專利名稱：：二氧化碳分離系統(tǒng)以及分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化工以及環(huán)境工程領(lǐng)域的二氧化碳分離技術(shù)，特別涉及一種可有效脫除煙氣中二氧化碳的分離系統(tǒng)以及二氧化碳的分離方法。
背景技術(shù)：
：co2等溫室氣體的大量排放是造成全球氣候變暖的一個(gè)重要原因。因此，C02的排放問(wèn)題已經(jīng)引起了國(guó)際社會(huì)的極大關(guān)注。減少化石燃料燃燒的co2排放主要有兩個(gè)途徑一是提高能源利用效率、二是從燃燒煙氣中分離C02,并加以利用、貯留或封存。在C02的脫除技術(shù)中，用氨水噴淋火電站鍋爐排煙煙氣來(lái)吸收C02，不僅可以達(dá)到C02減排的目的，還可以獲得優(yōu)質(zhì)化肥。但是，由于在高于6(TC的環(huán)境溫度下碳酸氪銨會(huì)分解為氨氣、水和C02,造成C02重新返回大氣，故這種C02減排方法的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。C02的脫除技術(shù)還有CaO碳酸化-煅燒循環(huán)的0)2分離(CCR)技術(shù)、高分子膜脫除C02、02/0)2循環(huán)燃燒技術(shù)及化學(xué)鏈燃燒(CLC)技術(shù)等。但上述技術(shù)往往工業(yè)化實(shí)施成本較高。在C02的脫除技術(shù)中，很重要的一種方法是采用溶液吸收法脫除C02。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如水洗法、低溫曱醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二曱醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。另一類是化學(xué)吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。上述C02脫除技術(shù)都已十分成熟，在化工領(lǐng)域早已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化?；嫉姆桨?請(qǐng)參照清原正高，從發(fā)電用鍋爐排氣中回收C02的試驗(yàn)，能源.資源，能源.資源學(xué)會(huì)，1993年，第14巻，第l其，91-97頁(yè))。根據(jù)這一方案，盡管隨條件的不同而不同，但二氧化碳的分離回收率能夠達(dá)到80%以上。然而，采用傳統(tǒng)的化學(xué)吸收法從燃燒煙氣中分離回收二氧化碳所需的能耗高達(dá)750~90Okca1/kg-C02，因此分離回收的運(yùn)行成本非常高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于，提供一種低能耗的二氧化碳分離系統(tǒng)以及分離方法，用于脫除煙氣中的二氧化碳以減少排放到大氣中的二氧化碳量，從而有利于保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種二氧化碳分離系統(tǒng)，其包括二氧化碳吸收塔，用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；二氧化碳吸收液再生塔，連接有再沸器，用于再生二氧化碳吸收液；發(fā)生器，其內(nèi)設(shè)有第一發(fā)生換熱器和第二發(fā)生換熱器，該發(fā)生器內(nèi)填充有吸收溶液；吸收器，其內(nèi)填充有吸收溶液，在該吸收器內(nèi)設(shè)有吸收換熱器，連接于所述再沸器；蒸汽通道，連通所述的發(fā)生器和所述的吸收器；所述的發(fā)生器中吸收溶液的吸收劑濃度低于吸收器中吸收溶液的吸收劑濃度；所述的第一發(fā)生換熱器的入口連接于上述二氧化碳吸收液再生塔底部的吸收液出口，第一發(fā)生換熱器的出口連接上述二氧化碳吸收塔上部的吸收液入口；所述的第二發(fā)生換熱器的入口連接于上述二氧化碳吸收液再生塔頂部的氣體出口。本發(fā)明的目的還可以采用以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離系統(tǒng)，其還包括吸收劑結(jié)晶器，該吸收劑結(jié)晶器包括結(jié)晶器吸收溶液入口，通過(guò)管道連接于吸收器吸收溶液出口和發(fā)生器溶液出口；結(jié)晶器稀溶液出口，通過(guò)管道連接于發(fā)生器的吸收溶液入口；以及含結(jié)晶溶液輸出口，通過(guò)管道連接于吸收器的吸收溶液入口。