二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法技術

本發明專利技術提供能夠回收含有二氧化碳的氣體的熱能的二氧化碳回收設備，所述設備包括：吸收塔(101)，當引入含有二氧化碳的氣體(111)并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時，其產生并排出吸收了二氧化碳的富液(301)；二氧化碳釋放裝置(103)、(104)，其通過加熱從吸收塔(101)排出的富液(301)，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液(320)、(306)；和再生塔(102A)，其通過加熱從二氧化碳釋放裝置(103)、(104)排出的半貧液(320)、(306)，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放和分離，而產生貧液(316)，并將貧液(316)返回吸收塔(101)中。

【技術實現步驟摘要】
二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法本申請是2011年11月17日提交的申請號為201110365128.4，專利技術名稱為“二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法”的專利技術專利申請的分案申請。
技術介紹

本專利技術涉及二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法。現有技術近來，作為應對全球范圍的全球變暖問題的有效對策，對于回收二氧化碳，二氧化碳回收儲存技術受到關注。特別是已研究了以熱能發電站、過程廢氣為對象，利用水溶液回收二氧化碳的方法。例如在日本特開2009-214089中已公開了這樣的二氧化碳回收設備。該二氧化碳回收設備包括通過將含二氧化碳的氣體吸收入吸收液而產生富液的吸收塔；釋放塔，其通過加熱從吸收塔排出的富液以釋放并將二氧化碳與蒸汽一起分離而產生貧液，并將貧液返回吸收塔；從釋放塔供應至吸收塔的貧液通過的第一熱交換器、在釋放塔處分離的含有二氧化碳的蒸汽通過的第二熱交換器、和將從吸收塔排出的富液分流至第一和第二熱交換器的分流裝置。在此，在與貧液和含有二氧化碳的蒸汽分別進行熱交換后，將引至第一和第二熱交換器的富液供應至釋放塔。在以上相關技術中的二氧化碳回收設備中，在利用分流的富液的第二熱交換器處可回收在釋放塔處分離的含有二氧化碳的蒸汽中所包括的熱能。但是，由于流量的減少，通過第一熱交換器的富液的溫度易上升。由此，由于對高溫側流體的貧液的溫差變小，產生來自于該處的貧液的熱能回收量相對于不分流的情況下降的問題。在采取措施如增大熱轉換面積以減少二氧化碳回收設備的蒸汽消耗而增強第一熱交換器的性能的情況中，該趨勢變得更明顯。
技術實現思路
為了解決以上問題，本專利技術提供了能夠用富液從貧液和含有二氧化碳的蒸汽進行有效的熱回收的二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法。根據本專利技術的一個方面，提供了二氧化碳回收設備，其包括：吸收塔，當引入含有二氧化碳的氣體并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時，其產生并排出吸收了二氧化碳的富液；二氧化碳釋放裝置，其通過加熱從所述吸收塔排出的富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液；和再生塔，其通過加熱從所述二氧化碳釋放裝置排出的半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放和分離，而產生貧液，并將所述貧液返回所述吸收塔中。此外，根據本專利技術的一方面，提供了二氧化碳回收方法，其包括：當引入含有二氧化碳的氣體并使所述氣體與吸收二氧化碳的吸收液接觸時產生并排出吸收了二氧化碳的富液；通過加熱所述富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，排出半貧液；并通過加熱所述半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放并分離，而產生貧液。根據本專利技術的二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法，可以用富液從貧液和含二氧化碳的蒸汽進行有效的熱回收。