【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及碳捕集利用與封存（ccus），具體涉及一種煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
1、碳捕集利用與封存（ccus）是化石能源大規(guī)模低碳利用的重要手段，對(duì)保障國家能源安全、建設(shè)能源強(qiáng)國具有重要的兜底保障作用。高能耗高成本是ccus技術(shù)大規(guī)模推廣的主要障礙，而碳捕集成本占其全鏈成本的75%，降低碳捕集成本是ccus技術(shù)發(fā)展亟需解決的國際難題。捕集成本主要在于再生過程中的蒸汽消耗，即co2再生需要的熱量通常由從電廠發(fā)電機(jī)組抽取的過熱蒸汽提供，消耗大量蒸汽，導(dǎo)致碳捕集成本較高，蒸汽成本占捕集總成本的比例達(dá)到約50%。此外，抽取蒸汽會(huì)導(dǎo)致電廠發(fā)電效率降低，增加電廠輔助載荷損失，進(jìn)一步提高捕集成本。另外，co2捕集系統(tǒng)的接入，需要對(duì)原有設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行大量改造，從而會(huì)對(duì)煙氣凈化處理帶來影響。相關(guān)技術(shù)還提出了利用煙氣余熱替代抽取過熱蒸汽給碳捕集系統(tǒng)供熱，但仍存在諸如系統(tǒng)內(nèi)熱量利用不足、溫度匹配不合理、能耗較高等諸多問題，影響了實(shí)際使用，因此存在改進(jìn)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
2、為此，本專利技術(shù)提出一種煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)。該煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)具有降低捕集能耗的優(yōu)點(diǎn)。
3、煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)包括煙氣產(chǎn)生設(shè)備、煙氣凈化設(shè)備以及co2捕集設(shè)備。
4、所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的煙氣，經(jīng)由所述煙氣凈化設(shè)備凈化后進(jìn)入所述co2捕集設(shè)備，經(jīng)過co2捕集脫碳后最終向外排放
5、在一些實(shí)施例中，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備包括鍋爐和空氣預(yù)熱器，所述鍋爐排出的煙氣經(jīng)過所述空氣預(yù)熱器后與所述一部分貧液換熱。
6、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備包括再沸器，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過所述再沸器與所述一部分貧液換熱，換熱后的所述一部分貧液返回所述再生塔為再生反應(yīng)提供熱量。
7、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括貧富液換熱器，其中所述吸收塔排出的富液經(jīng)過所述貧富液換熱器進(jìn)入所述再生塔，所述再生塔排出的另一部分貧液進(jìn)入所述貧富液換熱器內(nèi)以與流經(jīng)所述貧富液換熱器的富液換熱后進(jìn)入所述吸收塔。
8、在一些實(shí)施例中，所述煙氣凈化設(shè)備包括脫硝塔和脫硫塔，所述鍋爐排出的煙氣經(jīng)過所述脫硝塔、所述空氣預(yù)熱器和所述脫硫塔進(jìn)入所述吸收塔內(nèi)經(jīng)過co2捕集脫碳后成為脫碳煙氣并從所述吸收塔內(nèi)向外排出。
9、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括加壓泵，所述加壓泵設(shè)在所述再生塔和所述再沸器之間，所述加壓泵用于對(duì)所述一部分貧液進(jìn)行加壓以提高其沸點(diǎn)。
10、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括減壓閥，所述減壓閥設(shè)在所述再沸器和所述再生塔之間且鄰近所述再生塔，所述減壓閥用于對(duì)經(jīng)過所述再沸器與所述煙氣換熱后的過熱貧液進(jìn)行減壓以降低所述過熱貧液的沸點(diǎn)，其中減壓后的過熱貧液返回所述再生塔并釋放蒸汽。
11、在一些實(shí)施例中，所述再生塔具有貧液入口，其中減壓后的過熱貧液通過所述貧液入口返回所述再生塔，所述貧液入口低于所述再生塔內(nèi)的填料且高于所述再生塔的底部的貧液池液面。
