CN102413901A - 二氧化碳压缩装置及方法、二氧化碳分离回收***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种二氧化碳压缩装置及方法、二氧化碳分离回收***及方法被公开。所述二氧化碳压缩装置包括吸收反应器(101)、再生反应器(102)、增压泵(103)和节流阀(104)。在吸收反应器(101)内二氧化碳气体被吸收，而在再生反应器(102)内吸收了二氧化碳气体的吸收剂被再生和分解出二氧化碳气体。在吸收反应器(101)内的换热器(105)用于输出二氧化碳吸收溶液的吸收热；在再生反应器(102)内的换热器(106)用于提供二氧化碳吸收溶液的再生热。该二氧化碳压缩装置可以利用余热对二氧化碳进行压缩。

Description

二氧化碳压缩装置及方法、 二氧化碳分离回收***及方法 本申请主张在中国申请的申请日为 2009 年 2 月 26 日， 申请号为 200910078363. 6的专利申请的优先权。 技术领域
本发明涉及一种化工以及环境工程领域的二氧化碳分离回收技术， 特 别涉及一种二氧化碳压缩装置及方法， 以及可有效脱除烟气中二氧化碳的 分离回收***及方法。 背景技术
C02等温室气体的大量排放是造成全球气候变暧的一个重要原因。因此， C02的排放问题已经引起了国际社会的极大关注。 减少化石燃料燃烧的 C02 排放主要有两个途径：一是提高能源利用效率、二是从燃烧烟气中分离 co2， 并加以利用、 贮留或封存。
在 0)2的脱除技术中，用氨水喷淋火电站锅炉排烟烟气来吸收 C02，不仅 可以达到 C02减排的目的，还可以获得优质化肥。 但是， 由于在高于 60°C的 环境温度下碳酸氢铵会分解为氨气、 水和 co2， 造成 C02重新返回大气， 故 这种 C02减排方法的应用还需进一步研究。 C02的脱除技术还有 CaO碳酸化- 煅烧循环的 C02分离 (CCR)技术、 高分子膜脱除 C02、 02/C02循环燃烧技术及 化学链燃烧 (CLC)技术等。 但上述技术往往工业化实施成本较高。
在 C02的脱除技术中， 很重要的一种方法是采用溶液吸收法脱除 C02。 根据吸收剂性能的不同， 可分为两大类。 一类是物理吸收法， 如水洗法、 低温甲醇洗法 (Rectisol) , 聚乙二醇二甲醚法（Selexol) , 碳酸丙烯酯法。 另一类是化学吸收法， 如热钾碱法， 低热耗本菲尔法， 活化 MDEA法， MEA 法等。 上述 C02脱除技术都已十分成熟， 在化工领域早已实现了工业化。
有人提出了利用化学吸收法从火力发电厂的燃烧废气中分离回收二氧 化碳的方案 （请参照： 清原正高， 从发电用锅炉排气中回收 C02的试验， 能 源.资源， 能源.资源学会， 1993年， 第 14卷， 第 1其， 91-97页）。 根据 这一方案， 尽管随条件的不同而不同， 但二氧化碳的分离回收率能够达到
80%以上。 然而， 采用传统的化学吸收法从燃烧烟气中分离回收二氧化碳所 需的能耗高达 750〜900kcal/kg-C02， 因此分离回收的运行成本非常高。 而 气态二氧化碳的液化通常采用二级或者三级压缩之后冷凝的工艺。 由于该 工艺中二氧化碳的压缩是由压缩机来进行的， 因而电耗非常大。 发明内容
本发明的目的在于， 提供一种二氧化碳压缩装置及方法， 所解决的技 术问题是采用余热来对二氧化碳气体进行压缩， 从而可以有效利用余热， 提高能源的利用效率。
本发明的另一目的在于， 提供一种低能耗的二氧化碳分离回收***以 及分离回收方法，所要解决的技术问题是其能脱除烟气中的二氧化碳， 减少 排放到大气中的二氧化碳量， 同时可以对分离的二氧化碳气体进行压缩， 得到高压的二氧化碳， 有利于二氧化碳的储存和运输， 从而有利于保护环 境。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 本发 明提出的一种二氧化碳压缩装置， 包括： 吸收反应器、 再生反应器、 增压 泵和节流阀， 所述的吸收反应器内充有二氧化碳吸收溶液， 用于吸收二氧 化碳气体； 所述的再生反应器用于使来自吸收反应器内的二氧化碳吸收溶 液分解出二氧化碳气体； 所述的增压泵用于将吸收反应器内的二氧化碳吸 收溶液增压并输送到再生反应器内； 节流阀设置在从再生反应器流向吸收 反应器的管道上， 用于控制吸收反应器和再生反应器之间的压力差； 在吸 收反应器内还设有换热器， 用于输出吸收反应的吸收热； 在再生反应器内 设有换热器， 用于提供再生反应的再生热。
本发明还提出一种二氧化碳压缩***， 该***包括多级串联的上述的 二氧化碳压缩装置， 其中， 后一级压缩装置的吸收反应器连接于前一级压 缩装置的再生反应器。 较佳的， 该***还包括一冷凝器， 连接于最后一级 二氧化碳压缩装置的再生反应器， 用于冷凝来自该再生反应器的二氧化碳 气体。
本发明还提出了一种二氧化碳压缩***， 其包括压缩子***和热泵子 ***： 所述压缩子***包括一级或者多级串联的压缩装置， 每级压缩装置 包括： 吸收反应器， 用于吸收二氧化碳气体； 再生反应器， 用于使来自吸 收反应器的吸收溶液分解出二氧化碳气体； 在压缩子***中， 后一级压缩 装置的二氧化碳吸收反应器连接于前一级压缩装置的再生反应器； 最后一 级压缩装置的再生反应器连接于一个冷凝器； 所述热泵子***包括： 热泵 发生器， 其内填充有第一热泵吸收溶液， 在该热泵发生器内设有发生换热 器用于接收来自上述的吸收反应器的吸收热； 热泵吸收器， 其内填充有第 二热泵吸收溶液， 在该热泵吸收器内设有吸收换热器用于向上述的再生反 应器供热； 蒸汽通道， 连通所述的热泵发生器和所述的热泵吸收器； 所述 的第一热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液由工质和吸收剂组成， 第一热泵 吸收溶液的吸收剂浓度可以为无穷小， 即第一热泵吸收溶液可以只由工质 组成； 第一热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液可以采用相同的吸收剂， 也 可以采用不同的吸收剂， 当第一热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液采用同 一吸收剂时， 第二热泵吸收溶液的吸收剂浓度高于第一热泵吸收溶液的吸 收剂浓度； 所述的工质为水、 氨、 甲醇和乙醇其中之一或几种物质的混合 物； 所述的吸收剂为 LiBr、 NaBr、 KBr、 丽 4Br、 MgBr2、 CaBr2、 Lil、 Nal、 KI、 NHJ、 Mgl2、 Cal2、 LiCl、 NaCl、 KC1、 NH4C1、 MgCl2、 CaCl2、 LiN03、 NaN03、 KN03、 NH4N03、 Mg (N03) ^P Ca (N03) 2其中之一或几种物质的混合物； 所述 发生换热器连接于上述各级吸收反应器内的换热器， 所述吸收换热器连接 于上述各级再生反应器内的换热器。
