一种以化石能源为原料的CO2捕集系统的制作方法

本技术属于化工领域，具体涉及一种以化石能源为原料的co2捕集系统。

背景技术：

1、化石能源煤或油作为化工原料，气化产物主要有co、h2、co2和少量h2s等的合成气，依据下游加工的化工产品不同，需将co部分或全部与h2o反应转化为h2和co2，这样就产生了大量co2，必须脱除。

2、当前，用冷法低温甲醇洗可将co2全部吸收，而在富含co2的甲醇溶液再生后，会解析出全部的co2，只有在合成气生产合成氨并全部加工成尿素时，才能利用～40％的co2，而在合成气用于生产工业氢、合成甲醇、合成烯烃、乙二醇、合成油、合成天然气、合成芳烃，或再以甲醇为原料(碳一化学)生产多种化工产品，都会将全部co2排入大气。长期以来co2温室气体的排放，严重影响了大气环境的温度，因此提出了ccus(carbon capture utilizationand storage)即碳捕获、利用与封存；要实现这一切，首先是解决碳的捕集，然后才能利用和封存。

3、化石能源尤其煤化工是高碳化工、高碳排放的化工行业，积极研发碳捕集技术迫在眉睫，高效率、高纯度、低成本的捕集co2，是本领域技术人员的追求，进而能够设置出一种安全可靠的全部捕集co2系统。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种以化石能源为原料，将所排放的co2气体捕集下来，以便于利用和封存。为了实现上述目的，本实用新型提供一种低温甲醇洗系统中合成气先经脱硫后，即用液体co2作制冷剂，将其中高浓度co2部分直接冷凝回收，约占co2总量的～40％，可以大幅度减少用来吸收co2的甲醇溶剂，降低了能耗。

2、一种以化石能源为原料的co2捕集系统，所述co2捕集系统包括低温甲醇洗涤装置，所述低温甲醇洗涤装置中包括用于将原料气中的co2液化的co2换热冷凝器，co2换热冷凝器连接有co2吸收塔，co2吸收塔经过低温甲醇洗补冷器连接甲醇溶液再生装置，甲醇溶液再生装置连接有用于将co2液化的制冷装置；所述co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器均采用液态co2作为冷媒。

3、可选地，所述co2换热冷凝器连接有原料气预冷器。

4、可选地，所述co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器中作为冷媒的液态co2换热后进入制冷装置中液化。

5、可选地，所述co2捕集系统还包括co2储存器，co2换热冷凝器、制冷装置中液化得到的液态co2进入co2储存器中，并且co2储存器中的液态co2作为冷媒进入co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器。

6、可选地，co2储存器中的液态co2输出后储存。

7、可选地，所述制冷装置为co2/nh3复叠制冷装置，包含用于压缩常压co2气的i号缸、用于压缩高压co2气的ii号缸、用于将压缩后的co2冷凝的液氨制冷器。

8、可选地，所述甲醇溶液再生装置中包含甲醇溶液再生装置包括富甲醇溶液低压解吸系统、富甲醇溶液真空解吸系统、富甲醇溶液热再生系统、真空泵；所述富甲醇溶液低压解吸系统连接所述ii号缸，富甲醇溶液真空解吸系统经富甲醇溶液热再生系统连接所述i号缸。

9、本申请的方法可获得如下的有益效果：

10、本实用新型提供了一种以化石能源为原料(煤或油)气化后，尤其是以煤化工为例，为生产化工产品产生的大量co2，不再排入大气，将其全部捕集的系统。进一步更优化将回收的液体co2直接利用时，如合成氨加工成尿素，能够在高压下复热气化，既回收了冷量又节约co2压缩机能耗。

11、本实用新型进一步优化了低温甲醇洗的补冷系统。用液体co2作制冷剂替代常规液氨制冷剂，以满足在-40℃补冷的操作条件。其特点在于，一是由于液体co2的蒸发压力高，分子量远大于氨，降低装置投资，节约能耗；二是氨介质有毒、易燃、易爆，而co2是惰性气体，提高了安全性；三是用氨作制冷剂，低温换热器一旦泄漏，甲醇溶液解析出的co2与氨反应即生成碳酸氢铵结晶，造成设备、管道堵塞停车，影响生产。而以co2作制冷剂，则不会发生，使生产更可靠、稳定。甲醇溶剂再生系统解析出的低压0.16mpagr的co2(co2>98.5％)及常压co2(co2>99％)不再排入大气，送入co2/nh3的复叠制冷系统，经压缩液化，将其全部捕集下来送入液体co2储存器。再生系统中排出的少量酸性气体(含h2s>30％)送硫回收系统，其中co2所占不足0.5％。因此可实现捕集的co2达99.5％。

12、本实用新型进一步优化和保证了甲醇洗再生系统排出的co2送往co2/nh3复叠制冷系统，经联合制冷压缩机组分级加压，co2冷凝成液体状态回收。低压co2占～32％、常压co2占～28％，加上直接液化回收的co2，共计回收率大于99.5％。对复叠制冷机组，氨是在标准工况(-15℃)制冷，能耗低，因而整个co2/nh3制冷机组效率高。

技术特征：

1.一种以化石能源为原料的co2捕集系统，其特征在于，所述co2捕集系统包括低温甲醇洗涤装置，所述低温甲醇洗涤装置中包括用于将原料气中的co2液化的co2换热冷凝器，co2换热冷凝器连接有co2吸收塔，co2吸收塔经过低温甲醇洗补冷器连接甲醇溶液再生装置，甲醇溶液再生装置连接有用于将co2液化的制冷装置；所述co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器均采用液态co2作为冷媒；

2.根据权利要求1所述的co2捕集系统，其特征在于，所述co2换热冷凝器连接有原料气预冷器。

3.根据权利要求1所述的co2捕集系统，其特征在于，所述co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器中作为冷媒的液态co2换热后进入制冷装置中液化。

4.根据权利要求1所述的co2捕集系统，其特征在于，所述co2捕集系统还包括co2储存器，co2换热冷凝器、制冷装置中液化得到的液态co2进入co2储存器中，并且co2储存器中的液态co2作为冷媒进入co2换热冷凝器、低温甲醇洗补冷器。

技术总结本申请提供了一种以化石能源为原料的CO<subgt;2</subgt;捕集系统和。本申请是以化石能源(煤或油)为原料气化后，为生产化工产品产生的大量CO<subgt;2</subgt;，不再排入大气，将其全部捕集的系统。本捕集系统装置效率高，CO<subgt;2</subgt;纯度高(>99.9％)，装置系统能耗低。脱除CO<subgt;2</subgt;的系统是‑60℃下的低温甲醇洗装置，含高浓度CO<subgt;2</subgt;原料气体先用甲醇富液(溶有CO<subgt;2</subgt;)脱除硫化物，用液体CO<subgt;2</subgt;做制冷剂将原料气体中约40％CO<subgt;2</subgt;冷凝，高压下液态CO<subgt;2</subgt;直接捕集，放入储存器或直接利用。如原料气用来生产合成氨并进一步加工为尿素时，CO<subgt;2</subgt;用来作尿素生产原料，将液态CO<subgt;2</subgt;复热气化回收冷量，降低了生产尿素的CO<subgt;2</subgt;压缩能耗。技术研发人员：张述伟,严雪青,管凤宝,裴国锋受保护的技术使用者：大连佳纯气体净化技术开发有限公司技术研发日：20230227技术公布日：2024/2/1