12、在一些實(shí)施例中，所述加壓泵將從所述再生塔排出的所述一部分貧液加壓到3-7個(gè)大氣壓。
13、在一些實(shí)施例中，所述減壓閥將從所述再沸器排出的過熱貧液減壓到1.2-2.0個(gè)大氣壓。
14、在一些實(shí)施例中，減壓后返回再生塔的一部分貧液中，汽相占全部返回貧液的質(zhì)量百分比為2%-15%。
15、在一些實(shí)施例中，所述一部分貧液占從所述再生塔排出的總貧液的質(zhì)量百分比為20%-60%。
16、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括富液預(yù)熱器，所述吸收塔內(nèi)產(chǎn)生的富液依次經(jīng)過所述富液預(yù)熱器和所述貧富液換熱器進(jìn)入所述再生塔，所述再生塔內(nèi)產(chǎn)生的再生氣進(jìn)入所述富液預(yù)熱器以與經(jīng)過所述富液預(yù)熱器的富液換熱。
17、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括煙氣再熱器，所述再生塔內(nèi)排出的所述另一部分貧液依次經(jīng)過所述貧富液換熱器和所述煙氣再熱器進(jìn)入所述吸收塔，從所述吸收塔內(nèi)排出的脫碳煙氣進(jìn)入所述煙氣再熱器以與經(jīng)過所述煙氣再熱器的貧液換熱后向外排放。
18、在一些實(shí)施例中，所述co2捕集設(shè)備還包括流量控制閥，所述流量控制閥用于控制從所述脫硫塔排出的煙氣進(jìn)入所述煙氣再熱器和進(jìn)入所述吸收塔的煙氣比例。
19、在一些實(shí)施例中，設(shè)置與流量控制閥配套的流量計(jì)，以監(jiān)控?zé)煔膺M(jìn)入co2捕集設(shè)備的流量。
20、在一些實(shí)施例中，所述煙氣凈化設(shè)備還包括設(shè)置兩個(gè)流量控制閥和引風(fēng)機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)設(shè)置在脫硫塔的脫硫煙氣出口與所述預(yù)洗塔之間，一個(gè)所述控制閥設(shè)在所述脫硫塔的脫硫煙氣出口與所述煙氣再熱器的進(jìn)氣口之間，以控制從所述脫硫塔排出的脫硫煙氣進(jìn)入煙氣再熱器的量，另一個(gè)所述控制閥設(shè)在所述脫硫塔的脫硫煙氣出口與所述引風(fēng)機(jī)之間，用于控制從所述脫硫塔進(jìn)入所述預(yù)洗塔內(nèi)的煙氣量，兩個(gè)所述控制閥聯(lián)動(dòng)控制。
21、在一些實(shí)施例中，所述煙氣凈化設(shè)備還包括預(yù)洗塔，除塵器、煙囪；所述co2捕集設(shè)備還包括co2壓縮器，其中所述除塵器設(shè)在所述再沸器和所述脫硫塔之間，用于對(duì)從所述再沸器出來的煙氣進(jìn)行除塵，所述co2壓縮器與所述富液預(yù)熱器相連，以壓縮在所述富液預(yù)熱器內(nèi)與所述富液換熱后的再生氣。
22、本專利技術(shù)實(shí)施例的煙氣凈化和co2捕集耦合方法包括：
23、煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的煙氣經(jīng)由煙氣凈化設(shè)備凈化后進(jìn)入co2捕集設(shè)備，經(jīng)過co2捕集脫碳后最終向外排放，同時(shí)完成co2的存儲(chǔ)，所述co2捕集設(shè)備包括吸收塔和再生塔，在所述吸收塔內(nèi)捕集了co2的富液流入所述再生塔內(nèi)受熱解吸為再生氣和貧液，所述再生氣和所述貧液分別從所述再生塔排出；
24、從所述再生塔內(nèi)排出的一部分貧液與所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的、進(jìn)入所述co2捕集設(shè)備之前的煙氣進(jìn)行換熱以成為過熱貧液，所述過熱貧液返回至再生塔中為所述解吸提供蒸汽和熱量。
25、在一些實(shí)施例中，本專利技術(shù)實(shí)施例的煙氣凈化和co2捕集耦合方法還包括將所述再生塔內(nèi)排出的一部分貧液加壓以提高其沸點(diǎn)，其中加壓后的所述一部分貧液與所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的、未進(jìn)入所述co2捕集設(shè)備的煙氣進(jìn)行換熱。
26、在一些實(shí)施例中，本專利技術(shù)實(shí)施例的煙氣凈化和co2捕集耦合方法還包括將所述過熱貧液減壓以降低其沸點(diǎn)，其中減壓后的過熱貧液返回到所述再生塔。