优选的， 本发明实施例提出的二氧化碳压缩***， 还包括吸收剂结晶 器， 接收来自热泵吸收器和 /或热泵发生器的热泵吸收溶液并进行冷却， 形 成吸收剂结晶和结晶后热泵吸收溶液， 所述的结晶后热泵吸收溶液作为第 一热泵吸收溶液输送至热泵发生器， 含所述的吸收剂结晶的吸收溶液作为 第二热泵吸收溶液输送至热泵吸收器。
优选的， 本发明实施例提出的二氧化碳压缩***， 还包括热泵吸收溶 液自换热器， 用于所述的来自热泵发生器的热泵吸收溶液和 /或来自热泵吸 收器的热泵吸收溶液， 与结晶后吸收溶液和 /或吸收剂结晶或者含吸收剂结 晶的吸收溶液进行换热。
优选的， 本发明实施例提出的二氧化碳压缩***， 所述热泵发生器内 还设有发生加热器， 用于加热热泵发生器内的第一热泵吸收溶液。
本发明还提出一种二氧化碳分离回收***， 包括分离子***、 压缩子 ***和热泵子***： 所述分离子***包括： 吸收塔， 用于从含二氧化碳气 体中吸收二氧化碳； 再生塔， 用于再生二氧化碳吸收溶液； 所述压缩子系 统包括一级或者多级串联的压缩装置， 每级压缩装置包括： 吸收反应器， 用于吸收来自分离子***的二氧化碳气体； 再生反应器， 用于使来自吸收 反应器的吸收溶液分解出二氧化碳气体； 在压缩子***中， 后一级压缩装 置的二氧化碳吸收反应器连接于前一级压缩装置的再生反应器； 第一级压 缩装置的二氧化碳吸收反应器连接于分离子***， 用于接收二氧化碳气体; 最后一级压缩装置的再生反应器连接于一个冷凝器； 所述热泵子***包括: 热泵发生器， 其内填充有第一热泵吸收溶液， 在该热泵发生器内设有第一 发生换热器和第二发生换热器， 用于接收来自上述的吸收塔和吸收反应器 的吸收热； 热泵吸收器， 其内填充有第二热泵吸收溶液， 在该热泵吸收器 内设有吸收换热器， 用于向上述的再生塔和再生反应器供热； 蒸汽通道， 连通所述的热泵发生器和所述的热泵吸收器； 所述第一发生换热器连接于 上述分离子***中的吸收溶液换热器和上述压缩子***中各级吸收反应器 内的换热器； 所述第二发生换热器的入口连接于上述分离子***中再生塔 顶部的气体出口； 所述吸收换热器连接于上述分离子***中再生塔的再沸 器和压缩子***中各级再生反应器内的换热器。 较佳的， 还包括气液分离 器， 其入口连接于上述第二发生换热器的出口； 其上部出口连接于所述的 第一级压缩装置的吸收反应器。
前述的二氧化碳压缩***， 在所述的吸收反应器内采用碳酸钾、 一乙 醇胺、 二乙醇胺、 甲基二乙醇胺、 氨基乙酸、 碳酸丙烯酯、 聚乙二醇二甲 醚、 或者其中两种或者两种以上的混合物来吸收二氧化碳。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。 本 发明还提出一种二氧化碳压缩方法， 包括以下步骤： 在吸收反应器中， 二 氧化碳气体与二氧化碳吸收溶液反应生成碳酸化合物； 将上述的碳酸化合 物增压并输送到再生反应器中； 在再生反应器中， 来自吸收反应器的碳酸 化合物被加热分解， 生成二氧化碳气体和二氧化碳吸收溶液； 以及将再生 反应器中生成的二氧化碳吸收溶液减压并输送到吸收反应器中。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。 本 发明还提出一种二氧化碳压缩方法， 包括多级串联的压缩过程， 每级压缩 过程包括： 在吸收反应器中， 二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液吸收； 将 上述吸收二氧化碳之后的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生反应器中； 在再生反应器中， 来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液被加热， 生成二氧 化碳气体和二氧化碳吸收溶液； 以及将再生反应器中生成的二氧化碳吸收 溶液减压并输送到吸收反应器中； 除第一压缩过程外， 其他的压缩过程中， 进入吸收反应器中的二氧化碳气体是前一级压缩过程的再生反应器所产生 的二氧化碳气体。 较佳的， 还包括对在最后一级压缩过程的在再生反应器 中产生的二氧化碳气体进行冷凝， 形成二氧化碳液体。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。 本 发明还提出一种二氧化碳压缩方法包括以下步骤： 在吸收反应器中， 二氧 化碳气体被二氧化碳吸收溶液所吸收； 将上述的吸收二氧化碳气体后的二 氧化碳吸收溶液输送到再生反应器中； 在再生反应器中， 来自吸收反应器 的二氧化碳吸收溶液被加热， 生成二氧化碳气体和再生二氧化碳吸收溶液; 以及将再生反应器中生成的再生二氧化碳吸收溶液输送到吸收反应器中。
本发明还提出一种二氧化碳压缩方法， 包括多级串联的压缩过程， 每 级压缩过程包括： 在吸收反应器中， 二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液吸 收； 将上述吸收二氧化碳之后的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生反应 器中； 在再生反应器中， 来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液被加热， 生 成二氧化碳气体和再生二氧化碳吸收溶液； 以及将再生反应器中生成的再 生二氧化碳吸收溶液减压并输送到吸收反应器中； 除第一级压缩过程外， 其他的压缩过程中， 进入吸收反应器中的二氧化碳气体是前一级压缩过程 的再生反应器所产生的二氧化碳气体。
优选的， 前述的二氧化碳压缩方法， 对在最后一级压缩过程的再生反 应器中产生的二氧化碳气体进行冷凝， 形成二氧化碳液体。
优选的， 前所述的二氧化碳压缩方法， 还包括： 热泵循环过程， 该热 泵循环过程包括： 在所述的吸收反应器中， 将二氧化碳气体被二氧化碳吸 收溶液所吸收释放出的吸收热用于加热第一热泵吸收溶液， 产生工质蒸汽； 及所述的工质蒸汽被输送到热泵吸收器中， 并被热泵吸收器中的第二热泵 吸收溶液所吸收， 释放出吸收热， 该吸收热被输送到所述的再生反应器中， 用于加热再生反应器中的二氧化碳吸收溶液。
