一種二氧化碳捕集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于燃煤鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)及工業(yè)窯爐等產(chǎn)生的煙氣中低濃度CO2的捕集，特別涉及一種二氧化碳捕集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全球氣候變化問題日益嚴(yán)峻，已經(jīng)成為威脅人類可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，削減溫室氣體排放以減緩氣候變化成為當(dāng)今國(guó)際社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。相關(guān)研宄表明，我國(guó)超過50 %的二氧化碳排放來自于燃煤電廠的火力發(fā)電。燃煤電廠煙氣排放量大，并且相對(duì)集中，基于燃煤電廠開發(fā)的碳捕集技術(shù)是二氧化碳減排的重要途徑之一。
[0003]利用醇胺溶液從煙氣中進(jìn)行二氧化碳捕集的技術(shù)在化工行業(yè)已經(jīng)成熟，類似的技術(shù)已在燃煤電廠展開多個(gè)示范。但是，由于電站煙氣具有氣量大，分壓低等特點(diǎn)，該技術(shù)運(yùn)用于電站最大的問題是能耗高，蒸汽消耗量大。要減少能量消耗，提高效率，需要通過開發(fā)新型的碳捕集系統(tǒng)及子系統(tǒng)來降低運(yùn)營(yíng)成本，提高該技術(shù)的可大規(guī)模推廣性。
[0004]試驗(yàn)研宄發(fā)現(xiàn)，對(duì)于傳統(tǒng)的二氧化碳捕集技術(shù)，二氧化碳在再生過程中，由于再生不徹底，有約40%的二氧化碳得不到釋放而隨著溶液進(jìn)入吸收塔，造成溶液吸收能力不夠，若要保證相同二氧化碳產(chǎn)量，必定要增加溶液循環(huán)量及蒸汽消耗量，不僅增加了電耗還增加了單位二氧化碳的捕集蒸汽熱耗，造成系統(tǒng)系統(tǒng)整體能耗大；同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)蒸汽對(duì)溶液只有一次放熱，熱量利用不充分，并且對(duì)部分冷卻水經(jīng)高溫?fù)Q熱后的低品位熱量未加以利用，也是系統(tǒng)能耗較高的原因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種二氧化碳捕集裝置，該系統(tǒng)可用于燃煤、燃?xì)怆娬緹煹罋夂突ゎI(lǐng)域低分壓二氧化碳捕集，優(yōu)化了醇胺吸收法捕集二氧化碳的工藝，具有充分利用蒸汽一次放熱后的低品位熱量，溶液再生充分，系統(tǒng)能耗低等特點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種二氧化碳捕集裝置，包括與煙氣流量調(diào)節(jié)閥I連通的吸收塔2，吸收塔2底部經(jīng)過富液泵3、富液流量調(diào)節(jié)閥4、貧富液換熱器5、富液再熱器6、與富液閃蒸罐7連通，富液閃蒸罐7頂部的氣體出口與再生塔9上端連通，富液閃蒸罐7下端的富液與再生塔9上填料段連通，再生氣由再生塔9頂部排氣口與再生氣冷卻換熱器10 —端連通，再生氣冷卻換熱器10另一端連通再生氣分離罐11，再生氣分離罐11頂部氣體出口與后續(xù)氣體壓縮液化工段連通。
[0008]所述的再生塔9底部設(shè)有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口與來自蒸汽管網(wǎng)的低壓蒸汽連通，再沸器8的出口和富液再熱器6的蒸汽冷卻汽/液入口連通，富液再熱器6的蒸汽冷卻液出口與冷凝水箱17連通。
[0009]所述冷凝水箱17冷凝液出口與熱泵機(jī)組一 18熱端入口連通，熱泵機(jī)組一 18熱端出口連通熱泵機(jī)組二 12冷端入口相連，熱泵機(jī)組二 12冷端出口連通蒸汽冷凝水管網(wǎng)，熱泵機(jī)組二 12熱端與再生塔9底部連通。
[0010]所述再生塔9底部的貧液出口與貧富液換熱器5的貧液入口管路連通，貧富液換熱器5的貧液出口與貧液泵13連通，貧液泵13出口通過貧液流量調(diào)節(jié)閥14與熱泵機(jī)組一18冷端入口連通，熱泵機(jī)組一 18冷端出口經(jīng)貧液冷卻器15與吸收塔2貧液入口連通。
