一種二氧化碳捕集裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煙氣凈化技術領域，尤其適用于燃煤鍋爐、燃氣輪機及工業窯爐等產生的煙氣中低濃度CO2的捕集，特別涉及一種二氧化碳捕集裝置。
【背景技術】
[0002]全球氣候變化問題日益嚴峻，已經成為威脅人類可持續發展的主要因素之一，削減溫室氣體排放以減緩氣候變化成為當今國際社會關注的熱點。相關研宄表明，我國超過50 %的二氧化碳排放來自于燃煤電廠的火力發電。燃煤電廠煙氣排放量大，并且相對集中，基于燃煤電廠開發的碳捕集技術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行二氧化碳捕集的技術在化工行業已經成熟，類似的技術已在燃煤電廠展開多個示范。但是，由于電站煙氣具有氣量大，分壓低等特點，該技術運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，需要通過開發新型的碳捕集系統及子系統來降低運營成本，提高該技術的可大規模推廣性。
[0004]試驗研宄發現，對于傳統的二氧化碳捕集技術，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量，必定要增加溶液循環量及蒸汽消耗量，不僅增加了電耗還增加了單位二氧化碳的捕集蒸汽熱耗，造成系統系統整體能耗大；同時，現有技術蒸汽對溶液只有一次放熱，熱量利用不充分，并且對部分冷卻水經高溫換熱后的低品位熱量未加以利用，也是系統能耗較高的原因之一。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種二氧化碳捕集裝置，該系統可用于燃煤、燃氣電站煙道氣和化工領域低分壓二氧化碳捕集，優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，系統能耗低等特點。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]一種二氧化碳捕集裝置，包括與煙氣流量調節閥I連通的吸收塔2，吸收塔2底部經過富液泵3、富液流量調節閥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氣體壓縮液化工段連通。
[0008]所述的再生塔9底部設有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口與來自蒸汽管網的低壓蒸汽連通，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組一 18熱端入口連通，熱泵機組一 18熱端出口連通熱泵機組二 12冷端入口相連，熱泵機組二 12冷端出口連通蒸汽冷凝水管網，熱泵機組二 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節閥14與熱泵機組一18冷端入口連通，熱泵機組一 18冷端出口經貧液冷卻器15與吸收塔2貧液入口連通。
[0011]所述熱泵機組一 18與熱泵機組二 12均為吸收式熱泵。
[0012]與現有技術相比，本實用新型將熱泵系統與二氧化碳捕集系統相結合，充分利用低壓蒸汽熱量，低壓蒸汽對再生塔底的富液進行一次放熱后通過富液再熱器對富液再熱，把再次放熱后的蒸汽冷卻液收集進冷凝水箱，將冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口與熱泵機組一熱端相連，再將貧液泵出口與熱泵機組一冷端相連，利用熱泵機組一在給貧液降溫的同時加熱蒸汽冷凝水，熱泵機組一的熱端出口再與熱泵機組二的冷端相連，熱泵機組二的熱端與再生塔底部連通，用熱泵機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荷，達到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系統整體能耗降低的目的。
【附圖說明】
[0013]附圖為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作更詳細的說明。
[0015]參照附圖，一種二氧化碳捕集裝置，包括與煙氣流量調節閥I連通的吸收塔2，吸收塔2底部經過富液泵3、富液流量調節閥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出來的富液經富液泵3富液，經流量調節閥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，氣體經換熱后進入再生氣分離罐11，再生氣分離罐11頂部氣體出口與后續氣體壓縮液化工段連通。
[0016]所述的再生塔9底部設有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口與來自蒸汽管網的低壓蒸汽連通，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組一 18熱端入口連通，熱泵機組一 18熱端出口連通熱泵機組二 12冷端入口相連，熱泵機組二 12冷端出口連通蒸汽冷凝水管網，熱泵機組二 12熱端與再生塔9底部連通。冷凝液經熱泵機組一 18后再經過熱泵機組二 12冷端放熱后返回蒸汽冷凝水管網，熱泵機組二 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節閥14與熱泵機組一18冷端入口連通，熱泵機組一 18冷端出口經貧液冷卻器15與吸收塔2貧液入口連通，放熱后的貧液再經貧液冷卻器15換熱后進入吸收塔2貧液入口。