本发明还提出一种二氧化碳分离回收方法， 用于从含二氧化碳的原料 气中分离回收二氧化碳， 该方法包括二氧化碳分离过程和二氧化碳压缩过 程； 所述的二氧化碳分离过程包括： 在吸收塔内用二氧化碳吸收溶液与原 料气接触， 使二氧化碳吸收溶液吸收原料气中的二氧化碳； 吸收二氧化碳 后的二氧化碳吸收溶液输出到再生塔中并被加热升温， 使吸收二氧化碳的 二氧化碳吸收液分解， 形成二氧化碳气体和吸收溶液两相； 所述的二氧化 碳压缩过程为前述的二氧化碳压缩方法， 对上述再生塔内形成的二氧化碳 气体进行压缩。
较佳的， 对进行二氧化碳压缩过程之前， 将再生塔内形成的二氧化碳 气体和吸收溶液先分别输送到热泵发生器内， 用于加热热泵发生器内的热 泵吸收溶液。 在热泵循环过程中， 热泵吸收器中产生的吸收热的一部分被 输送到再生塔中用于加热再生塔内的二氧化碳吸收溶液。
优选的， 对热泵发生器内的部分热泵吸收溶液和 /或热泵吸收器内的部 分热泵吸收溶液进行冷却， 形成吸收剂结晶和结晶后热泵吸收溶液； 将所 述的吸收剂结晶或者含吸收剂结晶的吸收溶液作为第二热泵吸收溶液输送 到热泵吸收器中， 将所述的结晶后热泵吸收溶液作为第一热泵吸收溶液输 送到热泵发生器中。
优选的， 所述的后一级吸收反应器内二氧化碳吸收溶液的吸收剂的转 化度比前一级吸收反应器内的二氧化碳吸收溶液的吸收剂的转化度大 0. 1 以上。 吸收剂的转化度是指吸收溶液中反应结合了二氧化碳的吸收剂的摩 尔浓度与吸收剂总摩尔浓度之比， 在再生温度一定且吸收剂种类和总摩尔 浓度相同的条件下， 再生反应生成的二氧化碳气体的平衡压力随着吸收剂 转化度的增大而升高。 本发明的二氧化碳气体压缩是通过降低吸收反应温 度的同时提高再生反应温度， 进而逐级提高再生反应器中吸收溶液的吸收 剂转化度来实现的。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。 二氧化碳的吸收 反应为强放热反应， 而二氧化碳吸收溶液的再生反应是二氧化碳吸收反应 的逆反应， 为强吸热反应。 如图 7所示的现有二氧化碳化学吸收技术， 为 了提高吸收液的 C02吸收能力，通常采用外部冷却水对进入吸收塔的二氧化 碳吸收溶液进行冷却， 以保证吸收塔在较低的温度下工作， 同时为了使吸 收液的再生更加彻底， 通常采用外部热源作为再生热对再生塔中的吸收液 进行加热以保证再生塔在高于吸收塔工作温度的温度下工作。 可见， 现有 的二氧化碳化学吸收技术一方面需要通过外部冷却水向环境排放大量的较 低品位的热量， 而在另一方面却需要投入较高品位的大量的外部驱动热源， 因而是一个既耗能又耗水的过程。 由以上技术方案可知，本发明提出的二氧 化碳分离回收***实际上是将二氧化碳化学吸收技术与吸收式热泵循环技 术有机的结合起来， 通过吸收式热泵循环的作用将二氧化碳吸收过程放出 的较低品位的吸收热提升为可用于二氧化碳吸收溶液再生的较高品位的再 生热， 从而实现大幅度减少或者无需外部冷却水和外部驱动热源。 同时本 发明采用吸收式压缩过程， 对分离得到的二氧化碳进行压缩， 而该压缩过 程通过采用余热即可进行， 大幅度省去了电力或者其他的驱动力。 因此， 与现有的二氧化碳分离回收***相比， 本发明提出的二氧化碳分离回收系 统具有低能耗、 低运行成本的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的 技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施， 以下以本发明的较佳实施例 并配合附图详细说明如后。 附图说明
图 1是本发明实施例 1的二^ ：化碳压缩装置的示意图。
图 2是本发明实施例 2的二^：化碳压缩***的示意图。
图 3是本发明实施例 3的二^：化碳压缩***的示意图。
图 4是本发明实施例 4的二^：化碳压缩***的示意图。
图 5是本发明实施例 5的二^：化碳分离回收***的示意图
图 6是本发明实施例 6的二^：化碳分离回收***的示意图
实现发明的最佳方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效， 以下结合附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的二氧化碳分离回收*** 其具体实施方式、 结构、 特征及其功效， 详细说明如后。
请参阅图 1所示， 是本发明实施例 1提出的二氧化碳压缩装置， 该装 置包括吸收反应器 101、 再生反应器 102、 增压泵 103和节流阀 104。 所述 的吸收反应器 101和再生反应器 102为耐压容器， 分别容纳有二氧化碳吸 收溶液。在吸收反应器 101内设有换热器 105， 用于将吸收反应器内产生的 热量输出， 在再生反应器 102内设有换热器 106， 用于向再生反应器内提供 热量。 所述的吸收反应器 101和再生反应器 102之间通过管道相连， 从而 使二氧化碳吸收溶液在吸收反应器 101和再生反应器 102之间进行循环。 所述的增压泵 103用于将吸收反应器 101 内的二氧化碳吸收溶液增压并输 送到再生反应器 103 内， 节流阀 104设置在从再生反应器流向吸收反应器 的管道上， 用于控制吸收反应器和再生反应器之间的压力差。 吸收反应器 和再生反应器内的二氧化碳吸收溶液的溶质为： 碳酸钾、 一乙醇胺、 二乙 醇胺、 甲基二乙醇胺、 氨基乙酸、 碳酸丙烯酯、 聚乙二醇二甲醚、 或者其 中两种或者两种以上的混合物。 二氧化碳吸收溶液的作用在于， 在吸收反 应器内二氧化碳气体与二氧化碳吸收溶液在较低的温度和压力下发生吸 附、 溶解或者进行化合， 从而使二氧化碳气体被吸收； 吸收二氧化碳后的 二氧化碳吸收溶液在再生反应器内被高温加热， 则发生与吸收反应器内相 反的逆过程， 如脱附、 析出或者进行分解， 从而产生二氧化碳气体和二氧 化碳吸收溶液， 在高温下得到的二氧化碳气体具有更高的压力， 从而实现 了二氧化碳气体的压缩。
请参阅图 2所示， 是本发明实施例 2提出的一种二氧化碳压缩***， 该***包括多级如实施例 1所述的二氧化碳压缩装置， 压缩装置 100、压缩 装置 200和压缩装置 300依次串联， 增压泵 103、 203、 303用于将吸收反 应器的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生反应器内， 节流阀 104、 204、 304用于控制压力差。其中， 后一压缩装置的吸收反应器连接于前一压缩装 置的再生反应器， 如吸收反应器 201连接于再生反应器 102， 接收来自再生 反应器 102的二氧化碳气体； 吸收反应器 301连接于再生反应器 202， 用于 接收来自再生反应器 202 的二氧化碳气体。 经过压缩装置 100、 压缩装置 200和压缩装置 300多级压缩，可以在再生反应器 302得到高压的二氧化碳 气体。 较佳的， 各级吸收反应器在同一个较低的温度下工作， 而各级再生 反应器在高于吸收反应器工作温度的同一个温度下工作。
