一种二氧化碳压缩装置及方法、二氧化碳分离回收系统及方法被公开。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。
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系统,其特征在于,该系统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系统,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系统,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系统,其特征在于其包括压缩子系统和热泵子系统: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;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;在压缩子系统中,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;所述热泵子系统包括: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、LiI、NaI、KI、NH₄I、MgI₂、CaI₂、LiCl、NaCl、KCl、NH₄Cl、MgCl₂、CaCl₂、LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、NH₄NO₃、Mg(NO₃)₂和Ca(NO₃)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系统,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系统,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或6所述的二氧化碳压缩系统,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.根据权利要求7所述的二氧化碳压缩系统,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。
10.一种二氧化碳分离回收系统,其特征在于其包括分离子系统、压缩子系统和热泵子系统:所述分离子系统包括: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系统的二氧化碳气体;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;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;在压缩子系统中,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系统,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;所述热泵子系统包括: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系统中的吸收溶液换热器和上述压缩子系统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系统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系统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。
11.根据权利要求10所述的二氧化碳分离回收系统,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。
12.一种如权利要求1所述的二氧化碳压缩装置的二氧化碳压缩方法,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。
13.一种如权利要求2至9中任一项所述的二氧化碳压缩系统的二氧化碳压缩方法,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。
14.根据权利要求13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。
15.根据权利要求12-14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。
16.一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。
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。
18.根据权利要求17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。
19.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,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。
20.根据权利要求16所述的二氧化碳分离回收方法,其特征在于其中所述多级串联的压缩过程相邻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。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系统及方法。
背景技术
CO₂等温室气体的大量排放是造成全球气候变暖的一个重要原因。因此,CO₂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CO₂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CO₂的脱除技术中,用氨水喷淋火电站锅炉排烟烟气来吸收CO₂,不仅可以达到CO₂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CO₂重新返回大气,故这种CO₂减排方法的应用还需进一步研究。CO₂的脱除技术还有CaO碳酸化-煅烧循环的CO₂分离(CCR)技术、高分子膜脱除CO₂、O₂/CO₂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CO₂的脱除技术中,很重要的一种方法是采用溶液吸收法脱除CO₂。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CO₂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CO₂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-CO₂,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系统以及分离回收方法,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系统,该系统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,该系统还包括一冷凝器,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系统,其包括压缩子系统和热泵子系统: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;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;在压缩子系统中,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;所述热泵子系统包括: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、NH₄Br、MgBr₂、CaBr₂、LiI、NaI、KI、NH₄I、MgI₂、CaI₂、LiCl、NaCl、KCl、NH₄Cl、MgCl₂、CaCl₂、LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、NH₄NO₃、Mg(NO₃)₂和Ca(NO₃)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系统,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系统,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系统,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系统,包括分离子系统、压缩子系统和热泵子系统:所述分离子系统包括: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系统的二氧化碳气体;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;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;在压缩子系统中,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系统,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;所述热泵子系统包括: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系统中的吸收溶液换热器和上述压缩子系统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系统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系统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。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系统,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,所述多级串联的压缩过程相邻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CO₂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系统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系统相比,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的二氧化碳压缩装置的示意图。图2是本发明实施例2的二氧化碳压缩系统的示意图。图3是本发明实施例3的二氧化碳压缩系统的示意图。图4是本发明实施例4的二氧化碳压缩系统的示意图。图5是本发明实施例5的二氧化碳分离回收系统的示意图。图6是本发明实施例6的二氧化碳分离回收系统的示意图。图7是现有二氧化碳分离回收系统的示意图。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系统其具体实施方式、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系统,该系统包括多级如实施例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系统,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系统,该系统包括热泵子系统和前述实施例1所述的二氧化碳压缩装置。所述热泵子系统包括: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、LiI、NaI、KI、NH₄I、MgI₂、CaI₂、LiCl、NaCl、KCl、NH₄Cl、MgCl₂、CaCl₂、LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、NH₄NO₃、Mg(NO₃)₂和Ca(NO₃)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系统,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系统应用于实施例2或者实施例3的二氧化碳压缩系统,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系统具有良好的能源利用效率。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系统的示意图。该二氧化碳分离回收系统主要包括:分离子系统、热泵子系统和压缩子系统,分离子系统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,所述的压缩子系统用于将由分离子系统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,所述的热泵子系统用于向分离子系统和压缩子系统提供热量。所述的分离子系统包括: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SOx、NOx等酸性气体成分。所述分离子系统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。所述的热泵子系统包括: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,以补偿由于系统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。所述的压缩子系统,用于将所述分离子系统得到的高浓度的二氧化碳气体进行压缩。该压缩子系统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。在压缩子系统中的各个吸收反应器内的换热器连接于热泵子系统的发生换热器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。所述的热泵子系统中的吸收换热器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系统的示意图。与上述的实施例5的分离回收系统相比,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11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系统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所述的压缩系统来实现。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系统,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。对于系统损失的热量,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系统。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所述的分离系统。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系统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。