27、在一些實(shí)施例中，減壓后的所述過熱貧液返回到所述再生塔內(nèi)的填料本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，包括：煙氣產(chǎn)生設(shè)備、煙氣凈化設(shè)備和CO2捕集設(shè)備，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的煙氣，經(jīng)由所述煙氣凈化設(shè)備凈化后進(jìn)入所述CO2捕集設(shè)備，經(jīng)過CO2捕集脫碳后最終向外排放，同時(shí)完成CO2的分離和存儲(chǔ)，其中所述CO2捕集設(shè)備包括吸收塔和再生塔，在所述吸收塔內(nèi)捕集了CO2的富液流入所述再生塔內(nèi)受熱解吸為再生氣和貧液，所述再生氣和所述貧液分別從所述再生塔排出，其特征在于，所述再生塔內(nèi)排出的一部分貧液與所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的、未進(jìn)入所述CO2捕集設(shè)備的煙氣進(jìn)行換熱以成為過熱貧液，所述過熱貧液返回至所述再生塔中為所述解吸提供蒸汽和熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備包括鍋爐和空氣預(yù)熱器，所述鍋爐排出的煙氣經(jīng)過所述空氣預(yù)熱器后與所述一部分貧液換熱；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2捕集設(shè)備還包括貧富液換熱器，其中所述吸收塔排出的富液經(jīng)過所述貧富液換熱器進(jìn)入所述再生塔，所述再生塔排出的另一部分貧液進(jìn)入所述貧富液換熱器內(nèi)以與流經(jīng)所述貧富液換熱器的富
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2捕集設(shè)備還包括加壓泵，所述加壓泵設(shè)在所述再生塔和所述再沸器之間，所述加壓泵用于對(duì)所述一部分貧液進(jìn)行加壓以提高其沸點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2捕集設(shè)備還包括減壓閥，所述減壓閥設(shè)在所述再沸器和所述再生塔之間且鄰近所述再生塔，所述減壓閥用于對(duì)經(jīng)過所述再沸器與所述煙氣換熱后的過熱貧液進(jìn)行減壓以降低所述過熱貧液的沸點(diǎn)，其中減壓后的過熱貧液返回所述再生塔并釋放蒸汽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述再生塔具有貧液入口，其中減壓后的過熱貧液通過所述貧液入口返回所述再生塔，所述貧液入口低于所述再生塔內(nèi)的填料且高于所述再生塔的底部的貧液池液面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述加壓泵將從所述再生塔排出的所述一部分貧液加壓到3-7個(gè)大氣壓；
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2捕集設(shè)備還包括富液預(yù)熱器，所述吸收塔內(nèi)產(chǎn)生的富液依次經(jīng)過所述富液預(yù)熱器和所述貧富液換熱器進(jìn)入所述再生塔，所述再生塔內(nèi)產(chǎn)生的再生氣進(jìn)入所述富液預(yù)熱器以與經(jīng)過所述富液預(yù)熱器的富液換熱；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述CO2捕集設(shè)備還包括流量控制閥，所述流量控制閥用于控制從所述脫硫塔排出的煙氣進(jìn)入所述煙氣再熱器和進(jìn)入所述吸收塔的煙氣比例；和/或，還設(shè)置與流量控制閥配套的流量計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，
11.一種煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，還包括將所述再生塔內(nèi)排出的一部分貧液加壓以提高其沸點(diǎn)，其中加壓后的所述一部分貧液與所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的、未進(jìn)入所述CO2捕集設(shè)備的煙氣進(jìn)行換熱。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，還包括將所述過熱貧液減壓以降低其沸點(diǎn)，其中減壓后的過熱貧液返回到所述再生塔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，減壓后的所述過熱貧液返回到所述再生塔內(nèi)的填料下方。