请参阅图 3所示， 是本发明实施例 3提出的二氧化碳压缩***， 其比 实施例 2增加了一个冷凝器 400， 连接于压缩装置 300的再生反应器 302， 用于接收再生反应器 302产生的二氧化碳气体。 在冷凝器 400内对进入的 二氧化碳气体进行冷却， 使二氧化碳气体冷凝形成二氧化碳液体。
请参阅图 4所示， 是本发明实施例 4提出的一种二氧化碳压缩***， 该***包括热泵子***和前述实施例 1 所述的二氧化碳压缩装置。 所述热 泵子***包括： 热泵发生器 21， 其内填充有第一热泵吸收溶液， 在该热泵 发生器 21 内设有发生换热器 32用于接收来自所述的吸收反应器 101的吸 收热； 热泵吸收器 22， 其内填充有第二热泵吸收溶液， 在该热泵吸收器 22 内设有吸收换热器 26用于向上述的再生反应器 102供热； 蒸汽通道 23， 连 通所述的热泵发生器 21和所述的热泵吸收器 22; 所述热泵发生器 21中所 述的第一热泵吸收溶液的吸收剂浓度低于热泵吸收器 22中所述的第二热泵 吸收溶液的吸收剂浓度； 所述发生换热器 32连接于上述吸收反应器 101内 的换热器 105， 所述吸收换热器 26连接于上述再生反应器 102内的换热器 106。 如此可以将吸收反应器 101内由于二氧化碳吸收溶液吸收二氧化碳时 产生的吸收热输送到热泵发生器 21 中， 用于加热热泵发生器 21 内的第一 热泵吸收溶液以产生工质蒸汽。 所述的工质蒸汽通过蒸汽通道 23进入热泵 吸收器内， 热泵吸收器 22内的第二热泵吸收溶液吸收所述的工质蒸汽产生 吸收热， 该吸收热被输送到再生反应器 102内用于加热二氧化碳吸收溶液， 从而分解出二氧化碳气体， 并对二氧化碳吸收溶液进行再生。 所述的第一 热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液由工质和吸收剂组成， 第一热泵吸收溶 液的吸收剂浓度可以为无穷小， 即第一热泵吸收溶液可以只由工质组成。 第一热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液可以采用相同的吸收剂， 也可以采 用不同的吸收剂。 当第一热泵吸收溶液和第二热泵吸收溶液采用同一吸收 剂时， 第二热泵吸收溶液的吸收剂浓度高于第一热泵吸收溶液的吸收剂浓 度。 所述的工质为水、 氨、 甲醇和乙醇其中之一或几种物质的混合物； 所 述的吸收剂为 LiBr、 NaBr、 KBr、 NH4Br、 MgBr2、 CaBr2、 Lil、 Nal、 KI、 NH4I、 Mgl2、 Cal2、 LiCl、 NaCl、 KC1、 NH4C1、 MgCl2、 CaCl2、 LiN03、 NaN03、 跳、 NH4N03、 Mg (N03) 2和 Ca (N03) 2其中之一或几种物质的混合物。 本实施例 的二氧化碳压缩***， 可以有效利用各个吸收过程产生的吸收热， 从而节 约热量的消耗， 提高能源利用效率。
此外， 还可以将本实施例的热泵子***应用于实施例 2 或者实施例 3 的二氧化碳压缩***， 采用与实施例 4 的相同连接方式， 将所述发生换热 器连接于所述各级吸收反应器内的换热器， 所述吸收换热器连接于所述各 级再生反应器内的换热器。 从而可以使具有多级压缩装置的二氧化碳压缩 请参阅图 5所示，是本发明实施例 5提出的二氧化碳分离回收***的示 意图。 该二氧化碳分离回收***主要包括： 分离子***、 热泵子***和压 缩子***， 分离子***用于从燃烧烟气等含二氧化碳的原料气中分离出二 氧化碳气体， 所述的压缩子***用于将由分离子***得到的二氧化碳气体 进行压缩得到高压的二氧化碳气体或者二氧化碳液体， 所述的热泵子*** 用于向分离子***和压缩子***提供热量。
所述的分离子***包括： 吸收塔 10和再生塔 40。 所述的吸收塔 10， 用于吸收含二氧化碳气体的原料气体中的二氧化碳。所述的吸收塔 10包括: 塔底 11， 用于容纳二氧化碳吸收溶液； 填料层 12， 设置在该吸收塔 10内 的中部位置， 其作用在于使二氧化碳吸收溶液与进入塔内的气体有更大的 接触界面； 供气口 16， 设置在上述填料层 12之下， 用于向吸收塔内提供含 二氧化碳的原料气体； 排气口 15， 设置在吸收塔 10的顶部， 用于排出二氧 化碳分离后的气体； 喷淋设备 13， 设置在上述填料层 12之上， 用于均匀喷 洒二氧化碳吸收溶液。 在该吸收塔内， 二氧化碳吸收溶液在吸收塔内自上 而下淋下， 气体自下而上流动， 二氧化碳吸收溶液与进入吸收塔内的含二 氧化碳气体 （如烟气）接触， 并吸收其中的二氧化碳以及 S0x、 NOx等酸性 气体成分。 所述分离子***的二氧化碳吸收溶液的吸收剂可采用碳酸钾、 一乙醇胺、 二乙醇胺、 甲基二乙醇胺、 氨基乙酸、 碳酸丙烯酯、 聚乙二醇 二甲醚、 或者其中两种或者两种以上的混合物。
所述的热泵子***包括： 热泵发生器 21和热泵吸收器 22。所述的热泵 发生器 21， 其内设有第一发生换热器 31和第二发生换热器 25， 该热泵发 生器 21内填充有低浓度的第一热泵吸收溶液， 该第一热泵吸收溶液由工质 和吸收剂组成。 该热泵发生器的作用在于， 在该热泵发生器内的低浓度的 第一热泵吸收溶液被加热， 从而产生工质蒸汽。 所述的热泵发生器 21， 其 内还设有发生加热器 32， 用于加热热泵发生器内的第一热泵吸收溶液， 以 补偿由于***的散热损失和结晶器冷却损失引起的热量不足。
所述的热泵吸收器 22， 其内填充有第二热泵吸收溶液， 其工质和吸收 剂的种类与热泵发生器 21中的第一吸收溶液相同或者不同， 较佳的， 其吸 收剂浓度高于热泵发生器 21中第一吸收溶液的吸收剂浓度； 较佳的， 热泵 吸收器 22中的第二热泵吸收溶液为饱和溶液 （或者过饱和溶液， 或共存有 吸收剂结晶）。在所述的热泵发生器 21和所述的热泵吸收器 22之间设有工 质蒸汽通道 23， 用于使热泵发生器 21 内产生的工质蒸汽进入热泵吸收器 22内。 在该热泵吸收器 22内设有吸收换热器 26， 连接于所述再生塔 40的 再沸器 46， 用于将热泵吸收器 22内产生的热量输送到再沸器 46。