[0011]所述熱泵機(jī)組一 18與熱泵機(jī)組二 12均為吸收式熱泵。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將熱泵系統(tǒng)與二氧化碳捕集系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用低壓蒸汽熱量，低壓蒸汽對(duì)再生塔底的富液進(jìn)行一次放熱后通過富液再熱器對(duì)富液再熱，把再次放熱后的蒸汽冷卻液收集進(jìn)冷凝水箱，將冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口與熱泵機(jī)組一熱端相連，再將貧液泵出口與熱泵機(jī)組一冷端相連，利用熱泵機(jī)組一在給貧液降溫的同時(shí)加熱蒸汽冷凝水，熱泵機(jī)組一的熱端出口再與熱泵機(jī)組二的冷端相連，熱泵機(jī)組二的熱端與再生塔底部連通，用熱泵機(jī)組二熱端的熱量來解吸富液，使蒸汽冷凝液的低品位熱量得到高效利用，并能降低低壓蒸汽的需求量及貧液的冷卻負(fù)荷，達(dá)到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系統(tǒng)整體能耗降低的目的。
【附圖說明】
[0013]附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的說明。
[0015]參照附圖，一種二氧化碳捕集裝置，包括與煙氣流量調(diào)節(jié)閥I連通的吸收塔2，吸收塔2底部經(jīng)過富液泵3、富液流量調(diào)節(jié)閥4、貧富液換熱器5、富液再熱器6、與富液閃蒸罐7連通，由吸收塔2出來的富液經(jīng)富液泵3富液，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥4再通過貧富液換熱器5換熱，富液再熱器6再熱，最后進(jìn)入富液閃蒸罐7，富液閃蒸罐7頂部的氣體出口與再生塔9上端連通，富液閃蒸罐7下端的富液與再生塔9上填料段連通，再生氣由再生塔9頂部排氣口與再生氣冷卻換熱器10 —端連通，再生氣冷卻換熱器10另一端連通再生氣分離罐11，再生塔9產(chǎn)生的再生氣由再生塔9頂部排出與再生氣冷卻換熱器10連通，氣體經(jīng)換熱后進(jìn)入再生氣分離罐11，再生氣分離罐11頂部氣體出口與后續(xù)氣體壓縮液化工段連通。
[0016]所述的再生塔9底部設(shè)有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口與來自蒸汽管網(wǎng)的低壓蒸汽連通，再沸器8的出口和富液再熱器6的蒸汽冷卻汽/液入口連通，富液再熱器6的蒸汽冷卻液出口與冷凝水箱17連通。
[0017]所述冷凝水箱17冷凝液出口與熱泵機(jī)組一 18熱端入口連通，熱泵機(jī)組一 18熱端出口連通熱泵機(jī)組二 12冷端入口相連，熱泵機(jī)組二 12冷端出口連通蒸汽冷凝水管網(wǎng)，熱泵機(jī)組二 12熱端與再生塔9底部連通。冷凝液經(jīng)熱泵機(jī)組一 18后再經(jīng)過熱泵機(jī)組二 12冷端放熱后返回蒸汽冷凝水管網(wǎng)，熱泵機(jī)組二 12熱端與再生塔9底部連通。
[0018]所述再生塔9底部的貧液出口與貧富液換熱器5的貧液入口管路連通，貧富液換熱器5的貧液出口與貧液泵13連通，貧液泵13出口通過貧液流量調(diào)節(jié)閥14與熱泵機(jī)組一18冷端入口連通，熱泵機(jī)組一 18冷端出口經(jīng)貧液冷卻器15與吸收塔2貧液入口連通，放熱后的貧液再經(jīng)貧液冷卻器15換熱后進(jìn)入吸收塔2貧液入口。
[0019]所述熱泵機(jī)組一 18與熱泵機(jī)組二 12均為吸收式熱泵。
[0020]本實(shí)用新型的工藝過程和原理為:
[0021]經(jīng)脫硫脫硝后的凈煙氣通過煙氣流量調(diào)節(jié)閥I調(diào)節(jié)流量進(jìn)入吸收塔2，煙氣與噴淋而下的吸收劑形成逆流接觸，吸收過二氧化碳的富液從吸收塔2底部經(jīng)富液泵3打至貧富液換熱器5與貧液換熱后進(jìn)入富液再熱器6進(jìn)行再熱，再進(jìn)入富液閃蒸罐7回收熱量，富液閃蒸罐7頂部氣體出口與再生塔9頂部連通，與再生塔9頂部的再生氣一同經(jīng)再生冷卻換熱器10換熱降溫，經(jīng)再生氣分離罐11氣液分離后，成品二氧化碳?xì)膺M(jìn)入后續(xù)壓縮液化工段，富液閃蒸罐7底部的富液進(jìn)入再生塔填料段上端進(jìn)行解吸再生。
[0022]來自吸收塔2底部吸收二氧化碳后的富液經(jīng)貧富液換熱器5再經(jīng)富液再熱器6再熱之后進(jìn)入富液閃蒸罐7回收能量，富液閃蒸罐7底部富液從再生塔9填料段上端進(jìn)入再生塔再生，氣體部分從富液閃蒸罐7頂部進(jìn)入再生塔9頂部與再生塔9頂部再生氣一同經(jīng)再生冷卻換熱器10換熱降溫，經(jīng)再生氣分離罐11氣液分離后，成品二氧化碳?xì)膺M(jìn)入后續(xù)壓縮液化工段。