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離系統(tǒng)，其還包括吸收溶液自換熱器，設(shè)置于所述的吸收劑結(jié)晶器與發(fā)生器和吸收器連接的管道上，用于進(jìn)入吸收劑結(jié)晶器的吸收溶液、從吸收劑結(jié)晶器輸出的稀溶液和從吸收劑結(jié)晶器輸出的含結(jié)晶溶液之間的熱交換。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離系統(tǒng)，其還包括氣液分離器，連接于上述的第二發(fā)生換熱器的出口。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離系統(tǒng)，所述發(fā)生器內(nèi)還設(shè)有外部熱源加熱器，用于加熱發(fā)生器內(nèi)的吸收溶液，以補(bǔ)償由于系統(tǒng)的散熱損失和結(jié)晶器冷卻損失引起的熱量不足。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以釆用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種二氧化碳分離方法，用于分離含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳,該方法包括以下步驟用二氧化碳吸收液與含二氧化碳?xì)怏w接觸，吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收液被加熱，然后進(jìn)行再生，再生形成的氣體和液體分兩路用于加熱一低濃度的吸收溶液，并產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽；再生形成的氣體加熱完上述低濃度的吸收溶液后進(jìn)行氣液分離，得到二氧化碳?xì)怏w；再生形成的液體加熱完上述低濃度的吸收溶液后作為二氧化碳吸收液再次用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；上述工質(zhì)蒸汽被另一更高濃度的吸收溶液吸收并釋放吸收熱，所述吸收熱用于加熱上述吸收二氧化石友后的二氧化^暖吸收液。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，其中所述的低濃度的吸收溶液與高濃度的吸收溶液的吸收劑摩爾分?jǐn)?shù)之差大于0.1。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，其中的部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液被冷卻，形成結(jié)晶，然后進(jìn)行固液分離；固液分離后的稀溶液與所述的低濃度吸收溶液混合，含結(jié)晶溶液與所述的高濃度吸收溶液。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，其還包括上述的被冷卻之前的部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液、固液分離后的稀溶液以及含結(jié)晶溶液之間進(jìn)行熱交換。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，采用外部冷源對(duì)部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液進(jìn)行冷卻。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，所述的二氧化碳吸收液為碳酸鉀溶液和胺類化合物溶液其中之一或幾種物質(zhì)的混合物。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，其中所述的胺類化合物為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、曱基二乙醇胺或二甘醇胺。優(yōu)選的，本發(fā)明的實(shí)施例提出的二氧化碳分離方法，其中所述的吸收溶液是由工質(zhì)和吸收劑組成，所述工質(zhì)為水、氨、曱醇和乙醇其中之一或幾種物質(zhì)的混合物；所述吸收劑為L(zhǎng)iBr、LiCl、LiN03、Li2S04、ZnCl2、ZnBr2、NaCl、KCl、Na2S04、K2S04、NaBr、KBr、CaCh和MgBr2其中之一或幾種物質(zhì)的混合物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。二氧化碳的吸收反應(yīng)為強(qiáng);改熱反應(yīng)，而二氧化石友吸收液的再生反應(yīng)是二氧化碳吸收反應(yīng)的逆反應(yīng)，為強(qiáng)吸熱反應(yīng)。