所述的再生塔 40， 连接有再沸器 46， 其上部设有喷淋设备 43， 连接于 所述吸收塔 10底部的二氧化碳吸收溶液出口。 在再生塔 40的中部设有填 料层 42， 用于使二氧化碳吸收溶液可以充分再生， 再生塔的底部为塔底 41 用于容纳二氧化碳吸收溶液， 再生塔 40顶部设有排气口 45。通过管道将吸 收塔 10底部的二氧化碳吸收溶液输送至再生塔进行吸收液的再生， 形成气 体和液体两相。 该气体的主要成分为二氧化碳和水蒸气， 所述液体的主要 成分为二氧化碳吸收溶液， 但是， 由于经过再生该液体中含有的二氧化碳 浓度大大降低。 所述第一发生换热器 31 的入口连接于上述再生塔 40底部 的吸收液出口， 所述第一发生换热器 31 的出口连接上述吸收塔 10的喷淋 设备 13，使在第一发生换热器 31中经过换热降温后的二氧化碳吸收溶液再 次进入到吸收塔内。 所述第二发生换热器 25 的入口连接于上述再生塔 40 的顶部排气口 45。 再生塔的排气经过换热后气体温度降低， 而部分水蒸气 发生冷凝。然后，从第二发生换热器 25的出口得到高浓度的二氧化碳气体。 较佳的， 在上述的第二发生换热器 25的出口连接有气液分离器 30以得到 纯度更高的二氧化碳气体。
所述的压缩子***， 用于将所述分离子***得到的高浓度的二氧化碳 气体进行压缩。 该压缩子***包括多级串联的压缩装置， 压缩装置的数量 可以根据具体的工况设置， 一般来说串联的压缩装置数目越多将会得到压 力更高的二氧化碳， 本实施例以 3级压缩装置串联为例进行说明。 本实施 包括三级压缩装置 100、 200和 300， 三级压缩装置的结构相同， 以下以压 缩装置 100为例进行说明。该压缩装置 100包括吸收反应器 101、再生反应 器 102、 增压泵 103和节流阀 104。 吸收反应器 101其连接于所述分离子系 统， 接收二氧化碳气体。 所述的吸收反应器 101内设有二氧化碳吸收溶液， 进入其内的二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液所吸收。 所述的再生反应器 102用于将来自吸收反应器 101内的二氧化碳吸收溶液进行加热，使其分解 出二氧化碳气体， 从而使二氧化碳吸收溶液进行再生。 所述的增压泵 103 用于将吸收反应器 101内的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生反应器 103 内。 所述的再生反应器的内部压力高于吸收反应器的内部压力。 经过再生 后的二氧化碳吸收溶液再次被输送回吸收反应器内， 节流阀 104设置在从 再生反应器流向吸收反应器的管道上用于控制吸收反应器 101 和再生反应 器 103之间的压力差。 在吸收反应器 101 内还设有换热器， 用于输出吸收 热； 在再生反应器 103 内设有换热器， 用于提供二氧化碳吸收溶液再生所 需的热量。
压缩装置 200包括吸收反应器 201、 再生反应器 202、 增压泵 203和节 流阀 204; 其吸收反应器 201连接于压缩装置 100的再生反应器 102 ; 压缩 装置 300包括吸收反应器 301、再生反应器 302、增压泵 303和节流阀 304; 其吸收反应器 301连接于压缩装置 200的再生反应器 202。冷凝器 400连接 于再生反应器 302， 接收二氧化碳气体， 并将二氧化碳气体冷凝为液态。
在压缩子***中的各个吸收反应器内的换热器连接于热泵子***的发 生换热器 32 (由于连接关系与图 4相同， 为简洁图面， 在图 5中没有画出 连接关系）， 用于将二氧化碳被吸收所产生的吸收热数送到热泵发生器中以 加热热泵吸收溶液来产生工质蒸汽， 从而可以节约外部热源的用量。 所述 的热泵子***中的吸收换热器 26 还可以与各个再生反应器中的换热器相 连， 用于加热再生反应器中的二氧化碳吸收溶液 （由于连接关系与图 4相 同， 为简洁图面， 在图 5中没有画出连接关系）。
请参阅图 6所示， 是本发明实施例 6提出的二氧化碳分离回收***的 示意图。 与上述的实施例 5 的分离回收***相比， 本实施例增加了送液泵 24、二氧化碳吸收溶液自换热器 27以及吸收剂结晶器 28， 作用在于可以使 热泵发生器 21和热泵吸收器 22中的二氧化碳吸收溶液的浓度差保持相对 稳定的状态。 此外， 本实施例还增加了二氧化碳吸收溶液自换热器 44， 作 用在于可以使吸收液的再生效率得到进一步的提高。
所述的送液泵 24通过管道连接于所述的热泵发生器 21和热泵吸收器 22， 用于将热泵发生器 21和热泵吸收器 22 内的部分二氧化碳吸收溶液输 送到吸收剂结晶器 28。 该吸收剂结晶器 28， 包括： 结晶器二氧化碳吸收溶 液入口， 通过管道连接于送液泵 24的二氧化碳吸收溶液出口； 结晶器稀溶 液出口， 通过管道连接于热泵发生器 21的二氧化碳吸收溶液入口； 及含结 晶溶液输出口， 通过管道连接于热泵吸收器 22的二氧化碳吸收溶液入口。 该吸收剂结晶器 28还具有冷媒循环设备， 用于向吸收剂结晶器 28内的二 氧化碳吸收溶液提供冷量， 使吸收剂结晶器 28内的二氧化碳吸收溶液温度 降低， 当达到吸收剂的结晶温度以下时， 析出吸收剂结晶。 经固液分离后， 吸收剂结晶从含结晶溶液输出口输出到热泵吸收器 22中， 吸收剂浓度降低 了的稀溶液从结晶器稀溶液出口输送到热泵发生器 21内。
二氧化碳吸收溶液自换热器 27设置于所述的吸收剂结晶器 28与送液 泵 24连接的管道上， 用于对进入吸收剂结晶器 28的二氧化碳吸收溶液、 从吸收剂结晶器输出的稀溶液和从吸收剂结晶器输出的含结晶溶液进行热 交换。 二氧化碳吸收溶液自换热器 27 的有益作用在于， 经过热交换之后， 进入吸收剂结晶器 28 的二氧化碳吸收溶液温度降低， 有利于结晶的形成， 从而节约了结晶所需的冷量； 输出到热泵发生器 21的稀溶液的温度得到了 提高，有利于吸收循环工质的蒸发； 输出的含吸收剂结晶溶液的温度也得到 了提高，从而有利于保持热泵吸收器 22在较高的温度下工作。
所述的二氧化碳吸收溶液自换热器还可以用于将来自热泵吸收器的二 氧化碳吸收溶液与来自吸收剂结晶器的结晶后二氧化碳吸收溶液进行换 热、 用于将来自热泵吸收器的二氧化碳吸收溶液与来自吸收剂结晶器的吸 收剂结晶或者含吸收剂结晶的二氧化碳吸收溶液进行换热、 以及用于将来 自热泵吸收器的二氧化碳吸收溶液与来自吸收剂结晶器的结晶后二氧化碳 吸收溶液和吸收剂结晶或者含吸收剂结晶的二氧化碳吸收溶液进行换热。
