CN204337980U - 一种二氧化碳捕集装置 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化碳捕集装置，将热泵系统与二氧化碳捕集系统相结合，充分利用低压蒸汽热量，低压蒸汽对再生塔底的富液进行一次放热后通过富液再热器对富液再热，把再次放热后的蒸汽冷却液收集进冷凝水箱，将冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口与热泵机组一热端相连，再将贫液泵出口与热泵机组一冷端相连，利用热泵机组一在给贫液降温的同时加热蒸汽冷凝水，热泵机组一的热端出口再与热泵机组二的冷端相连，热泵机组二的热端与再生塔底部连通，用热泵机组二热端的热量来解吸富液，本实用新型使蒸汽冷凝液的低品位热量得到高效利用，并能降低低压蒸汽的需求量及贫液的冷却负荷，达到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系统整体能耗降低的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气净化技术领域，尤其适用于燃煤锅炉、燃气轮机及工业窑炉等产生的烟气中低浓度CO2的捕集，特别涉及一种二氧化碳捕集装置。
背景技术
全球气候变化问题日益严峻，已经成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放以减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。相关研究表明，我国超过50％的二氧化碳排放来自于燃煤电厂的火力发电。燃煤电厂烟气排放量大，并且相对集中，基于燃煤电厂开发的碳捕集技术是二氧化碳减排的重要途径之一。
利用醇胺溶液从烟气中进行二氧化碳捕集的技术在化工行业已经成熟，类似的技术已在燃煤电厂展开多个示范。但是，由于电站烟气具有气量大，分压低等特点，该技术运用于电站最大的问题是能耗高，蒸汽消耗量大。要减少能量消耗，提高效率，需要通过开发新型的碳捕集系统及子系统来降低运营成本，提高该技术的可大规模推广性。
试验研究发现，对于传统的二氧化碳捕集技术，二氧化碳在再生过程中，由于再生不彻底，有约40％的二氧化碳得不到释放而随着溶液进入吸收塔，造成溶液吸收能力不够，若要保证相同二氧化碳产量，必定要增加溶液循环量及蒸汽消耗量，不仅增加了电耗还增加了单位二氧化碳的捕集蒸汽热耗，造成系统系统整体能耗大；同时，现有技术蒸汽对溶液只有一次放热，热量利用不充分，并且对部分冷却水经高温换热后的低品位热量未加以利用，也是系统能耗较高的原因之一。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳捕集装置，该系统可用于燃煤、燃气电站烟道气和化工领域低分压二氧化碳捕集，优化了醇胺吸收法捕集二氧化碳的工艺，具有充分利用蒸汽一次放热后的低品位热量，溶液再生充分，系统能耗低等特点。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种二氧化碳捕集装置，包括与烟气流量调节阀1连通的吸收塔2，吸收塔2底部经过富液泵3、富液流量调节阀4、贫富液换热器5、富液再热器6、与富液闪蒸罐7连通，富液闪蒸罐7顶部的气体出口与再生塔9上端连通，富液闪蒸罐7下端的富液与再生塔9上填料段连通，再生气由再生塔9顶部排气口与再生气冷却换热器10一端连通，再生气冷却换热器10另一端连通再生气分离罐11，再生气分离罐11顶部气体出口与后续气体压缩液化工段连通。
所述的再生塔9底部设有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口与来自蒸汽管网的低压蒸汽连通，再沸器8的出口和富液再热器6的蒸汽冷却汽/液入口连通，富液再热器6的蒸汽冷却液出口与冷凝水箱17连通。
所述冷凝水箱17冷凝液出口与热泵机组一18热端入口连通，热泵机组一18热端出口连通热泵机组二12冷端入口相连，热泵机组二12冷端出口连通蒸汽冷凝水管网，热泵机组二12热端与再生塔9底部连通。
所述再生塔9底部的贫液出口与贫富液换热器5的贫液入口管路连通，贫富液换热器5的贫液出口与贫液泵13连通，贫液泵13出口通过贫液流量调节阀14与热泵机组一18冷端入口连通，热泵机组一18冷端出口经贫液冷却器15与吸收塔2贫液入口连通。
所述热泵机组一18与热泵机组二12均为吸收式热泵。
与现有技术相比，本实用新型将热泵系统与二氧化碳捕集系统相结合，充分利用低压蒸汽热量，低压蒸汽对再生塔底的富液进行一次放热后通过富液再热器对富液再热，把再次放热后的蒸汽冷却液收集进冷凝水箱，将冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口与热泵机组一热端相连，再将贫液泵出口与热泵机组一冷端相连，利用热泵机组一在给贫液降温的同时加热蒸汽冷凝水，热泵机组一的热端出口再与热泵机组二的冷端相连，热泵机组二的热端与再生塔底部连通，用热泵机组二热端的热量来解吸富液，使蒸汽冷凝液的低品位热量得到高效利用，并能降低低压蒸汽的需求量及贫液的冷却负荷，达到富液解吸度增大，二氧化碳捕集系统整体能耗降低的目的。
附图说明
附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作更详细的说明。
参照附图，一种二氧化碳捕集装置，包括与烟气流量调节阀1连通的吸收塔2，吸收塔2底部经过富液泵3、富液流量调节阀4、贫富液换热器5、富液再热器6、与富液闪蒸罐7连通，由吸收塔2出来的富液经富液泵3富液，经流量调节阀4再通过贫富液换热器5换热，富液再热器6再热，最后进入富液闪蒸罐7，富液闪蒸罐7顶部的气体出口与再生塔9上端连通，富液闪蒸罐7下端的富液与再生塔9上填料段连通，再生气由再生塔9顶部排气口与再生气冷却换热器10一端连通，再生气冷却换热器10另一端连通再生气分离罐11，再生塔9产生的再生气由再生塔9顶部排出与再生气冷却换热器10连通，气体经换热后进入再生气分离罐11，再生气分离罐11顶部气体出口与后续气体压缩液化工段连通。
