[發(fā)明專利]獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO2的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510702021.2
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105258141A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙軍;劉良旭;安青松;鄧帥;李澤林
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: F23J15/02
• 分類號: F23J15/02;F23J15/06;F25B27/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO₂的系統(tǒng)，包括煙氣預(yù)處理單元(1)，其特征在于，與煙氣預(yù)處理單元(1)依次相連有吸收器(2)、溶液泵(6)、溶液熱交換器(5)、解吸發(fā)生器(3)、冷凝集液器(4)和CO₂壓縮機(9)；所述煙氣預(yù)處理器(1)連接至吸收器(2)氣體進口，所述吸收器(2)的液體出口連接至所述溶液泵(6)，所述溶液熱交換器(5)的低溫側(cè)出口與所述解吸發(fā)生器(3)的進口相連，所述解吸發(fā)生器(3)的蒸汽出口連接至所述冷凝集液器(4)；所述太陽能中溫集熱組件(10)提供所述解吸發(fā)生器(3)所需的熱量；所述相變梯級蓄熱器(11)對所述太陽能中溫集熱組件(10)所集熱量進行存儲；

所述解吸發(fā)生器(3)的液體出口連接至所述溶液熱交換器(5)的高溫側(cè)進口，所述溶液熱交換器(5)的高溫側(cè)出口連接至所述吸收器(2)的液體進口；

在所述溶液熱交換器(5)與所述吸收器(2)的連接管路上設(shè)有再生液節(jié)流閥(7)，所述吸收器(2)與所述冷凝集液器(4)的連接管路上設(shè)有冷凝液節(jié)流閥(8)；

所述解吸發(fā)生器(3)包括太陽能熱源，所述太陽能熱源包括中溫集熱組件(10)和相變梯級蓄熱器(11)；所述太陽能中溫集熱組件(10)由多組中溫太陽能集熱器經(jīng)串并聯(lián)組合而成；所述相變梯級蓄熱器(11)由多段不同相變溫度的相變蓄熱材料按照相變溫度由高至低依次串聯(lián)組成，包括：a1段為相變溫度最高段、a2段為相變溫度次之段、……、an段為溫度最低段，各段相變蓄熱材料間絕熱；

所述太陽能中溫集熱組件(10)的出口與所述相變梯級蓄熱器(11)的高溫段入口之間的連接管路上設(shè)有循環(huán)泵(13)；

所述相變梯級蓄熱器(11)的高溫段出口處設(shè)有一截止閥(12)；

所述吸收器(2)完成二氧化碳的吸收工作，含有二氧化碳的混合氣體在壓力驅(qū)動下進入吸收器(2)與其內(nèi)部噴淋的混合工質(zhì)進行熱質(zhì)交換后被混合工質(zhì)吸收形成含有二氧化碳的混合溶液，凈化后的氣體從所述吸收器(2)排空，混合溶液經(jīng)所述溶液泵(6)和溶液熱交換器(5)進入解吸發(fā)生器(3)進行分離；

所述溶液泵(6)的工作壓力為2Mpa，所述溶液泵(6)進行吸收二氧化碳后的混合溶液的輸送工作，將混合溶液由吸收器(2)運送至解吸發(fā)生器(3)；

所述解吸發(fā)生器(3)的工作溫度為110～125℃，所述解吸發(fā)生器(3)將吸收器(2)輸送過來的含有二氧化碳的混合溶液進行分離；分離后的二氧化碳和部分混合工質(zhì)蒸汽的混合氣體被送往冷凝集液器(4)進行進一步分離，不含二氧化碳的混合工質(zhì)送往吸收器(2)繼續(xù)吸收二氧化碳；

所述節(jié)流閥(7)對不含二氧化碳的混合工質(zhì)進行節(jié)流降壓，降低后的壓力等于吸收器(2)所需的壓力；

所述太陽能中溫集熱組件(10)集熱溫度與所述解吸發(fā)生器(3)的解吸溫度一致；

所述相變梯級蓄熱器(11)中a1段的溫度高于從解吸發(fā)生器(3)放熱后回流的換熱工質(zhì)的溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO₂的系統(tǒng)，其特征在于，所述溶液熱交換器(5)對吸收器(2)排出的含有二氧化碳的混合溶液與解吸發(fā)生器(3)解吸出的不含二氧化碳的混合工質(zhì)進行熱量交換，使系統(tǒng)保持低溫吸收二氧化碳、高溫解吸二氧化碳的工況。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO₂的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝集液器(4)對解吸發(fā)生器(3)解吸出的二氧化碳和混合工質(zhì)的混合溶液進行進一步冷卻分離，冷凝后的混合工質(zhì)留待繼續(xù)吸收二氧化碳。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO₂的系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流閥(8)控制由冷凝集液器(4)進入吸收器(2)的混合工質(zhì)的流量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述獨立太陽能相變梯級蓄熱間接熱力驅(qū)動脫除CO₂的系統(tǒng)，其特征在于，所述截止閥(12)實現(xiàn)集熱流體的控制來滿足解吸發(fā)生器(3)的熱量需求。