所述的二氧化碳吸收溶液自换热器 44，设置在连接吸收塔 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， 用于对从再生塔 40的 塔底 41输送至第一发生换热器 31的二氧化碳吸收溶液与从吸收塔塔底 1 1 向再生塔输送的二氧化碳吸收溶液之间进行热交换， 以提高进入再生塔 40 的二氧化碳吸收溶液的温度， 从而进一步提高再生塔 40的二氧化碳吸收溶 液再生效率。
在上述各个实施例中， 仅描述了完成本发明技术方案的基本流程，对于 实现该流程的其他零件或者设备进行了省略， 例如， 保证各个物质流动方 向所需的泵或者阀门。 对于实现上述各个实施例所述的动力循环***所需 要的其他设备或者零件， 本领域人员皆可在现有技术中找到对应的技术手 段， 本发明人在此不再赘述。
本发明的实施例 7还提出了一种二氧化碳压缩方法， 其采用实施例 1 所述的压缩装置来实现。 本方法包括以下步骤：
吸收反应器接收二氧化碳气体， 在吸收反应器中的二氧化碳吸收溶液 吸收二氧化碳气体， 二氧化碳与二氧化碳吸收溶液发生吸附、 溶解或者进 行化合反应。 所述的二氧化碳吸收溶液的吸收剂为： 碳酸钾、 一乙醇胺、 二乙醇胺、 甲基二乙醇胺、 氨基乙酸、 碳酸丙烯酯、 聚乙二醇二甲醚、 或 者其中两种或者两种以上的混合物。 例如， 当吸收剂为碳酸钾时， 在吸收 反应器内二氧化碳和碳酸钾发生反应生产碳酸氢钾。
将上述吸收反应器内的吸收了二氧化碳的二氧化碳吸收溶液增压并输 送到再生反应器中；
在再生反应器中， 来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液被加热， 生成 二氧化碳气体和二氧化碳吸收溶液； 以及
将再生反应器中生成的二氧化碳吸收溶液输送到吸收反应器中。
本发明的实施例 8提出的二氧化碳压缩方法， 采用实施例 2所述的压 缩***来实现。该方法包括多级串联的压缩过程， 每级压缩过程与实施例 6 的过程相同， 除第一压缩过程外， 其他的压缩过程中， 进入吸收反应器中 的二氧化碳气体是前一压缩过程的再生反应器所产生的二氧化碳气体。 较 佳的， 对在最后一级压缩过程的在再生反应器中产生的二氧化碳气体进行 冷凝， 形成二氧化碳液体。
本发明的实施例 9还提出一种二氧化碳压缩方法，其包括前述实施例 7 或者实施例 8所述的二氧化碳压缩方法外， 还包括热泵循环过程。参照图 4 所示的二氧化碳压缩***， 所述的热泵循环过程包括： 在所述的吸收反应 器中， 将二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液所吸收释放出的吸收热用于加 热第一热泵吸收溶液， 产生工质蒸汽； 及所述的工质蒸汽被输送到热泵吸 收器中， 并被热泵吸收器中的第二热泵吸收溶液所吸收， 释放出吸收热， 该吸收热被输送到所述的再生反应器中， 用于加热再生反应器中的二氧化 碳吸收溶液。 对于***损失的热量， 是通过外部热源来提供， 但采用上述 的热泵循环过程可以减少外部热源的用量， 从而可以有效利用热量， 提高 能源利用效率。 对于实施例 8所述的多级压缩来说， 各级压缩过程中， 二 氧化碳被吸收所产生的热量皆可被用于加热热泵循环过程中的发生过程， 用于浓缩热泵吸收溶液并产生工质蒸汽； 而热泵循环中， 工质蒸汽被吸收 时所产生的吸收热也可被用于各级再生反应器中的再生过程。
本发明实施例 10还提出了一种二氧化碳分离回收方法， 其采用实施例 5所述的二氧化碳分离回收***。该二氧化碳分离回收方法包括二氧化碳分 离过程、 二氧化碳压缩过程和热泵循环过程。
二氧化碳分离过程包括： 在吸收塔内用二氧化碳吸收溶液与燃烧烟气 接触， 使二氧化碳吸收溶液吸收烟气中的二氧化碳， 并降落到吸收塔的塔 底； 将塔底的吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收溶液输出到再生塔中并被加 热升温， 使吸收二氧化碳的吸收液分解， 形成气体和液体两相， 该气体主 要为二氧化碳气体， 并由于大量的二氧化碳形成了气态， 再生形成的液体 中的二氧化碳含量降低。
二氧化碳的压缩过程包括多级压缩， 每级压缩步骤包括： 吸收反应器 的二氧化碳吸收溶液吸收二氧化碳； 然后该二氧化碳吸收溶液被输送到再 生反应器内， 被加热分解出出气态二氧化碳和再生后的二氧化碳吸收溶液， 再生反应器的压力高于吸收反应器的压力； 再生后的二氧化碳吸收溶液被 输送回吸收反应器中。 从再生反应器内产生的二氧化碳气体被输送到下一 级压缩过程中进行压缩； 经过多级的压缩可以在随后的压缩步骤中得到高 压的二氧化碳气体； 对高压的二氧化碳气体进行冷凝， 即可得到高压的二 氧化碳液体， 从而可以更有利于二氧化碳的回收、 储存和运输。
所述的热泵循环过程包括： 在所述的吸收反应器中， 将二氧化碳气体 被二氧化碳吸收溶液所吸收释放出的吸收热用于加热第一热泵吸收溶液， 产生工质蒸汽； 及所述的工质蒸汽被输送到热泵吸收器中， 并被热泵吸收 器中的第二热泵吸收溶液所吸收， 释放出吸收热， 该吸收热被输送到所述 的再生反应器中， 用于加热再生反应器中的二氧化碳吸收溶液。 对于所述 的多级压缩来说， 各级压缩过程中， 二氧化碳被吸收所产生的热量皆可被 用于加热热泵循环过程中的发生过程， 用于浓缩热第一泵吸收溶液并产生 工质蒸汽； 而热泵循环中， 工质蒸汽被吸收时所产生的吸收热也可被用于 各级再生反应器中的再生过程。
另外， 还可以将上述二氧化碳分离过程中的再生后形成的二氧化碳气 体通入热泵发生器的第二发生换热器， 并将再生后形成的液体通入热泵发 生器的第一发生换热器， 用于加热热泵发生器中的二氧化碳吸收溶液使其 形成工质蒸汽； 上述的工质蒸汽通过蒸汽通道进入到热泵吸收器中， 被热 泵吸收器中的第二热泵吸收溶液所吸收释放吸收热， 将该吸收热通过换热 方式用于加热再沸器内的二氧化碳吸收溶液。
其中所述的热泵吸收器中的第二热泵吸收溶液与所述的热泵发生器中 的第一热泵吸收溶液的吸收剂摩尔分数之差大于 0. 1，浓度差越大越有利于 提高热泵吸收器中的温度， 从而有利于二氧化碳吸收溶液的再生； 从第一 发生换热器输出的液体返回到吸收塔顶部再次用于吸收烟气中的二氧化 碳； 对上述的第二发生换热器输出的气体进行气液分离即可得到高纯度的 二氧化碳。
本实施例 10的二氧化碳分离回收方法可以脱除烟气中 80%以上的二氧 化碳， 分离得到的二氧化碳的纯度在不计水蒸气成分的条件下 （即干气含 量） 可达 99%以上， 而经过三级压缩和冷凝后可以得到 2. 7MPa、 _10°C的二 氧化碳液体。