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，使所述吸收塔內(nèi)排出的富液依次與所述再生塔排出的再生氣和所述再生塔排出的另一部分貧液換熱后流入所述再生塔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，還包括使所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的煙氣依次經(jīng)過脫硝、預(yù)熱空氣、與所述再生塔排出的所述一部分貧液換熱、除塵和脫硫，一部分脫硫煙氣以及從所述再生塔排出的且與所述富液換熱后的所述另一部分貧液一起與從所述吸收塔內(nèi)排出的脫碳煙氣換熱，與所述脫碳煙氣換熱后的所述另一部分貧液流入所述吸收塔，與所述脫硫后的一部分煙氣以及所述另一部分貧液換熱后的脫碳煙氣向外排放，另一部分脫硫煙氣進(jìn)入所述吸收塔。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的煙氣凈化和CO2捕集耦合方法，其特征在于，控制與所述脫碳煙氣換熱的所述一部分脫硫煙氣和進(jìn)入所述吸收塔的另一部分脫硫煙氣的比例。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，包括：煙氣產(chǎn)生設(shè)備、煙氣凈化設(shè)備和co2捕集設(shè)備，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的煙氣，經(jīng)由所述煙氣凈化設(shè)備凈化后進(jìn)入所述co2捕集設(shè)備，經(jīng)過co2捕集脫碳后最終向外排放，同時(shí)完成co2的分離和存儲(chǔ)，其中所述co2捕集設(shè)備包括吸收塔和再生塔，在所述吸收塔內(nèi)捕集了co2的富液流入所述再生塔內(nèi)受熱解吸為再生氣和貧液，所述再生氣和所述貧液分別從所述再生塔排出，其特征在于，所述再生塔內(nèi)排出的一部分貧液與所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備排出的、未進(jìn)入所述co2捕集設(shè)備的煙氣進(jìn)行換熱以成為過熱貧液，所述過熱貧液返回至所述再生塔中為所述解吸提供蒸汽和熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣產(chǎn)生設(shè)備包括鍋爐和空氣預(yù)熱器，所述鍋爐排出的煙氣經(jīng)過所述空氣預(yù)熱器后與所述一部分貧液換熱；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述co2捕集設(shè)備還包括貧富液換熱器，其中所述吸收塔排出的富液經(jīng)過所述貧富液換熱器進(jìn)入所述再生塔，所述再生塔排出的另一部分貧液進(jìn)入所述貧富液換熱器內(nèi)以與流經(jīng)所述貧富液換熱器的富液換熱后進(jìn)入所述吸收塔；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述co2捕集設(shè)備還包括加壓泵，所述加壓泵設(shè)在所述再生塔和所述再沸器之間，所述加壓泵用于對(duì)所述一部分貧液進(jìn)行加壓以提高其沸點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述co2捕集設(shè)備還包括減壓閥，所述減壓閥設(shè)在所述再沸器和所述再生塔之間且鄰近所述再生塔，所述減壓閥用于對(duì)經(jīng)過所述再沸器與所述煙氣換熱后的過熱貧液進(jìn)行減壓以降低所述過熱貧液的沸點(diǎn)，其中減壓后的過熱貧液返回所述再生塔并釋放蒸汽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述再生塔具有貧液入口，其中減壓后的過熱貧液通過所述貧液入口返回所述再生塔，所述貧液入口低于所述再生塔內(nèi)的填料且高于所述再生塔的底部的貧液池液面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣凈化和co2捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述加壓泵將從所述再生塔排出的所述一部分貧液加壓到3-7個(gè)大氣壓；
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的煙氣凈化和co2捕...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭東方，李衛(wèi)東，王煥君，范金航，黃斌，秦曄，郜時(shí)旺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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