如圖3所示的現(xiàn)有二氧化碳化學(xué)吸收技術(shù)，為了提高吸收液的C02吸收能力，通常采用外部冷卻水對(duì)進(jìn)入吸收塔的二氧化碳吸收液進(jìn)行冷卻，以保證吸收塔在較低的溫度下工作，同時(shí)為了使吸收液的再生更加徹底，通常采用外部熱源作為再生熱對(duì)再生塔中的吸收液進(jìn)行加熱以保證再生塔在高于吸收塔工作溫度的溫度下工作?？梢?jiàn)，現(xiàn)有的二氧化碳化學(xué)吸收技術(shù)一方面需要通過(guò)外部冷卻水向環(huán)境排放大量的較低品位的熱量，而在另一方面卻需要投入較高品位的大量的外部驅(qū)動(dòng)熱源，因而是一個(gè)既耗能又耗水的過(guò)程。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的二氧化碳分離系統(tǒng)實(shí)際上是將二氧化碳化學(xué)吸收技術(shù)與吸收式熱泵循環(huán)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，通過(guò)吸收式熱泵循環(huán)的作用將二氧化碳吸收過(guò)程放出的較低品位的吸收熱提升為可用于二氧化碳吸收液再生的較高品位的再生熱，從而實(shí)現(xiàn)大幅度減少或者無(wú)需外部冷卻水和外部驅(qū)動(dòng)熱源。因此，與現(xiàn)有的二氧化碳分離系統(tǒng)相比，本發(fā)明提出的二氧化碳分離系統(tǒng)具有低能耗、低運(yùn)行成本的優(yōu)點(diǎn)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的二氧化碳分離系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的二氧化碳分離系統(tǒng)的示意圖。圖3是現(xiàn)有二氧化碳分離系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所釆取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的二氧化碳分離系統(tǒng)其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。請(qǐng)參閱圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例1的二氧化碳分離系統(tǒng)的示意圖。該二氧化碳分離系統(tǒng)主要包括二氧化碳吸收塔10、二氧化碳吸收液再生塔40、發(fā)生器21以及吸收器22。所述的二氧化碳吸收塔10，用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳。所述的二氧化碳吸收塔IO包括塔底ll，用于容納二氧化碳吸收液；填料層12，設(shè)置在該二氧化碳吸收塔IO內(nèi)的中部位置，其作用在于使二氧化碳吸收液與進(jìn)入塔內(nèi)的氣體有更大的接觸界面；供氣口16，設(shè)置在上述填料層12之下，用于向吸收塔內(nèi)提供含二氧化碳的原料氣體；排氣口15,設(shè)置在二氧化碳吸收塔10的頂部，用于排出二氧化碳分離后的氣體；噴淋設(shè)備13,設(shè)置在上述填料層12之上，用于均勻噴灑二氧化^_吸收液。在該吸收塔內(nèi)，二氧化碳吸收液在吸收塔內(nèi)自上而下淋下，氣體自下而上流動(dòng)，二氧化碳吸收液與進(jìn)入吸收塔內(nèi)的含二氧化碳?xì)怏w(如煙氣)接觸，并吸收其中的二氧化碳以及SOx、N0x等酸性氣體成分。所述的發(fā)生器21,其內(nèi)設(shè)有第一發(fā)生換熱器31和第二發(fā)生換熱器25,該發(fā)生器21內(nèi)填充有低濃度的吸收溶液，該吸收溶液由工質(zhì)和吸收劑組成。該發(fā)生器的作用在于，在該發(fā)生器內(nèi)的低濃度的吸收溶液被加熱，從而產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽。所述的發(fā)生器21，其內(nèi)還設(shè)有外部熱源加熱器32,用于加熱發(fā)生器內(nèi)的吸收溶液，以補(bǔ)償由于系統(tǒng)的散熱損失和結(jié)晶器冷卻損失引起的熱量不足。所述的吸收器22，其內(nèi)填充有高濃度的吸收溶液，其工質(zhì)和吸收劑與發(fā)生器21中的吸收溶液相同，但是其吸收劑濃度高于發(fā)生器21中吸收溶液的吸收劑濃度，較佳的，其吸收器22中的吸收溶液為飽和溶液(或者過(guò)飽和溶液，即共存有吸收劑結(jié)晶)。