本发明实施例 11 还提出了一种二氧化碳分离回收方法， 与实施例 10 的分离回收方法不同之处在于， 其采用实施例 6所述的分离***。 本实施 例比实施例 10 增加了热泵发生器和热泵吸收器中热泵吸收溶液的循环步 骤， 其包括： 将热泵吸收器中的部分第二热泵吸收溶液和热泵发生器中的 部分第一热泵吸收溶液共同通入吸收剂结晶器中， 并对结晶器中的混合热 泵吸收溶液进行冷却， 从而可以形成吸收剂结晶， 然后进行固液分离； 固 液分离后得到的结晶后热泵吸收溶液导入热泵发生器中， 固液分离后的吸 收剂结晶以含结晶溶液的方式导入热泵吸收器中， 从而可以使热泵吸收器 和热泵发生器中的溶液浓度差保持在一定范围内。 本发明可以实现二氧化 碳分离过程的连续性。 在上述的吸收剂结晶器中可以通入外部冷源对对结 晶器中的混合热泵吸收溶液进行冷却。
较佳的， 在所述的结晶后热泵吸收溶液输送到热泵发生器之前， 且热 泵吸收器输出的热泵吸收溶液进行冷却之前， 所述的热泵吸收器输出的热 泵吸收溶液与所述的结晶后热泵吸收溶液进行换热。
较佳的， 在所述的吸收剂结晶输送到热泵吸收器之前， 且热泵吸收器 输出的热泵吸收溶液进行冷却之前， 所述的吸收剂结晶与所述的热泵吸收 器输出的热泵吸收溶液进行换热。
较佳的， 在所述的结晶后热泵吸收溶液输送到热泵发生器之前， 吸收 剂结晶输送到热泵吸收器之前， 且所述热泵吸收器输出的热泵吸收溶液进 行冷却之前， 所述热泵吸收器输出的热泵吸收溶液与所述的吸收剂结晶和 结晶后热泵吸收溶液进行换热。
较佳的， 在所述的结晶后热泵吸收溶液输送到热泵发生器之前， 吸收 剂结晶输送到热泵吸收器之前， 热泵吸收器输出的热泵吸收溶液进行冷却 之前， 且所述热泵发生器输出的热泵吸收溶液输送到热泵吸收器之前， 该 热泵发生器输出的吸收溶液与所述热泵吸收器输出的热泵吸收溶液混合形 成混合热泵吸收溶液， 该混合二热泵吸收溶液与所述的吸收剂结晶和结晶 后热泵吸收溶液进行换热。
经过该热交换步骤， 可以提高导入热泵吸收器和热泵发生器中的热泵 吸收溶液的温度从而可以保持热泵吸收器和热泵发生器中热泵吸收溶液的 工作温度， 同时可以降低进入到吸收剂结晶器中的热泵吸收溶液的温度， 从而可以节约冷源的用量。 较佳的， 从再生塔的塔底输送至第一发生换热 器的二氧化碳吸收溶液与从吸附塔塔底向再生塔输送的吸收液之间进行热 交换， 以提高进入再生塔的二氧化碳吸收溶液的温度， 从而进一步提高再 生塔的二氧化碳吸收溶液的再生效率。
为实现上述技术方案所必须的其他技术手段皆可采用现有技术中的技 术实现。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式 上的限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围 内。 工业应用性
本发明提出的二氧化碳分离回收***实际上是将二氧化碳化学吸收技 术与吸收式热泵循环技术有机的结合起来， 通过吸收式热泵循环的作用将 二氧化碳吸收过程放出的较低品位的吸收热提升为可用于二氧化碳吸收溶 液再生的较高品位的再生热， 从而实现大幅度减少或者无需外部冷却水和 外部驱动热源。 同时本发明采用吸收式压缩过程， 对分离得到的二氧化碳 进行压缩， 而该压缩过程通过采用余热即可进行， 大幅度省去了电力或者 其他的驱动力。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求
    1、 一种二氧化碳压缩装置， 其特征在于该装置包括： 吸收反应器、 再 生反应器、 增压泵和节流阀，
    所述的吸收反应器内充有二氧化碳吸收溶液， 用于吸收二氧化碳气体； 所述的再生反应器用于使来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液分解出 二氧化碳气体；
    所述的增压泵用于将吸收反应器的二氧化碳吸收溶液输送到再生反应 器内；
    节流阀设置在从再生反应器流向吸收反应器的管道上， 用于控制吸收 反应器和再生反应器之间的压力差；
    在吸收反应器内还设有换热器， 用于输出吸收反应的吸收热； 在再生 反应器内设有换热器， 用于提供再生反应的再生热。
    2、 一种二氧化碳压缩***， 其特征在于， 该***包括多级串联的如权 利要求 1 所述的二氧化碳压缩装置， 其中， 后一级压缩装置的吸收反应器 连接于前一级压缩装置的再生反应器。
    3、 根据权利要求 2所述的二氧化碳压缩***， 其特征在于还包括一冷 凝器， 连接于最后一级二氧化碳压缩装置的再生反应器， 用于冷凝来自该 再生反应器的二氧化碳。
    4、 根据权利要求 2或 3所述的二氧化碳压缩***， 其特征在于在所述 的吸收反应器内采用碳酸钾、 一乙醇胺、 二乙醇胺、 甲基二乙醇胺、 氨基 乙酸、 碳酸丙烯酯、 聚乙二醇二甲醚、 或者其中两种或者两种以上的混合 物来吸收二氧化碳。
    5、 一种二氧化碳压缩***， 其特征在于其包括压缩子***和热泵子系 统：
    所述压缩子***包括一级或者多级串联的压缩装置， 每级压缩装置包 括：
    吸收反应器， 用于吸收二氧化碳气体；
    再生反应器， 用于使来自吸收反应器的吸收溶液分解出二氧化碳 气体； 在压缩子***中， 后一级压缩装置的二氧化碳吸收反应器连接于前一 级压缩装置的再生反应器； 最后一级压缩装置的再生反应器连接于一个冷 凝器；
    所述热泵子***包括：
    热泵发生器， 其内填充有第一热泵吸收溶液， 在该热泵发生器内设有 发生换热器用于接收来自上述的吸收反应器的吸收热；
    热泵吸收器， 其内填充有第二热泵吸收溶液， 在该热泵吸收器内设有 吸收换热器用于向上述的再生反应器供热；
    蒸汽通道， 连通所述的热泵发生器和所述的热泵吸收器；
    所述发生换热器连接于上述各级吸收反应器内的换热器， 所述吸收换 热器连接于上述各级再生反应器内的换热器；
    所述的热泵吸收溶液由工质和吸收剂组成， 所述的工质为水、 氨、 甲 醇和乙醇其中之一或几种物质的混合物；所述的吸收剂为 LiBr、 NaBr、 KBr、 NH4Br、 MgBr2、 CaBr2、 Lil、 Nal、 KI、 NHJ、 Mgl2、 Cal2、 LiCl、 NaCl、 KC1、 NH4C1、 MgCl2、 CaCl2、 LiN03、 NaN03、 KN03、 NH4N03、 § 03) 2和 。& ( 3) 2其 中之一或几种物质的混合物。