附圖說明圖1的配置圖顯示根據本專利技術的第一實施方案的二氧化碳回收設備1的結構；圖2的配置圖顯示根據本專利技術的第二實施方案的二氧化碳回收設備2的結構；圖3的配置圖顯示根據本專利技術的第二實施方案的二氧化碳回收設備2的改進實例；圖4的配置圖顯示根據本專利技術的第三實施方案的二氧化碳回收設備3的結構；圖5的配置圖顯示根據本專利技術的第四實施方案的二氧化碳回收設備4的結構；圖6的配置圖顯示顯示根據本專利技術的第五實施方案的二氧化碳回收設備5的結構；圖7的配置圖顯示根據本專利技術的第六實施方案的二氧化碳回收設備6的結構的配置圖；圖8的配置圖顯示根據本專利技術的第七實施方案的二氧化碳回收設備7的結構；具體實施方式以下將參照附圖描述根據本專利技術的第一至第七實施方案的二氧化碳回收設備和二氧化碳回收方法。(第一實施方案)下面描述根據本專利技術的第一實施方案的二氧化碳回收設備，參照顯示其結構的圖1。根據第一實施方案的二氧化碳回收設備1設置有吸收塔101、二氧化碳釋放裝置103、104、氣液分離器132、冷卻器105、106、再生塔102A和再沸塔108作為主要結構部件。此外，二氧化碳回收設備1設置有泵201、202、203、分流裝置107和合流裝置109。在吸收塔101中，當引入含有二氧化碳的氣體111，并將其與吸收二氧化碳的吸收液接觸時產生吸收了二氧化碳的富液301。設置例如由逆流型氣液接觸裝置構成的吸收塔101的結構，以進行由下部供應的含有二氧化碳的氣體111與從上部流下的貧液319之間的氣液接觸。沒有特別限制，向吸收塔101供應的含有二氧化碳的氣體111可以是例如燃燒尾氣、過程尾氣等，并且可在按需受冷卻處理后引入。此外，沒有特別限制，吸收液可采用胺系列水溶液，如單乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)。從吸收塔101的上部排出已去除二氧化碳的二氧化碳去除后的氣體112。通過泵201向分流裝置107供應從吸收塔101排出的富液301，并以所需的流量比(flowratio)分流為富液302、303。分別在二氧化碳釋放裝置103、104處加熱富液302、303，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放，并排出作為二氧化碳部分去除的氣液兩相的半貧液320、306。在此，從再生塔102A向吸收塔101供應的貧液316通過作為第1二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置103。如下所述，在再生塔102A處分離的含有二氧化碳的蒸汽310通過作為第2二氧化碳釋放裝置的二氧化碳釋放裝置104。由此，由于與貧液316和含有二氧化碳的蒸汽310的熱交換，分別向二氧化碳釋放裝置103、104供應的富液302、303受到加熱，使得部分二氧化碳與蒸汽一起釋放。排出含有二氧化碳的蒸汽311(其部分水蒸氣在二氧化碳釋放裝置104處冷凝)，并將含有二氧化碳的蒸汽311供應至冷卻器105，并在通過從外部供應的冷卻劑如冷水冷卻之后將含有二氧化碳的蒸汽311排出至氣液分離器132，然后，從氣液分離器132排出，分離成二氧化碳315和冷凝水314。釋放了部分二氧化碳的半貧液320、306分別通過泵202、203在合流裝置109處合流，并然后供應至再生塔102A。包括填充層102a的再生塔102A加熱所述半貧液309。由此，分離出大部分二氧化碳，并與蒸汽一起釋放，并且從再生塔102A的上部排出作為含二氧化碳的蒸汽310。將去除了大部分二氧化碳的貧液316返回吸收塔101。再生塔102A例如是逆流型氣液接觸裝置。在此，通過使用作為外部供熱的高溫蒸汽進行熱交換而在再沸塔108處加熱儲液。冷卻器106設置在二氧化碳釋放裝置103和吸收塔101之間，貧液316通過這條線路從再生塔102A供應至吸收塔101。通過從外部供應的冷卻劑如冷水冷卻貧液318，然后將其作為貧液319返回吸收塔101。根據具有以上構造的第一實施方案的二氧化碳回收設備1，可得到以下操作和效果。首先，在吸收塔101處進行二氧化碳的吸收過程，其中當含有二氧化碳的氣體111被吸收入吸收液中時，產生富液301。將從吸收塔101排出的富液301分流并分別在二氧化碳釋放裝置103、104處釋放部分二氧化碳，作為氣液兩相的半貧液320、306供應至再生塔102A。隨后，當通過再沸塔108加熱含有二氧化碳的蒸汽131時，進行循環供應，然后釋放殘余的含有二氧化碳的蒸汽。從再生塔102A的上部排出含有二氧化碳的蒸汽作為含有二氧化碳的蒸汽310，同時將貧液316返回至吸收塔101。在該方式下，進行用于能量再利用的再生過程(rejuvenatingprocess)，直至吸收了二氧化碳的富本文檔來自技高網...