在該吸收器22內(nèi)i殳有吸收換熱器26,連接于所述二氧化碳吸收液再生塔40的再沸器46。在所述的發(fā)生器21和所述的吸收器22之間設(shè)有工質(zhì)蒸汽通道23,用于使發(fā)生器21內(nèi)產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽進(jìn)入吸收器22內(nèi)。所述的發(fā)生器中吸收溶液的吸收劑濃度低于吸收器中吸收溶液的吸收劑濃度。所述的二氧化-友吸收液再生塔40,連接有再沸器46，其上部設(shè)有噴淋設(shè)備43，連接于所述吸收塔10底部的吸收液出口。在再生塔40的中部設(shè)有填料層42,用于使二氧化碳吸收液可以充分再生，再生塔的底部為塔底41用于容納二氧化碳吸收液，再生塔40頂部設(shè)有排氣口45。通過(guò)管道將吸收塔底部的二氧化碳吸收液輸送至再生塔進(jìn)行吸收液的再生，形成氣體和液體兩相。該氣體的主要成分為二氧化碳和水蒸氣，所述液體的主要成分為二氧化碳吸收液，但是，由于經(jīng)過(guò)再生該液體中含有的二氧化碳濃度大大降低。所述第一發(fā)生換熱器31的入口連接于上述再生塔40底部的吸收液出口，所述第一發(fā)生換熱器31的出口連接上述二氧化碳吸收塔10的噴淋設(shè)備13，使在第一發(fā)生換熱器31中經(jīng)過(guò)換熱降溫后的二氧化碳吸收液再次進(jìn)入到二氧化碳吸收塔內(nèi)。所述第二發(fā)生換熱器25的入口連接于上述再生塔40的頂部排氣口45。再生塔的排氣經(jīng)過(guò)換熱后氣體溫度降低，而部分水蒸氣發(fā)生冷凝。然后，從第二發(fā)生換熱器25的出口得到高濃度的二氧化碳?xì)怏w。較佳的，在上述的第二發(fā)生換熱器25的出口連接有氣液分離器30以得到純度更高的二氧化碳?xì)怏w。請(qǐng)參閱圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例2的二氧化碳分離系統(tǒng)的示意圖。與上述的實(shí)施例1的分離系統(tǒng)相比，本實(shí)施例增加了送液泵24、吸收溶液自換熱器27以及吸收劑結(jié)晶器28,作用在于可以使發(fā)生器21和吸收器22中的吸收溶液的濃度差保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，本實(shí)施例還增加了二氧化碳吸收液自換熱器44,作用在于可以使吸收液的再生效率得到進(jìn)一步的提高。所述的送液泵24通過(guò)管道連接于所述的發(fā)生器21和吸收器22,用于將發(fā)生器21和吸收器22內(nèi)的部分吸收溶液輸送到吸收劑結(jié)晶器28。該吸收劑結(jié)晶器28，包括結(jié)晶器吸收溶液入口，通過(guò)管道連接于送液泵24的吸收溶液出口；結(jié)晶器稀溶液出口，通過(guò)管道連接于發(fā)生器21的吸收溶液入口；及含結(jié)晶溶液輸出口，通過(guò)管道連接于吸收器22的吸收溶液入口。該吸收劑結(jié)晶器28還具有冷媒循環(huán)設(shè)備，用于向吸收劑結(jié)晶器28內(nèi)的吸收溶液提供冷量，使吸收劑結(jié)晶器28內(nèi)的吸收溶液溫度降低，當(dāng)達(dá)到吸收劑的結(jié)晶溫度以下時(shí)，析出吸收劑結(jié)晶。經(jīng)固液分離后，吸收劑結(jié)晶從含結(jié)晶溶液輸出口輸出到吸收器22中，吸收劑濃度降低了的稀溶液從結(jié)晶器稀溶液出口輸送到發(fā)生器21內(nèi)。吸收溶液自換熱器27設(shè)置于所述的吸收劑結(jié)晶器28與送液泵24連接的管道上，用于對(duì)進(jìn)入吸收劑結(jié)晶器28的吸收溶液、從吸收劑結(jié)晶器輸出的稀溶液和從吸收劑結(jié)晶器輸出的含結(jié)晶溶液進(jìn)行熱交換。吸收溶液自換熱器27的有益作用在于，經(jīng)過(guò)熱交換之后，進(jìn)入吸收劑結(jié)晶器28的吸收溶液溫度降低，有利于結(jié)晶的形成，從而節(jié)約了結(jié)晶所需的冷量；輸出到發(fā)生器21的稀溶液的溫度得到了提高，有利于吸收循環(huán)工質(zhì)的蒸發(fā)；輸出的含吸收劑結(jié)晶溶液的溫度也得到了提高，從而有利于保持吸收器22在較高的溫度下工作。所述的二氧化碳吸收液自換熱器44,設(shè)置在連接吸收塔10底部的吸收液出口和再生塔40上部的吸收液入口的管道上，用于對(duì)從再生塔40的塔底41輸送至第一發(fā)生換熱器31的二氧化碳吸收液與從吸收塔塔底11向再生塔輸送的二氧化碳吸收液之間進(jìn)行熱交換，以提高進(jìn)入再生塔40的二氧化碳吸收液的溫度,從而進(jìn)一步提高再生塔40的二氧化碳吸收液再生效率。