    6、 根据权利要求 5所述的二氧化碳压缩***， 其特征在于其还包括吸 收剂结晶器， 接收来自热泵吸收器和 /或热泵发生器的热泵吸收溶液并进行 冷却， 形成吸收剂结晶和结晶后热泵吸收溶液， 所述的结晶后热泵吸收溶 液作为第一热泵吸收溶液输送至热泵发生器， 含所述吸收剂结晶的吸收溶 液作为第二热泵吸收溶液输送至热泵吸收器。
    7、 根据权利要求 5或 6所述的二氧化碳压缩***， 其特征在于其还包 括热泵吸收溶液自换热器， 用于所述的来自热泵发生器的热泵吸收溶液和 / 或来自热泵吸收器的热泵吸收溶液， 与结晶后吸收溶液和 /或吸收剂结晶或 者含吸收剂结晶的吸收溶液进行换热。
    8、 根据权利要求 5-7任一项所述的二氧化碳压缩***， 其特征在于所 述热泵发生器内还设有发生加热器， 用于加热热泵发生器内的第一热泵吸 收溶液。
    9、 一种二氧化碳分离回收***， 其特征在于其包括分离子***、 压缩 子***和热泵子***：
    所述分离子***包括： 吸收塔， 用于从含二氧化碳气体中吸收二氧化碳；
    再生塔， 用于再生二氧化碳吸收溶液；
    所述压缩子***包括一级或者多级串联的压缩装置， 每级压缩装置包 括：
    吸收反应器， 用于吸收来自分离子***的二氧化碳气体； 再生反应器， 用于使来自吸收反应器的吸收溶液分解出二氧化碳 气体；
    在压缩子***中， 后一级压缩装置的二氧化碳吸收反应器连接于前一 级压缩装置的再生反应器； 第一级压缩装置的二氧化碳吸收反应器连接于 分离子***， 用于接收二氧化碳气体； 最后一级压缩装置的再生反应器连 接于一个冷凝器；
    所述热泵子***包括：
    热泵发生器， 其内填充有第一热泵吸收溶液， 在该热泵发生器内设有 第一发生换热器和第二发生换热器， 用于接收来自上述的吸收塔和吸收反 应器的吸收热；
    热泵吸收器， 其内填充有第二热泵吸收溶液， 在该热泵吸收器内设有 吸收换热器， 用于向上述的再生塔和再生反应器供热；
    蒸汽通道， 连通所述的热泵发生器和所述的热泵吸收器；
    所述第一发生换热器连接于上述分离子***中的吸收溶液换热器和上 述压缩子***中各级吸收反应器内的换热器； 所述第二发生换热器的入口 连接于上述分离子***中再生塔顶部的气体出口；
    所述吸收换热器连接于上述分离子***中再生塔的再沸器和压缩子系 统中各级再生反应器内的换热器。
    10、 根据权利要求 9所述的二氧化碳分离回收***， 其特征在于其还 包括气液分离器， 其入口连接于上述第二发生换热器的出口； 其上部出口 连接于所述的第一级压缩装置的吸收反应器。
    11、 一种二氧化碳压缩方法， 其特征在于包括以下步骤：
    在吸收反应器中， 二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液所吸收； 将上述的吸收二氧化碳气体后的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生 反应器中；
    在再生反应器中， 来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液被加热， 生成 二氧化碳气体和再生二氧化碳吸收溶液； 以及
    将再生反应器中生成的再生二氧化碳吸收溶液减压并输送到吸收反应 器中。
    12、 一种二氧化碳压缩方法， 其特征在于包括多级串联的压缩过程， 每级压缩过程包括：
    在吸收反应器中， 二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液吸收；
    将上述吸收二氧化碳之后的二氧化碳吸收溶液增压并输送到再生反应 器中；
    在再生反应器中， 来自吸收反应器的二氧化碳吸收溶液被加热， 生成 二氧化碳气体和再生二氧化碳吸收溶液； 以及
    将再生反应器中生成的再生二氧化碳吸收溶液减压并输送到吸收反应 器中；
    除第一级压缩过程外， 其他的压缩过程中， 进入吸收反应器中的二氧 化碳气体是前一级压缩过程的再生反应器所产生的二氧化碳气体。
    13、 根据权利要求 11所述的二氧化碳压缩方法， 其特征在于， 对在最 后一级压缩过程的再生反应器中产生的二氧化碳气体进行冷凝， 形成二氧 化碳液体。
    14、 根据权利要求 11-13任一项所述的二氧化碳压缩方法， 其特征在 于还包括： 热泵循环过程， 该热泵循环过程包括：
    在所述的吸收反应器中， 将二氧化碳气体被二氧化碳吸收溶液所吸收 释放出的吸收热用于加热第一热泵吸收溶液， 产生工质蒸汽； 及
    所述的工质蒸汽被输送到热泵吸收器中， 并被热泵吸收器中的第二热 泵吸收溶液所吸收， 释放出吸收热， 该吸收热被输送到所述的再生反应器 中， 用于加热再生反应器中的二氧化碳吸收溶液。
    15、 一种二氧化碳分离回收方法， 用于从含二氧化碳的原料气中分离 回收二氧化碳， 其特征在于该方法包括二氧化碳分离过程和二氧化碳压缩 过程；
    所述的二氧化碳分离过程包括：
    在吸收塔内用二氧化碳吸收溶液与原料气接触， 使二氧化碳吸收溶液 吸收原料气中的二氧化碳；
    吸收二氧化碳后的二氧化碳吸收溶液输出到再生塔中并被加热升温， 使吸收二氧化碳的二氧化碳吸收液分解， 形成二氧化碳气体和吸收溶液两 相；
    所述的二氧化碳压缩过程为权利要求 14所述的二氧化碳压缩方法， 对 上述再生塔内形成的二氧化碳气体进行压缩。
    16、 根据权利要求 15所述的二氧化碳分离回收方法， 其特征在于： 在进行二氧化碳压缩过程之前， 将再生塔内形成的二氧化碳气体和吸收溶 液先分别输送到热泵发生器内， 用于加热热泵发生器内的热泵吸收溶液。
    17、 根据权利要求 16所述的二氧化碳分离回收方法， 其特征在于， 在 热泵循环过程中， 热泵吸收器中产生的吸收热的一部分被输送到再生塔中 用于加热再生塔内的二氧化碳吸收溶液。
    18、 根据权利要求 15所述的二氧化碳分离回收方法， 其特征在于， 对 热泵发生器内的部分热泵吸收溶液和 /或热泵吸收器内的部分热泵吸收溶 液进行冷却， 形成吸收剂结晶和结晶后热泵吸收溶液； 将所述的吸收剂结 晶或者含吸收剂结晶的吸收溶液作为第二热泵吸收溶液输送到热泵吸收器 中， 将所述的结晶后热泵吸收溶液作为第一热泵吸收溶液输送到热泵发生 器中。
    19、 根据权利要求 15所述的二氧化碳分离回收方法， 其特征在于其中 所述的后一级吸收反应器内二氧化碳吸收溶液的吸收剂的转化度比前一级 吸收反应器内的二氧化碳吸收溶液的吸收剂的转化度大 0. 1以上。
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