[0019]所述熱泵機組一 18與熱泵機組二 12均為吸收式熱泵。
[0020]本實用新型的工藝過程和原理為:
[0021]經脫硫脫硝后的凈煙氣通過煙氣流量調節閥I調節流量進入吸收塔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底部經富液泵3打至貧富液換熱器5與貧液換熱后進入富液再熱器6進行再熱，再進入富液閃蒸罐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再生冷卻換熱器10換熱降溫，經再生氣分離罐11氣液分離后，成品二氧化碳氣進入后續壓縮液化工段，富液閃蒸罐7底部的富液進入再生塔填料段上端進行解吸再生。
[0022]來自吸收塔2底部吸收二氧化碳后的富液經貧富液換熱器5再經富液再熱器6再熱之后進入富液閃蒸罐7回收能量，富液閃蒸罐7底部富液從再生塔9填料段上端進入再生塔再生，氣體部分從富液閃蒸罐7頂部進入再生塔9頂部與再生塔9頂部再生氣一同經再生冷卻換熱器10換熱降溫，經再生氣分離罐11氣液分離后，成品二氧化碳氣進入后續壓縮液化工段。
[0023]再生塔9底部的貧液去往貧富液換熱器5與富液換熱后經貧液泵13進入熱泵機組一 18冷端放熱，再經貧液冷卻換熱器15換熱后進入吸收塔2填料段上端，進行二氧化碳吸收。
[0024]冷凝水箱17冷凝液出口與熱泵機組一 18熱端連通，再經過熱泵機組二 12冷端放熱后返回冷凝水箱17，熱泵機組二 12熱端與再生塔9底部連通，利用熱泵機組一 18使貧液降溫，并使蒸汽冷凝液升溫至95°C左右，再利用熱泵機組二使蒸汽冷凝液釋放熱量，使熱泵機組二熱端工質升溫至120°C左右，從而達到用熱泵機組二熱端工質熱量解吸富液的目的。
【主權項】
1.一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，包括與煙氣流量調節閥(I)連通的吸收塔(2)，吸收塔(2)底部經過富液泵(3)、富液流量調節閥(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氣體壓縮液化工段連通。
2.根據權利要求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)底部設有再沸器(8)，再沸器(8)的蒸汽入口與來自蒸汽管網的低壓蒸汽連通，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.根據權利要求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組一(18)熱端入口連通，熱泵機組一(18)熱端出口連通熱泵機組二(12)冷端入口相連，熱泵機組二(12)冷端出口連通蒸汽冷凝水管網，熱泵機組二(12)熱端與再生塔(9)底部連通。
4.根據權利要求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節閥(14)與熱泵機組一(18)冷端入口連通，熱泵機組一(18)冷端出口經貧液冷卻器(15)與吸收塔(2)貧液入口連通。
5.根據權利要求4所述的一種二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述熱泵機組一(18)與熱泵機組二(12)均為吸收式熱泵。
【專利摘要】一種二氧化碳捕集裝置，將熱泵系統與二氧化碳捕集系統相結合，充分利用低壓蒸汽熱量，低壓蒸汽對再生塔底的富液進行一次放熱后通過富液再熱器對富液再熱，把再次放熱后的蒸汽冷卻液收集進冷凝水箱，將冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口與熱泵機組一熱端相連，再將貧液泵出口與熱泵機組一冷端相連，利用熱泵機組一在給貧液降溫的同時加熱蒸汽冷凝水，熱泵機組一的熱端出口再與熱泵機組二的冷端相連，熱泵機組二的熱端與再生塔底部連通，用熱泵機組二熱端的熱量來解吸富液，本實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荷，達到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系統整體能耗降低的目的。
【IPC分類】B01D53-18, C01B31-20
【公開號】CN204337980
【申請號】CN201420674910
【發明人】尚航, 牛紅偉, 劉練波, 郭東方, 王昊
【申請人】中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司, 中國華能集團公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月5日