在上述各個(gè)實(shí)施例中，僅描述了完成本發(fā)明技術(shù)方案的基本流程，對(duì)于實(shí)現(xiàn)該流程的其他零件或者設(shè)備進(jìn)行了省略，例如，保證各個(gè)物質(zhì)流動(dòng)方向所需的泵或者閥門(mén)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)上述各個(gè)實(shí)施例所述的動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)所需要的其他設(shè)備或者零件，本領(lǐng)域人員皆可在現(xiàn)有技術(shù)中找到對(duì)應(yīng)的技術(shù)手段，本發(fā)明人在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例3還提出了一種二氧化碳分離方法，其采用實(shí)施例1所述的二氧化碳分離系統(tǒng)。該二氧化碳分離方法包括在二氧化碳吸收塔內(nèi)用二氧化碳吸收液與煙氣接觸，使二氧化碳吸收液吸收煙氣中的二氧化碳，并降落到二氧化碳吸收塔的塔底；將塔底的吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收液輸出到二氧化碳吸收液再生塔中并被加熱升溫，使吸收二氧化碳的吸收液分解，形成氣體和液體兩相，該氣體主要為二氧化碳?xì)怏w，并由于大量的二氧化碳形成了氣態(tài)，再生形成的液體中的二氧化碳含量降低；將上述的再生后形成的氣體通入發(fā)生器的第二發(fā)生換熱器，并將再生后形成的液體通入發(fā)生器的第一發(fā)生換熱器，用于加熱發(fā)生器中的吸收溶液使其形成工質(zhì)蒸汽；上述的工質(zhì)蒸汽通過(guò)蒸汽通道進(jìn)入到吸收器中，被吸收器中的吸收溶液所吸收釋放吸收熱，將該吸收熱通過(guò)換熱方式用于加熱再沸器內(nèi)的二氧化碳吸收液。其中所述的吸收器中的吸收溶液與所述的發(fā)生器中的吸收溶液的吸收劑摩爾分?jǐn)?shù)之差大于0.1,濃度差越大越有利于提高吸收器中的溫度，從而有利于二氧化碳吸收液的再生；從第一發(fā)生換熱器輸出的液體返回到二氧化碳吸收塔頂部再次用于吸收煙氣中的二氧化碳；對(duì)上述的第二發(fā)生換熱器輸出的氣體進(jìn)行氣液分離即可得到高純度的二氧化碳。本實(shí)施例3的二氧化碳分離方法可以脫除煙氣中80%以上的二氧化碳，而分離得到的二氧化碳的純度在不計(jì)水蒸氣成分的條件下(即干氣含量)可達(dá)99%以上。本發(fā)明實(shí)施例4還提出了一種二氧化碳分離方法，與實(shí)施例3的分離方法不同之處在于，其采用實(shí)施例2所述的分離系統(tǒng)。本實(shí)施例比實(shí)施例3增加了發(fā)生器和吸收器中吸收溶液的循環(huán)步驟，其包括將吸收器中的部分吸收溶液和發(fā)生器中的部分吸收溶液共同通入吸收劑結(jié)晶器中，并對(duì)結(jié)晶器中的吸收溶液進(jìn)行冷卻，從而可以形成吸收劑結(jié)晶，然后進(jìn)行固液分離；固液分離后得到的稀吸收溶液導(dǎo)入發(fā)生器中，固液分離后的吸收劑結(jié)晶以含結(jié)晶溶液的方式導(dǎo)入吸收器中，從而可以使吸收器和發(fā)生器中的溶液濃度差保持在一定范圍內(nèi)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳分離過(guò)程的連續(xù)性。在上述的吸收劑結(jié)晶器中可以通入外部冷源對(duì)對(duì)結(jié)晶器中的吸收溶液進(jìn)行冷卻。較佳的，在進(jìn)入吸收劑結(jié)晶器之前，從吸收器輸出的部分吸收溶液、從發(fā)生器輸出的部分吸收溶液、固液分離后的稀溶液以及含結(jié)晶溶液之間進(jìn)行熱交換。經(jīng)過(guò)該熱交換步驟，可以提高導(dǎo)入吸收器和發(fā)生器中的吸收以降低進(jìn)入到吸收劑結(jié)晶器中的吸收溶液的溫度，從而可以節(jié)約冷源的用量。較佳的，從再生塔的塔底輸送至第一發(fā)生換熱器的二氧化碳吸收液與從吸附塔塔底向再生塔輸送的吸收液之間進(jìn)行熱交換，以提高進(jìn)入再生塔的二氧化碳吸收液的溫度，從而進(jìn)一步提高再生塔的二氧化碳吸收液的再生效率。本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述的二氧化>碳吸收液為>友酸鉀溶液或者胺類化合物溶液。