【技術保護點】
二氧化碳回收設備，其包括：吸收塔，當引入含有二氧化碳的氣體并與吸收二氧化碳的吸收液接觸時，其產生并排出吸收了二氧化碳的富液；二氧化碳釋放裝置，其通過加熱從所述吸收塔排出的所述富液，使含有部分二氧化碳的蒸汽釋放，而排出半貧液；和再生塔，其通過加熱從所述二氧化碳釋放裝置排出的半貧液，使含有殘余二氧化碳的蒸汽釋放并分離，而產生貧液，并將所述貧液返回所述吸收塔中，其中所述二氧化碳釋放裝置包括：利用所述貧液作為熱源的第1二氧化碳釋放裝置，和利用從所述再生塔釋放的含有二氧化碳的蒸汽作為熱源的第2二氧化碳釋放裝置；并且將從所述吸收塔排出的所述富液分流并分別供應至所述第1二氧化碳釋放裝置和第2二氧化碳釋放裝置，所述二氧化碳回收設備還包括第一氣液分離器，其由從所述第1二氧化碳釋放裝置排出的所述半貧液中分離含有二氧化碳的蒸汽，并將所述含有二氧化碳的蒸汽供應至所述第2二氧化碳釋放裝置中，并將經分離的液體供應至所述再生塔。

【技術特征摘要】
2010.11.17 JP 2010-2569691.二氧化碳回收設備，其包括：吸收塔，其配置為將含有二氧化碳氣體中含有的二氧化碳吸收到吸收液中并排出富液；分流器，其配置為將從所述吸收塔排出的富液分流成第一部分和第二部分；第1二氧化碳釋放裝置，其配置為通過利用第一熱源加熱所述第一部分并排出第一混合物，該第一混合物包含第一半貧液和含有二氧化碳的第一蒸汽；第2二氧化碳釋放裝置，其配置為通過利用第二熱源加熱所述第二部分并排出第二混合物，該第二混合物包含第二半貧液和含有二氧化碳的第二蒸汽；再生塔，其配置為加熱所述第一半貧液和所述第二半貧液、排出貧液并釋放含有二氧化碳的第三蒸汽，所述貧液配置為用作所述第一熱源，所述第三蒸汽配置為用作所述第二熱源；第一氣液分離器，其配置為由從所述第1二氧化碳釋放裝置排出的第一混合物分離第一蒸汽；和第一經分離的液體管線，其設置在所述第一氣液分離器和所述再生塔之間，其配置為將所述第一半貧液供應至所述再生塔。2.根據權利要求1所述的二氧化碳回收設備，其中所述第一氣液分離器的壓力設置為等于或低于所述再生塔的壓力。3.根據權利要求1所述的二氧化碳回收設備，其還包括：設置在所述第一經分離的液體管線中的泵。4.根據權利要求1所述的二氧化碳回收設備，其還包括：配置以冷卻所述第二蒸汽的冷卻器。5.使用權利要求1所述的二氧化碳回收設備的二氧化碳回收方法，其包括：向所述吸收塔供應吸收液和含有二氧化碳的氣體；回收從所述再生塔釋放的第三蒸汽；并將從所述再生塔排出的貧液作為吸收液循環。6.二氧化碳回收設備，其包括：吸收塔，其配置為將含有二氧化碳氣體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小川斗，大橋幸夫，北村英夫，
申請(專利權)人：株式會社東芝，
類型：發明
國別省市：日本;JP