[0023]再生塔9底部的貧液去往貧富液換熱器5與富液換熱后經(jīng)貧液泵13進(jìn)入熱泵機(jī)組一 18冷端放熱，再經(jīng)貧液冷卻換熱器15換熱后進(jìn)入吸收塔2填料段上端，進(jìn)行二氧化碳吸收。
[0024]冷凝水箱17冷凝液出口與熱泵機(jī)組一 18熱端連通，再經(jīng)過熱泵機(jī)組二 12冷端放熱后返回冷凝水箱17，熱泵機(jī)組二 12熱端與再生塔9底部連通，利用熱泵機(jī)組一 18使貧液降溫，并使蒸汽冷凝液升溫至95°C左右，再利用熱泵機(jī)組二使蒸汽冷凝液釋放熱量，使熱泵機(jī)組二熱端工質(zhì)升溫至120°C左右，從而達(dá)到用熱泵機(jī)組二熱端工質(zhì)熱量解吸富液的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，包括與煙氣流量調(diào)節(jié)閥(I)連通的吸收塔(2)，吸收塔(2)底部經(jīng)過富液泵(3)、富液流量調(diào)節(jié)閥(4)、貧富液換熱器(5)、富液再熱器(6)、與富液閃蒸罐(7)連通，富液閃蒸罐(7)頂部的氣體出口與再生塔(9)上端連通，富液閃蒸罐(7)下端的富液與再生塔(9)上填料段連通，再生氣由再生塔(9)頂部排氣口與再生氣冷卻換熱器(10) —端連通，再生氣冷卻換熱器(10)另一端連通再生氣分離罐(11)，再生氣分離罐(11)頂部氣體出口與后續(xù)氣體壓縮液化工段連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述的再生塔(9)底部設(shè)有再沸器(8)，再沸器(8)的蒸汽入口與來自蒸汽管網(wǎng)的低壓蒸汽連通，再沸器(8)的出口和富液再熱器出)的蒸汽冷卻汽/液入口連通，富液再熱器出)的蒸汽冷卻液出口與冷凝水箱(17)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述冷凝水箱(17)冷凝液出口與熱泵機(jī)組一(18)熱端入口連通，熱泵機(jī)組一(18)熱端出口連通熱泵機(jī)組二(12)冷端入口相連，熱泵機(jī)組二(12)冷端出口連通蒸汽冷凝水管網(wǎng)，熱泵機(jī)組二(12)熱端與再生塔(9)底部連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述再生塔(9)底部的貧液出口與貧富液換熱器(5)的貧液入口管路連通，貧富液換熱器(5)的貧液出口與貧液泵(13)連通，貧液泵(13)出口通過貧液流量調(diào)節(jié)閥(14)與熱泵機(jī)組一(18)冷端入口連通，熱泵機(jī)組一(18)冷端出口經(jīng)貧液冷卻器(15)與吸收塔(2)貧液入口連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述熱泵機(jī)組一(18)與熱泵機(jī)組二(12)均為吸收式熱泵。
【專利摘要】一種二氧化碳捕集裝置，將熱泵系統(tǒng)與二氧化碳捕集系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用低壓蒸汽熱量，低壓蒸汽對(duì)再生塔底的富液進(jìn)行一次放熱后通過富液再熱器對(duì)富液再熱，把再次放熱后的蒸汽冷卻液收集進(jìn)冷凝水箱，將冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口與熱泵機(jī)組一熱端相連，再將貧液泵出口與熱泵機(jī)組一冷端相連，利用熱泵機(jī)組一在給貧液降溫的同時(shí)加熱蒸汽冷凝水，熱泵機(jī)組一的熱端出口再與熱泵機(jī)組二的冷端相連，熱泵機(jī)組二的熱端與再生塔底部連通，用熱泵機(jī)組二熱端的熱量來解吸富液，本實(shí)用新型使蒸汽冷凝液的低品位熱量得到高效利用，并能降低低壓蒸汽的需求量及貧液的冷卻負(fù)荷，達(dá)到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系統(tǒng)整體能耗降低的目的。
【IPC分類】B01D53-18, C01B31-20
【公開號(hào)】CN204337980
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420674910
【發(fā)明人】尚航, 牛紅偉, 劉練波, 郭東方, 王昊
【申請(qǐng)人】中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司, 中國(guó)華能集團(tuán)公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日