較佳的，所述胺類化合物為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、曱基二乙醇胺或二甘醇胺；所述的吸收溶液由工質(zhì)和吸收劑組成，所述的工質(zhì)為水、氨、曱醇、乙醇或其混合物等，所述的吸收劑為L(zhǎng)iBr、LiCl、Li亂、Li艮ZnCl2、ZnBr2、NaCl、KC1、Na2S04、K2S04、NaBr、KBr、CaCl2或MgBr2或者上述各物質(zhì)的混合物。比專交例本比較例為采用圖3所示的現(xiàn)有二氧化碳分離技術(shù)對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行二氧化碳分離回收的情況。該燃煤煙氣的二氧化碳體積含量為15%,溫度為150°C，壓力為150kPa。二氧化碳吸收液為質(zhì)量含量25%的碳酸鉀和質(zhì)量含量3%的二乙醇胺的混合溶液，吸收溫度即二氧化碳吸收塔入口吸收液的溫度為7(TC,再生溫度即二氧化碳再生塔底部吸收液的溫度為112°C,再生加熱器的外部熱源采用120。C的飽和蒸汽。本比較例的吸收塔出口氣體的二氧化碳體積含量為1%，二氧化>碳分離回收率為90%,每7>斤回收二氧化石灰的再生能耗約為3200kJ。實(shí)例本實(shí)例采用實(shí)施例4所述的方法，所進(jìn)行分離回收的燃煤煙氣和所采用的吸收液、吸收溫度以及再生溫度等條件均與上述比較例相同。外部加熱器的熱源采用8(TC的熱水。吸收溶液的工質(zhì)為水，吸收劑為L(zhǎng)iN(h和LiBr的混合物，LiN03與LiBr的摩爾比為0.25,吸收器的吸收溶液為吸收器工作溫度下的飽和溶液，而發(fā)生器的吸收溶液為發(fā)生器工作溫度下的不飽和溶液。吸收劑結(jié)晶器采用-18'C的外部冷源。本實(shí)例的吸收塔出口氣體的二氧化碳體積含量為1°/,二氧化碳分離回收率為90%，通過(guò)外部加熱器投入的每公斤回收二氧化碳的能耗約為400kJ，每公斤回收二氧化碳的再生能耗約為750kJ。上述比較例及實(shí)例的再生能耗定義如下比較例的再生能耗=通過(guò)再生加熱器投入的熱量/所分離回收的二氧化碳的質(zhì)量實(shí)例的再生能耗=(通過(guò)外部加熱器投入的熱量+用于吸收劑結(jié)晶器的冷量)/所分離回收的二氧化碳的質(zhì)量下表1為上述實(shí)例以及比較例的工作參數(shù)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案所必須的其他技術(shù)手段皆可采用現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種二氧化碳分離系統(tǒng)，其特征在于其包括二氧化碳吸收塔，用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；二氧化碳吸收液再生塔，連接有再沸器，用于再生二氧化碳吸收液；發(fā)生器，其內(nèi)設(shè)有第一發(fā)生換熱器和第二發(fā)生換熱器，該發(fā)生器內(nèi)填充有吸收溶液；吸收器，其內(nèi)填充有吸收溶液，在該吸收器內(nèi)設(shè)有吸收換熱器，連接于所述再沸器；蒸汽通道，連通所述的發(fā)生器和所述的吸收器；所述發(fā)生器中吸收溶液的吸收劑濃度低于吸收器中吸收溶液的吸收劑濃度；所述第一發(fā)生換熱器的入口連接于上述二氧化碳吸收液再生塔底部的吸收液出口，第一發(fā)生換熱器的出口連接上述二氧化碳吸收塔上部的吸收液入口；所述第二發(fā)生換熱器的入口連接于上述二氧化碳吸收液再生塔頂部的氣體出口。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳分離系統(tǒng)，其特征在于其還包括吸收劑結(jié)晶器，該吸收劑結(jié)晶器包括結(jié)晶器吸收溶液入口，通過(guò)管道連接于吸收器吸收溶液出口和發(fā)生器溶液出口；結(jié)晶器稀溶液出口，通過(guò)管道連接于發(fā)生器的吸收溶液入口；以及含結(jié)晶溶液輸出口，通過(guò)管道連接于吸收器的吸收溶液入口。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二氧化碳分離系統(tǒng)，其特征在于其還包括吸收溶液自換熱器，設(shè)置于所述的吸收劑結(jié)晶器與發(fā)生器和吸收器連接的管道上，用于進(jìn)入吸收劑結(jié)晶器的吸收溶液、從吸收劑結(jié)晶器輸出的稀溶液和從吸收劑結(jié)晶器輸出的含結(jié)晶溶液之間的熱交換。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳分離系統(tǒng)，其特征在于其還包括氣液分離器，連接于上述第二發(fā)生換熱器的出口。