煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統的制作方法

本發明涉及碳捕集，具體涉及一種煙氣凈化與碳捕集耦合系統。

背景技術：

1、吸附劑的吸附能力在低溫環境下成倍數提升，與常規的高溫煙氣吸附相比極大提升了吸附凈化率，相關技術中燃煤鍋爐排出的煙氣通過低溫吸附脫硫脫硝凈化處理后，再將凈化后的煙氣通入ccus系統中進行碳捕集、利用和封存，以減少大氣中的二氧化碳濃度，從而減緩二氧化碳對全球變暖和氣候變化的影響。由于低溫吸附后的煙氣溫度很低，在零度以下，而碳捕集吸收劑吸收二氧化碳的適宜溫度通常在40℃左右，如果溫度過低，吸收劑的化學反應速率會減慢，吸收效率會下降。因此，需要對低溫吸附后的煙氣進行升溫，這將導致系統整體能耗較高。

技術實現思路

1、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的實施例提出一種系統整體能耗低的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統。

2、本發明的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統包括吸附塔、第一換熱器、吸收再生塔和吸收塔，所述吸附塔具有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口用于零度以下的低溫煙氣進入所述吸附塔內；第一換熱器具有第一熱側進口、第一熱側出口、第一冷側進口和第一冷側出口，所述第一冷側進口與所述煙氣出口連通，以接收所述煙氣出口排出的吸附后的凈煙氣；

3、所述吸收再生塔具有富液進口和貧液出口，所述貧液出口與所述第一熱側進口連通，所述貧液出口排出的貧液吸收劑在所述第一換熱器內與所述煙氣出口排出的凈煙氣進行換熱；

4、所述吸收塔具有進煙口、出煙口、貧液進口和富液出口，所述進煙口與所述第一冷側出口連通，以接受所述第一冷側出口排出的換熱后的凈煙氣，所述貧液進口與所述第一熱側出口連通，以接受所述第一熱側出口排出的換熱后的貧液吸收劑，所述富液出口與所述富液進口連通，以將所述富液出口排出的富液吸收劑輸送至所述吸收再生塔內進行解吸再生，所述出煙口用于排出所述吸收塔吸收后的凈煙氣。

5、可選地，本發明實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統還包括第二換熱器，所述第二換熱器具有第二熱側進口、第二熱側出口、第二冷側進口和第二冷側出口，所述第二熱側進口和所述第二熱側出口分別與所述貧液出口和所述第一熱側進口連通，所述第二冷側進口和所述第二冷側出口分別與所述富液出口和所述富液進口連通，所述貧液出口排出的貧液吸收劑在所述第二換熱器內與所述富液出口排出的富液吸收劑進行換熱，所述第二換熱器換熱后的貧液吸收劑進入所述第一換熱器內，所述第二換熱器內換熱后的富液吸收劑進入所述吸收再生塔內。

6、可選地，所述吸收塔具有在上下方向上布置的噴淋腔和吸收腔，所述進煙口、所述貧液進口和所述富液出口均與所述吸收腔連通，所述出煙口與所述噴淋腔連通，所述吸收腔吸收后的凈煙氣輸送至所述噴淋腔內，所述噴淋腔用于對吸收后的凈煙氣進行噴淋，所述出煙口用于排出噴淋后的凈煙氣。

7、可選地，所述噴淋腔與所述吸收腔之間設有隔板，所述隔板上設有沿上下方向延伸的輸煙管，所述輸煙管的兩端口分別與所述吸收腔和所述噴淋腔連通，所述輸煙管的出口上設有升氣帽，所述噴淋腔內的噴淋液的液位位于所述升氣帽的下方。

8、可選地，所述噴淋腔內設有噴淋裝置，所述噴淋裝置具有噴淋液進口和噴頭，所述吸收塔上具有與所述噴淋腔連通的噴淋液出口；

9、本發明實施例的所述煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統還包括第三換熱器，所述第三換熱器具有第三熱側進口、第三熱側出口、第三冷側進口和第三冷側出口，所述第三熱側進口和所述第三熱側出口分別與所述噴淋液出口和所述噴淋液進口連通，所述第三冷側進口和所述第三冷側出口分別與所述第一冷側出口和所述進煙口連通，所述噴淋液出口排出的噴淋液在所述第三換熱器內與所述第一冷側出口排出的凈煙氣換熱后回流至所述噴淋液進口。

10、可選地，所述噴淋液出口與所述第三熱側進口之間設有第一管路，所述第一管路上設有噴淋液循環泵。

11、可選地，所述第一管路上設有流量控制閥，所述流量控制閥用于控制所述第一管路中噴淋液的流量大小。

12、可選地，本發明實施例的所述煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統還包括噴淋冷卻塔，所述噴淋冷卻塔具有熱煙氣進口和冷煙氣出口，所述冷煙氣出口與所述煙氣進口連通，所述噴淋冷卻塔用于將煙氣冷卻至零度以下并輸送至所述吸附塔內。

