锅炉烟气碳捕集技术

CCUS(carbon capture，utilization and storage)即碳捕集、利用和封存，是国际能源署在“巴黎协定”上提出的必不可少的技术。

对于碳捕集，主要应用在烟道气、工艺废气、解析气、变换气的处理上或者是开采的天然气的脱碳处理，如电厂燃煤锅炉、燃油锅炉、燃天然气锅炉、燃石油焦锅炉、燃水煤浆锅炉，冶金行业的烧结机、球团、高炉，煤化工行业的MTO炉，焦化炉，石油化工厂的常减压焚烧炉、催化裂化装置的余热锅炉、乙烯裂解炉、丙烷加氢等装置的尾气上。这些尾气中含有的CO2浓度在2%v~50%v不等，均需要进行脱碳处理。燃烧后的捕集技术：吸附法（流程长、装置多、投资高）、低温蒸馏法（能耗高）、薄膜分离法（耗材多、成本高）、物理吸收法和化学吸收法等。其中化学吸收法是现阶段燃煤和燃气电厂等大型固定排放源捕集CO2的主要技术路径，常用的吸收剂为有机胺溶液。

该技术利用CO2的二元酸性特点，采用弱碱吸收剂进行吸收，从废气中将CO2捕捉下来，净化的烟气排出装置。与CO2结合的吸收剂在解析塔中进行解析，从而获得CO2产品。由于CO2吸收解析利用的是变温处理，因此降低解析时的能耗至关重要。北京美斯顿公司的MSTN-CO2C二氧化碳捕集技术在药剂、工艺等多个方面多了大量的研发、优化和改进，采用特殊的两相吸收剂降低解析的负荷，使能耗大幅降低。

系统主要包括CO2吸收塔，CO2再生塔，胺液净化装置（APU）、胺液过滤装置（AFU）、相分离系统。

一、 技术原理介绍

烟气首先进入吸收塔底部，吸收剂从吸收塔塔顶喷淋，在吸收塔内，烟气与吸收剂逆流接触，在气相到液相的传质过程中，CO2被高效吸收，生成氨基甲酸盐。净化后的烟气从吸收塔塔顶排出。反应原理式如（1）~（3）。

CO2 + H2O → H+ + HCO3-- （可逆）（1）

            HCO3--→ H+ + CO32-（可逆）（2）

             R1R2R3N + H+ «→ R1R2R3NH+（3）

吸收剂与H+形成氨盐，会驱使上述反应向右进行。吸收CO2后的吸收剂从吸收塔塔底排出进入解吸塔，在解吸塔内，氨基甲酸盐或碳酸氢盐受热分解释放CO2，再生后的吸收剂由解吸塔塔底排出，返回吸收塔内循环利用。CO2解吸气从解吸塔塔顶排出，可获得纯度高达95-99%CO2，进入后续处理单元。

特殊使用需求时，可通过精馏方式使CO2纯度高达99.9%~99.999%，选用“精洗、吸附干燥与低温精馏组合工艺”,具体包括加压、精洗、吸附、干燥、液化、精馏组合提纯的工艺,制备高纯食品级二氧化碳和电子级二氧化碳。

二、技术特点

采用化学吸收法脱碳，要求吸收剂对CO2有较高的选择吸收性。采用一种碱性的混合胺吸收剂，胺浓度为50%~75%。在保证CO2吸收效率的前提下，吸收剂可以在低能耗条件下解吸再生。该项工艺降低再生能耗的原理主要是通过减少进入解吸塔的富液循环量，来降低解吸塔的再沸器负荷。此外，通过贫-富溶液换热，降低贫液温度，减少贫液冷却器的循环水用量。

(1) CO2吸收效率最高可达到99.999%以上；

(2) 产品气CO2纯度高，含水率<1%；

(3) 气相分压小，CO2吸收剂损失小；

(4) 吸收剂稳定性好，无腐蚀性，无需昂贵的建设材料；

(5) CO2再生可使用废蒸汽（<0.15kg/cm2g），降低能耗；

(6) CO2能在常压或低压下再生；

吸收剂损失少，用量小，CO2回收成本低