本技术介绍了一种结合高温热泵和胺法的天然气脱碳工艺。该工艺由天然气吸收、解吸模块及高温热泵供热模块构成,通过压缩和冷却天然气后,使其与贫胺溶液在吸收塔中接触,实现高效碳捕集。
背景技术
随着全球对可再生能源的依赖度逐渐增加,天然气作为清洁能源的角色虽重要,但长远来看,其脱碳技术的发展是实现全面去碳化、向更加清洁和可持续的能源体系过渡的关键一环。通过技术创新降低天然气使用中的碳足迹,有助于加速能源结构从化石燃料向非化石燃料的转变。利用油田资源支持清洁能源替代,可实现油气勘探开发过程中的节能减排和降本增效,是推动油气行业绿色转型的重要措施。国内外多家大型油气公司已在利用风电、光伏发电、地热能供给油气生产。然而,在多种新能源引入后,传统的油气勘探开发用能场景及能源管控模式难以满足油气与新能源深度融合的需要,亟待开展油气与新能源的生产调度、消纳场景、储能手段,油气-多能协同智能运行管控等方面的综合设计与详细研究。
化学吸收法是一种常用于脱除天然气中二氧化碳(CO2
)的成熟技术,其主要优点在于高效性和选择性。该方法通过将天然气通入装有吸收剂的塔内,利用化学反应将CO2
从天然气中分离出来。常用的吸收剂包括胺类溶液,如单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和甲醇胺(MDEA)。这些胺类化合物具有较高的吸收能力,可以有效地将CO2
从天然气中去除,适用于需要高纯度天然气或CO2
去除量较大的场合。化学吸收法的另一优点是其操作稳定性好,可以适应较大范围的进气CO2
浓度变化。
然而,化学吸收法也存在一些缺点。首先,吸收过程需要较高的能量输入,主要用于再生吸收剂。这是因为胺类吸收剂在吸附CO2
后需要通过加热再生,释放出CO2
并使吸收剂恢复其吸收能力。这一再生过程消耗大量热能,增加了操作成本。其次,胺类溶液容易产生腐蚀和降解,导致设备的维护和更换成本上升。此外,化学吸收法的设备投资较高,适用于规模较大的处理设施,对于小规模或流量波动大的应用场合可能不够经济。因次在使用化学吸收法脱碳时需要重点考虑再生能耗问题。
本发明在研究其他发明专利的前提下,首次使用高温热泵技术,对化学吸收法胺法脱碳流程中的再生能耗进行降能研究。
实现思路