13、可選地，所述噴淋冷卻塔將所述煙氣冷卻至-25℃--5℃。

14、可選地，本發明實施例的所述煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統還包括吸附再生塔，所述吸附再生塔與所述吸附塔連通，用于將在所述吸附塔內吸附飽和的吸附劑加熱解吸再生并將再生后的吸附劑輸送至所述吸附塔內。

15、本發明的將煙氣的低溫吸附與碳捕集的結合，通過熱交換的方式，在提高了低溫吸附后凈煙氣的溫度的同時，還降低了吸收再生塔排出的貧液吸收劑的溫度，使得煙氣和貧液吸收劑都能夠處于較佳的吸收溫度，避免煙氣溫度過低以及貧液吸收劑溫度過高對煙氣碳捕集所產生的負面影響，提高了吸收劑的效率和性能，有助于實現更高效的碳捕集。系統可以減少甚至避免采用外供熱源和冷源的需求，降低了系統消耗，節省系統運行成本。

技術特征：

1.一種煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，還包括第二換熱器，所述第二換熱器具有第二熱側進口、第二熱側出口、第二冷側進口和第二冷側出口，所述第二熱側進口和所述第二熱側出口分別與所述貧液出口和所述第一熱側進口連通，所述第二冷側進口和所述第二冷側出口分別與所述富液出口和所述富液進口連通，所述貧液出口排出的貧液吸收劑在所述第二換熱器內與所述富液出口排出的富液吸收劑進行換熱，所述第二換熱器換熱后的貧液吸收劑進入所述第一換熱器內，所述第二換熱器內換熱后的富液吸收劑進入所述吸收再生塔內。

3.根據權利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述吸收塔具有在上下方向上布置的噴淋腔和吸收腔，所述進煙口、所述貧液進口和所述富液出口均與所述吸收腔連通，所述出煙口與所述噴淋腔連通，所述吸收腔吸收后的凈煙氣輸送至所述噴淋腔內，所述噴淋腔用于對吸收后的凈煙氣進行噴淋，所述出煙口用于排出噴淋后的凈煙氣。

4.根據權利要求3所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述噴淋腔與所述吸收腔之間設有隔板，所述隔板上設有沿上下方向延伸的輸煙管，所述輸煙管的兩端口分別與所述吸收腔和所述噴淋腔連通，所述輸煙管的出口上設有升氣帽，所述噴淋腔內的噴淋液的液位位于所述升氣帽的下方。

5.根據權利要求4所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述噴淋腔內設有噴淋裝置，所述噴淋裝置具有噴淋液進口和噴頭，所述吸收塔上具有與所述噴淋腔連通的噴淋液出口；

6.根據權利要求5所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述噴淋液出口與所述第三熱側進口之間設有第一管路，所述第一管路上設有噴淋液循環泵。

7.根據權利要求6所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述第一管路上設有流量控制閥，所述流量控制閥用于控制所述第一管路中噴淋液的流量大小。

8.根據權利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，還包括噴淋冷卻塔，所述噴淋冷卻塔具有熱煙氣進口和冷煙氣出口，所述冷煙氣出口與所述煙氣進口連通，所述噴淋冷卻塔用于將煙氣冷卻至零度以下并輸送至所述吸附塔內。

9.根據權利要求8所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，所述噴淋冷卻塔將所述煙氣冷卻至-25℃--5℃。

10.根據權利要求8所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，其特征在于，還包括吸附再生塔，所述吸附再生塔與所述吸附塔連通，用于將在所述吸附塔內吸附飽和的吸附劑加熱解吸再生并將再生后的吸附劑輸送至所述吸附塔內。

技術總結
本發明涉及碳捕集技術領域且公開了一種煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，包括吸附塔、第一換熱器、吸收再生塔和吸收塔。本發明的實施例的將煙氣的低溫吸附與碳捕集的結合，通過熱交換的方式，在提高了低溫吸附后凈煙氣的溫度的同時，還降低了吸收再生塔排出的貧液吸收劑的溫度，使得煙氣和貧液吸收劑都能夠處于較佳的吸收溫度，避免煙氣溫度過低以及貧液吸收劑溫度過高對煙氣碳捕集所產生的負面影響，提高了吸收劑的效率和性能，有助于實現更高效的碳捕集。本發明的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統，可以減少甚至避免采用外供熱源和冷源的需求，降低了系統消耗，節省系統運行成本。

技術研發人員：許世森,米立海,牛紅偉,鞏鵬,焦增彤,汪世清
受保護的技術使用者：中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21