本发明属于节能减排，具体涉及一种多级补气式碳捕集系统及方法。
背景技术：
1、钢铁、电厂、水泥和建筑等大型固定碳排放源是目前实施碳捕集的重点对象，由于其烟气具有co2分压低、流量大等特征，常用化学吸收法对其进行捕集。然而化学吸收法在实际应用过程中存在着再生能耗高、易腐蚀设备以及成本高等问题，极大地限制了工业应用。
2、为了降低化学吸收法的捕集成本，研究人员对捕集工艺内部吸收系统和再生系统进行热量整合和工艺优化改进，采取的主要措施有级间冷却工艺、富液分级流工艺以及mvr工艺。然而，级间冷却工艺虽然在一定程度上可以促进吸收反应的进行，增加吸收塔出口的富液负载，降低再生能耗，但由于增加了一个冷却器，所以增多了对冷却水的需求。而富液分级流工艺则会导致贫富液换热器冷热端流量差距较大，对换热温差具有较大影响，需要合理选取高性能的换热器设备。mvr工艺则需要增设压缩机对闪蒸蒸汽进行进一步的压缩，消耗一定量的电功。上述三种优化工艺均需要消耗一部分能量。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供了一种多级补气式碳捕集系统及方法，在不增设任何耗能设备的情况下，实现再生能耗的降低。
2、本发明采用如下技术方案来实现的：
3、一种多级补气式碳捕集系统，包括：
4、吸收塔和多级补气装置，多级补气装置用于对吸收塔塔高方向上烟气流量及成分展开实时监测，并对吸收塔内烟气进行及时补充，以提升吸收塔内部co2分压。
5、本发明进一步的改进在于，吸收塔在塔高方向上分为多级，多级补气装置用于对吸收塔采取单级或多级补气操作。
6、本发明进一步的改进在于，多级补气装置包括实时监测装置以及补气装置，实时监测装置用于实时监测吸收塔内部不同高度位置的烟气流量以及co2含量，补气装置根据具体情况对吸收塔采取单级或多级补气操作。
7、本发明进一步的改进在于，多级补气装置采用的补充气为与主烟气温度及各组分浓度均相同的烟气。
8、本发明进一步的改进在于，还包括解吸塔、贫富液换热器、溶液补充装置和换热器。
9、吸收塔的底部吸附剂出口连通至贫富液换热器的富液进口，贫富液换热器的富液出口连通至解吸塔的进口，解吸塔的出口连通至贫富液换热器的贫液进口，贫富液换热器的贫液出口依次通过溶液补充装置和换热器连通至吸收塔的顶部吸附剂进口。
10、本发明进一步的改进在于，吸收塔的底部吸附剂出口处设置有循环泵。
11、本发明进一步的改进在于，溶液补充装置出口处设置有补给泵。
12、一种多级补气式碳捕集方法，包括：
13、含有二氧化碳的烟气从吸收塔的底部输入，与从吸收塔顶部喷洒而下的吸收剂在塔内发生反应，多级补气装置实时监测吸收塔内部不同高度位置的烟气流量以及co2含量，根据具体情况对吸收塔采取单级或多级补气操作。
14、本发明进一步的改进在于，还包括：
15、富含二氧化碳的吸收剂从吸收塔的底部流出，经过贫富液换热器加热处理后进入解吸塔的顶部进行解吸再生，完成解吸的贫液从解吸塔底部流出，再经过贫富液换热器进行冷却处理，然后在溶液补充装置中进行补充，在换热器中被冷却后送至吸收塔的顶部，实现吸收剂的循环使用。
16、本发明进一步的改进在于，多级补气装置采用的补充气为与主烟气温度及各组分浓度均相同的烟气。
17、相较于现有技术，本发明至少具有如下有益的技术效果：
18、本发明将吸收塔分为多段，在传统碳捕集系统的基础上，增设多级补气装置，补充气为与主烟气温度及各组分浓度均相同的烟气，通过在吸收塔单个或多个高度位置进行补气操作，提高了吸收塔烟气中co2的浓度，在最大程度上提高了吸收剂的吸收效率，实现了降低再生能耗的目的。同时，本发明利用多级补气装置的设置，加剧了吸收塔内的扰动，促进了烟气与溶液的充分接触，提高吸收塔底部富液负载，最终降低再生能耗。除此之外，由于补充气体的温度低于吸收塔内的温度，因此实现了塔内的冷却，达到了级间冷却的目的，进一步促进了co2的吸收。
1.一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，包括吸收塔(1)和多级补气装置(8)，多级补气装置(8)用于对吸收塔(1)塔高方向上烟气流量及成分展开实时监测，并对吸收塔(1)内烟气进行及时补充，以提升吸收塔(1)内部co2分压。
2.根据权利要求1所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，吸收塔(1)在塔高方向上分为多级，多级补气装置(8)用于对吸收塔(1)采取单级或多级补气操作。
3.根据权利要求2所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，多级补气装置(8)包括实时监测装置以及补气装置，实时监测装置用于实时监测吸收塔(1)内部不同高度位置的烟气流量以及co2含量，补气装置根据具体情况对吸收塔(1)采取单级或多级补气操作。
4.根据权利要求2所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，多级补气装置(8)采用的补充气为与主烟气温度及各组分浓度均相同的烟气。
5.根据权利要求1所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，还包括解吸塔(2)、贫富液换热器(4)、溶液补充装置(5)和换热器(7)；
6.根据权利要求5所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，吸收塔(1)的底部吸附剂出口处设置有循环泵(3)。
7.根据权利要求5所述的一种多级补气式碳捕集系统，其特征在于，溶液补充装置(5)出口处设置有补给泵(6)。
8.一种多级补气式碳捕集方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种多级补气式碳捕集方法，其特征在于，还包括：
10.根据权利要求8所述的一种多级补气式碳捕集方法，其特征在于，多级补气装置(8)采用的补充气为与主烟气温度及各组分浓度均相同的烟气。
