[發明專利]降低煙氣CO2捕集系統能耗提高CO2回收率的裝置

有效

• 申請號: 201210304297.1
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102824818A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 孫煥泉;張煜;王增林;張建;李清方;紀國慶;孫廣領;王翀;劉海麗;尚明華;龐會中;陸詩建
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司;山東賽瑞石油科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;C01B31/20
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術領域

本發明專利涉及一種降低煙氣CO₂捕集系統能耗提高CO₂回收率的裝置，該技術適用于燃煤電廠煙氣CO₂捕集系統，可實現能量的梯級利用，大幅度降低現有系統的能耗和運行成本。

背景技術

目前燃煤電廠煙氣CO₂捕集系統多采用化學吸收法,在CO₂捕集過程中，需要對吸收溶液進行冷卻和加熱以完成CO₂吸收和再生。在目前的工藝系統中，一方面貧富液換熱后吸收溶液的溫度只能降低到65℃左右，只能通過采用大量冷凝水將貧液溫度降低到40℃至45℃才能循環利用，造成能量浪費；另一方面溶液再生時需要大量的蒸汽對溶液進行加熱，引起大量熱能消耗，增加了捕集成本，成為大規模推廣應用煙氣CO₂捕集技術的制約因素。

熱泵是一種把熱量從低溫位送向高溫位的裝置。吸收式熱泵是利用工質的吸收循環實現熱泵功能的一類裝置。吸收式熱泵在熱回收方面具有獨特的功能，各種循環方式，許多種工質對的物性正在得到人們的深入研究。吸收式熱泵的開發應用對節約能源資源，提高能源有效利用率，保護環境都有積極的意義。

本技術將現有煙氣CO₂捕集系統與吸收式熱泵技術結合，可大幅降低煙氣CO₂捕集能耗和成本，實現能量高效利用，有力推動我國煙氣（包括電廠、煉化廠等工業煙氣）CO₂捕集技術進步和大規模應用，具有很好的推廣應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種降低煙氣CO₂捕集系統能耗提高CO₂回收率的裝置，大幅降低煙氣CO₂捕集減排成本，有力推動CO₂捕集及資源化利用相關產業發展，有利于我國能源企業的清潔生產、環境保護及可持續發展，具有重大的社會和環境效益。

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：

本發明包括熱泵管路、來自煙氣CO₂捕集系統貧富液換熱器的CO₂富液吸熱升溫管路和CO₂貧液散熱降溫管路，其特征在于：

a)熱泵管路包括溶液泵、與溶液泵進口相連的吸收器，與溶液泵出口并聯的有混合器、溶液熱交換器、與溶液熱交換器殼體出口相連的混合器吸入口，溶液熱交換器殼體進口相連的發生器，與混合器出口相連的吸收器及設在吸收器內的噴管，與發生器上出口相連的冷凝器，與冷凝出口相連的凝液罐，與凝液罐出口相連的蒸發器，與蒸發器出口相連的工質泵，與工質泵出口相連的設在蒸發器內的噴管，還包括與蒸發器和冷凝器連的真空泵。

b)來自煙氣CO₂捕集系統貧富液換熱器的CO₂富液吸熱升溫管路包括CO₂富液來液管線，與CO₂富液來液管線相連的設在吸收器內的吸熱盤管，與吸熱盤管出口相連的冷凝器，與冷凝器出口相連的再生塔。

c)來自煙氣CO₂捕集系統貧富液換熱器的CO₂貧液散熱降溫管路，包括貧液來液管線，與CO_2?貧液管線相連的設在蒸發器內散熱管進口連接的散熱盤管，散熱盤管出口與CO₂捕集系統的吸收塔連接。

蒸發器和吸收器設在一個圓柱形密閉的罐體內，蒸發器設在罐體的上部，吸收器設在罐體下部；蒸發器包括上為開口的箱體，設在箱體內散熱盤管和設在箱體上部的噴管；吸收器包括吸熱盤管和對著吸熱盤管的噴管。

熱泵管路熱源為壓力為0.7-1.0Mpa溫度為270-300℃的過熱蒸汽，來源于電廠蒸汽；通過熱泵管路將CO₂捕集系統的CO₂貧液溫度由60-65℃降為40-45℃，CO₂富液溫度由80-85℃升為94-96℃，降低了CO₂捕集系統捕集CO₂的能耗。

本發明專利具有以下優點：

（1）大幅度提高了貧富液熱能循環利用效率；

（2）大幅度降低循環冷凝水的用量，甚至能達到循環水微量使用的目標，可以大幅度減少煙氣二氧化碳捕集冷凝系統的投資；

（3）使用降溫減壓前的電廠蒸汽，既可以避免高品位能源的浪費，又可以減少減溫減壓系統的投資；