，既保證了產品的純度要求，又能夠**程度的降低冷量的損失。

—————— ◆  二氧化碳捕集壓縮液化精制系統特點與優勢 ◆ ——————

 >>技術特點

復合胺液碳捕集壓縮液化精制系統具有以下特點：

1）工藝技術與設備成熟可靠，設備操作運行穩定。

2）裝置適應強，可根據不同煙氣量及產品要求，選擇不同的工藝技術與設備組合，滿足各種工況的需求。

3）技術安全性高，相比高壓液化工藝，低溫液化技術在裝置運行安全性和儲運安全性方面較優。

4）工藝設備自動化程度高，二氧化碳的壓縮、干燥、液化、提純及制冷機組可實現高度自動化運行，降低人工操作強度。

5）產品純度高，可滿足市場中對各種工業液體二氧化碳的需求。

6）裝置改造性強，可根據原料氣的實際情況，增加部分精制設備，將生產工業液體二氧化碳技術改造為生產食品級二氧化碳。

>>設備優勢

1）在二氧化碳干燥脫水過程中，充分回收利用裝置排放的二氧化碳氣體，提高二氧化碳的回收率。

2）優化換熱網絡結構，充分回收利用提純塔塔頂和液體二氧化碳儲罐排放的低溫二氧化碳氣體的冷量。

3）提純塔內部采用組合式集成結構，既保證了產品的純度要求，又**程度的降低了冷量的損失。

4）根據提純塔與氨制冷系統的特點，優化提純塔與氨制冷系統的冷量和熱量，避免提純塔再沸器對外部熱量的需求。