所述的再生塔9底部设有再沸器8，再沸器8的蒸汽入口与来自蒸汽管网的低压蒸汽连通，再沸器8的出口和富液再热器6的蒸汽冷却汽/液入口连通，富液再热器6的蒸汽冷却液出口与冷凝水箱17连通。
所述冷凝水箱17冷凝液出口与热泵机组一18热端入口连通，热泵机组一18热端出口连通热泵机组二12冷端入口相连，热泵机组二12冷端出口连通蒸汽冷凝水管网，热泵机组二12热端与再生塔9底部连通。冷凝液经热泵机组一18后再经过热泵机组二12冷端放热后返回蒸汽冷凝水管网，热泵机组二12热端与再生塔9底部连通。
所述再生塔9底部的贫液出口与贫富液换热器5的贫液入口管路连通，贫富液换热器5的贫液出口与贫液泵13连通，贫液泵13出口通过贫液流量调节阀14与热泵机组一18冷端入口连通，热泵机组一18冷端出口经贫液冷却器15与吸收塔2贫液入口连通，放热后的贫液再经贫液冷却器15换热后进入吸收塔2贫液入口。
所述热泵机组一18与热泵机组二12均为吸收式热泵。
本实用新型的工艺过程和原理为：
经脱硫脱硝后的净烟气通过烟气流量调节阀1调节流量进入吸收塔2，烟气与喷淋而下的吸收剂形成逆流接触，吸收过二氧化碳的富液从吸收塔2底部经富液泵3打至贫富液换热器5与贫液换热后进入富液再热器6进行再热，再进入富液闪蒸罐7回收热量，富液闪蒸罐7顶部气体出口与再生塔9顶部连通，与再生塔9顶部的再生气一同经再生冷却换热器10换热降温，经再生气分离罐11气液分离后，成品二氧化碳气进入后续压缩液化工段，富液闪蒸罐7底部的富液进入再生塔填料段上端进行解吸再生。
来自吸收塔2底部吸收二氧化碳后的富液经贫富液换热器5再经富液再热器6再热之后进入富液闪蒸罐7回收能量，富液闪蒸罐7底部富液从再生塔9填料段上端进入再生塔再生，气体部分从富液闪蒸罐7顶部进入再生塔9顶部与再生塔9顶部再生气一同经再生冷却换热器10换热降温，经再生气分离罐11气液分离后，成品二氧化碳气进入后续压缩液化工段。
再生塔9底部的贫液去往贫富液换热器5与富液换热后经贫液泵13进入热泵机组一18冷端放热，再经贫液冷却换热器15换热后进入吸收塔2填料段上端，进行二氧化碳吸收。
冷凝水箱17冷凝液出口与热泵机组一18热端连通，再经过热泵机组二12冷端放热后返回冷凝水箱17，热泵机组二12热端与再生塔9底部连通，利用热泵机组一18使贫液降温，并使蒸汽冷凝液升温至95℃左右，再利用热泵机组二使蒸汽冷凝液释放热量，使热泵机组二热端工质升温至120℃左右，从而达到用热泵机组二热端工质热量解吸富液的目的。
Claims (5)
1.一种二氧化碳捕集装置，其特征在于，包括与烟气流量调节阀(1)连通的吸收塔(2)，吸收塔(2)底部经过富液泵(3)、富液流量调节阀(4)、贫富液换热器(5)、富液再热器(6)、与富液闪蒸罐(7)连通，富液闪蒸罐(7)顶部的气体出口与再生塔(9)上端连通，富液闪蒸罐(7)下端的富液与再生塔(9)上填料段连通，再生气由再生塔(9)顶部排气口与再生气冷却换热器(10)一端连通，再生气冷却换热器(10)另一端连通再生气分离罐(11)，再生气分离罐(11)顶部气体出口与后续气体压缩液化工段连通。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述的再生塔(9)底部设有再沸器(8)，再沸器(8)的蒸汽入口与来自蒸汽管网的低压蒸汽连通，再沸器(8)的出口和富液再热器(6)的蒸汽冷却汽/液入口连通，富液再热器(6)的蒸汽冷却液出口与冷凝水箱(17)连通。
3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述冷凝水箱(17)冷凝液出口与热泵机组一(18)热端入口连通，热泵机组一(18)热端出口连通热泵机组二(12)冷端入口相连，热泵机组二(12)冷端出口连通蒸汽冷凝水管网，热泵机组二(12)热端与再生塔(9)底部连通。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述再生塔(9)底部的贫液出口与贫富液换热器(5)的贫液入口管路连通，贫富液换热器(5)的贫液出口与贫液泵(13)连通，贫液泵(13)出口通过贫液流量调节阀(14)与热泵机组一(18)冷端入口连通，热泵机组一(18)冷端出口经贫液冷却器(15)与吸收塔(2)贫液入口连通。
5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述热泵机组一(18)与热泵机组二(12)均为吸收式热泵。
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| CN104399356A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-11 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳捕集系统 |
| CN106753642A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 乐陵胜利新能源有限责任公司 | 一种高压水洗沼气脱碳工艺中的能量综合利用系统 |
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| CN115608118A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-17 | 安徽普泛能源技术有限公司 | 一种复合型吸收塔及吸收式碳捕集提压系统和工艺 |
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