吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115337756A(43)申请公布日2022.11.15(21)申请号202210985775.3(22)申请日2022.08.17(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人彭悦詹国雄陈阵司文哲李俊华(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277专利代理师刘新宇李茂家(51)Int.Cl.B01D53/18(2006.01)B01D53/14(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图2页(54)发明名称吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法(57)摘要本发明提供一种吸收装置、二氧化碳捕集系统及二氧化碳捕集方法。该吸收装置包括：一级吸收塔，一级吸收塔内部能够通入一级吸收剂，二级吸收塔，二级吸收塔内部能够通入二级吸收剂，连接一级吸收塔和二级吸收塔的烟气管道；任选存在的循环冷却组件，循环冷却组件连接在二级吸收塔的内部和/或外部，一级吸收剂和二级吸收剂相同或不同，并在一级吸收塔和二级吸收塔中，一级吸收剂和二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液；循环冷却组件能够将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液降温后再输送回二级吸收塔。本发明的吸收装置和二氧化碳捕集系统能够增加烟气与吸收剂的气液停留时间，促进吸收液对二氧化碳的捕集效率。CN115337756ACN115337756A权利要求书1/2页1.一种吸收装置，其特征在于，包括：一级吸收塔，所述一级吸收塔内部能够通入一级吸收剂，二级吸收塔，所述二级吸收塔内部能够通入二级吸收剂，连接所述一级吸收塔和二级吸收塔的烟气管道；以及，任选存在的循环冷却组件，所述循环冷却组件连接在所述二级吸收塔的内部和/或外部，其中，所述一级吸收剂和二级吸收剂相同或不同，并在所述一级吸收塔和二级吸收塔中，一级吸收剂和二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液；并且，所述循环冷却组件能够将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液降温后再输送回所述二级吸收塔。2.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，设所述一级吸收塔的容积为Va，所述二级吸收塔的容积为Vb，则存在如下关系：Va≥2Vb。3.根据权利要求1或2所述的吸收装置，其特征在于，设所述一级吸收塔中的一级吸收剂在20‑40℃的饱和蒸汽压为Pa，所述二级吸收塔中的二级吸收剂在20‑40℃的饱和蒸汽压为Pb，则存在如下关系：Pa≥Pb。4.根据权利要求1‑3任一项所述的吸收装置，其特征在于，所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括有机胺吸收剂和/或贫胺溶液，优选地，所述有机胺吸收剂包括非相变吸收剂或相变吸收剂中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1‑4任一项所述的吸收装置，其特征在于，当所述一级吸收剂和/或二级吸收剂包括相变吸收剂时，所述一级吸收塔和/或所述二级吸收塔的外部还设置有分相器，所述分相器用于分离一级吸收塔和/或所述二级吸收塔产生的分相富胺溶液。6.根据权利要求1‑5任一项所述的吸收装置，其特征在于，所述一级吸收塔和/或二级吸收塔包括：喷淋组件、冷凝装置和至少一层填料层；其中，所述喷淋组件和所述冷凝装置位于所述一级吸收塔和/或二级吸收塔的顶部；所述填料层位于所述一级吸收塔和/或二级吸收塔的中部。7.一种二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括：权利要求1‑6任一项所述的吸收装置和解吸装置，所述解吸装置用于将富胺溶液解析为贫胺溶液和二氧化碳；其中，所述吸收装置与所述解吸装置循环连接；使得所述吸收装置产生的富胺溶液能够输送至所述解吸装置，而所述解吸装置产生的贫胺溶液能够输送至所述吸收装置。8.一种二氧化碳捕集方法，其特征在于，利用权利要求7所述的二氧化碳捕集系统进行捕集，所述捕集方法包括以下步骤：将烟气输送至吸收装置，所述吸收装置包括一级吸收塔和二级吸收塔；向所述一级吸收塔中通入一级吸收剂，向所述二级吸收塔中通入二级吸收剂；在所述一级吸收塔和二级吸收塔中，所述一级吸收剂和所述二级吸收剂吸收烟气中的二氧化碳并生成得到富胺溶液或分相富胺溶液；将一级吸收塔生成的富胺溶液，或者对一级吸收塔生成的分相富胺溶液进行分离后得到的富胺溶液输送至解吸装置进行解析，得到贫胺溶液和二氧化碳；2CN115337756A权利要求书2/2页任选地，将二级吸收塔生成的富胺溶液或分相富胺溶液通过循环冷却组件降温后再输送回至所述二级吸收塔；将贫胺溶液输送至所述一级吸收塔和/或二级吸收塔，使贫胺溶液继续吸收二氧化碳并生成富胺溶液或分相富胺溶液。9.根据权利要求8所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，待所述二级吸收塔吸收饱和后，停止使用循环冷却组件降温，并将二级吸收塔生成的富胺溶液，或者对二级吸收塔生成的分相富胺溶液进行分离后得到的富胺溶液输