利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023102349162
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种二氧化碳捕集与尿素制备一体化工艺,其特征在于,包括二氧化碳捕集纯化装

置和尿素制备生产线,其中二氧化碳捕集纯化装置包括脱碳引风机(1)、吸收塔(2)、气体分布器(3)、微旋流分离器A(4)、富液泵(5)、贫富液换热器(6)、贫液泵(7)、贫液冷却器(8)、吸收式热泵系统(9)、再沸器(10)、解吸塔(11)、二氧化碳冷却器(12)、微旋流分离器B(13)、冷却器(14)、闪蒸器(15)、压缩机(16)、过滤器(17)、脱硫塔(18)、分子筛(19)、冷凝器(20)、提纯塔(21)、过冷器(22)、二氧化碳储罐(23)、配液槽(24)、补水槽(25)、补液泵(26)、闪蒸塔(27);二氧化碳捕集纯化装置的吸收塔(2)中吸收剂为摩尔比为3∶2的氨乙基哌嗪AEP‑二正丁胺DPA‑纳米颗粒相变分层吸收体系,吸收剂浓度为3.2‑3.5mol/L,其中1.8 mol/L AEP‑3

1.2 mol/L DPA,纳米颗粒CuO添加量0.2‑0.5 mol/L,液气比为10L/m ,尿素制备生产线由二氧化碳缓冲罐(28)、二氧化碳压缩机(29)、尿素合成塔(30)、液氨储罐(31)、液氨缓冲罐(32)、一级分离塔(33)、二级分离塔(34)、闪蒸机(35)、蒸发浓缩机(36)、造粒机(37)、第二冷凝器(38)、一级吸收塔(39)、氨冷凝器(40)、氨回收罐(41)组成;

所述二氧化碳捕集与尿素制备一体化工艺,具体包括以下步骤:

步骤A,吸收塔、解吸塔实验流程:燃煤烟气经脱碳引风机(1)输送到吸收塔(2)底部,经气体分布器(3)均匀分布后上升,吸收液即贫液吸收二氧化碳后变为富液;

步骤B,脱除二氧化碳后的尾气经吸收塔(2)顶部进入微旋流分离器A(4),实现气液分离后排入大气;

步骤C,富液通过富液泵(5)经贫富液换热器(6)进入吸收式热泵系统(9)加热,加热后经阀组调节5‑10%直接进入解吸塔(11)上部再生,60‑80%经再沸器(10)从中部分别进入解吸塔(11)上部和下部再生,10‑35%经再沸器(10)上部进入解吸塔(11)下部再生;

步骤D,再生后的气体从解吸塔(11)塔顶经二氧化碳冷却器(12)降温后进入微旋流分离器B(13)气液分离后,再经冷却器(14)冷却,从闪蒸器(15)上部进入并进行闪蒸,气体从闪蒸器(15)顶部出去,经压缩机(16)压缩后从过滤器(17)下部进入并过滤,从过滤器(17)顶部出去并从脱硫塔(18)下部进入并脱硫,从脱硫塔(18)顶部出去并从分子筛(19)下部进入后,从分子筛(19)顶部出来并进入冷凝器(20)进行冷凝,再从提纯塔(21)上部进入并提纯,塔底产物经过冷器(22)过冷后从二氧化碳储罐(23)顶部进入并储存;

步骤E,解吸塔(11)内的富液从解吸塔(11)下部进入再沸器(10)下部加热解吸后,分别从再沸器(10)顶部和中部返回解吸塔(11)下部,20‑30%富液从再沸器(10)中部返回解吸塔(11)上部;

步骤F,再生后的贫液从解吸塔(11)底部流出进入闪蒸塔(27)上部闪蒸,闪蒸蒸汽从闪蒸塔(27)顶部进入解吸塔(11)填料下部,实现蒸汽潜热的利用;

步骤G,贫液从闪蒸塔(27)底部排出,经由贫富液换热器(6)和贫液泵(7)进入吸收式热泵系统(9)进行热量回收,然后经贫液冷却器(8)降温至吸收温度后进入吸收塔(2)上部,实现吸收溶液往复循环吸收和再生;

步骤H,从微旋流分离器B(13)下部流出的液体进入配液槽(24),需要补充的水进入补水槽(25)、配液槽(24)和补水槽(25)中液体经补液泵(26)后从解吸塔(11)下部进入;

步骤I,制备尿素的装置实验流程:二氧化碳从二氧化碳储罐(23)底部来,到二氧化碳缓冲罐(28)去,经二氧化碳压缩机(29)压缩到2000Kpa,从尿素合成塔(30)上部进入,液氨从液氨储罐(31)底部来,到液氨缓冲罐(32)去,后从尿素合成塔(30)顶部进入,在尿素合成塔(30)内合成的尿素从一级分离塔(33)顶部进入,从一级分离塔(33)下部流出进入二级分离塔(34),经二级分离塔(34)分离后尿素依次经闪蒸机(35)、蒸发浓缩机(36)、造粒机(37)处理,最后得到尿素成品;

步骤J,经二级分离塔(34)塔底分离出的液氨依次进入第二冷凝器(38)、一级吸收塔(39)、氨冷凝器(40),回收的氨进入氨回收罐(41)。

2.根据权利要求1所述二氧化碳捕集与尿素制备一体化工艺,其特征在于:所述二氧化

3

碳捕集纯化装置中二氧化碳捕集连续试验装置规模为300Nm/d,通过720h的长周期连续运行模拟现场生产过程,对吸收液性能进行了评价并优化工艺运行参数。