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的二氧化碳分離系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)生器內(nèi)還設(shè)有外部熱源加熱器，用于加熱發(fā)生器內(nèi)的吸收溶液。6、一種二氧化碳分離方法，用于分離含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳，其特征在于該方法包括以下步驟用二氧化碳吸收液與含二氧化碳?xì)怏w接觸，吸收所述氣體中的二氧化碳；吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收液被加熱，然后進(jìn)行再生，再生形成的氣體和液體分兩路用于加熱一低濃度的吸收溶液，并產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽；再生形成的氣體加熱完上述低濃度的吸收溶液后進(jìn)行氣液分離，得到二氧化碳?xì)怏w；再生形成的液體加熱完上述低濃度的吸收溶液后作為二氧化碳吸收液再次用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；上述工質(zhì)蒸汽被另一更高濃度的吸收溶液吸收并釋放吸收熱，所述吸收熱用于加熱上述吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收液。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳分離方法，其特征在于其中所述的低濃度的吸收溶液與高濃度的吸收溶液的吸收劑摩爾分?jǐn)?shù)之差大于0.1。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的二氧化碳分離方法，其特征在于其中的部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液被冷卻，形成結(jié)晶，然后進(jìn)行固液分離；固液分離后的稀溶液與所述的低濃度吸收溶液混合，含結(jié)晶溶液與所述的高濃度吸收溶液混合。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離方法，其特征在于其還包括上述的一皮冷卻之前的部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液、固液分離后的稀溶液以及含結(jié)晶溶液之間進(jìn)行熱交換。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化碳分離方法，其特征在于釆用外部冷源對(duì)部分低濃度的吸收溶液與部分高濃度的吸收溶液進(jìn)行冷卻。11、根據(jù)權(quán)利要求6-10任一項(xiàng)所述的二氧化碳分離方法，其特征在于所述的二氧化碳吸收液為碳酸鉀溶液和胺類化合物溶液其中之一或者上述各物質(zhì)的混合物；所述的吸收溶液由工質(zhì)和吸收劑組成，所述的工質(zhì)為水、氨、曱醇和乙醇其中之一或幾種物質(zhì)的混合物；所述的吸收劑為L(zhǎng)iBr、LiCl、LiN03、Li2S04、ZnCl2、ZnBr2、NaCl、KCl、Na2S04、K2S04、NaBr、KBr、CaCl*MgBr2其中之一或幾種物質(zhì)的混合物。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種二氧化碳分離系統(tǒng)和分離方法。該分離系統(tǒng)包括二氧化碳吸收塔，用于吸收含二氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳；二氧化碳吸收溶液再生塔，連接有再沸器，用于再生二氧化碳吸收溶液；發(fā)生器，內(nèi)設(shè)有第一發(fā)生換熱器和第二發(fā)生換熱器；吸收器，內(nèi)設(shè)有吸收換熱器，連接于所述再沸器；蒸汽通道，連通所述的發(fā)生器和所述的吸收器；所述第一發(fā)生換熱器的入口連接于上述二氧化碳吸收液再生塔底部的吸收液出口，第一發(fā)生換熱器的出口連接上述二氧化碳吸收塔上部的吸收液入口；所述第二發(fā)生換熱器的入口連接于上述再生塔頂部的氣體出口。該系統(tǒng)能夠以極低的能耗實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中二氧化碳的分離回收。文檔編號(hào)B01D53/18GK101612512SQ200810115558公開(kāi)日2009年12月30日申請(qǐng)日期2008年6月25日優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日發(fā)明者蘇慶泉申請(qǐng)人:蘇慶泉