[發明專利]太陽能地熱能CO2朗肯循環輔助燃煤機組脫碳脫硝系統

在審

• 申請號: 201610032690.8
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105582794A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 王繼選;劉小貞;馬士英;楊艷慈;楊靜;左麗娜;索曉冉;薛磊
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/56;B01D53/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種燃煤機組設備，尤其是一種太陽能地熱能CO₂朗肯循環輔 助燃煤機組脫碳脫硝系統。

背景技術

經濟發展被視為環境變化的驅動力，隨著全球經濟的發展，能源消耗逐年 增加，能源的過度消耗進一步加大了能源供應壓力、環境污染、氣候惡化等問 題。聯合國環境規劃署(UNEP)2013年末出臺的《環境署排放情況差距報告》指 出，世界在努力減少溫室氣體排放方面成績不佳，即便各國兌現了當前的氣候 承諾，2020年溫室氣體的排放量很可能相當于80到120億噸二氧化碳當量， 這要超出所建議的世界氣溫上升幅度低于2℃的建議水平。面對日益增長的環 境危機，不斷變化的氣候格局，現已有多個全球和地區協議來解決環境問題， 如《21世紀議程》(UNCED1992)、《約翰內斯堡行動計劃》(WSSD2002)、《長程 越界空氣污染公約》(CLRTAP)(UNECE1979)等。良好功能的生態系統對于可 持續的社會和經濟進步必不可少，為了解決環境、社會和經濟的可持續性問題， 世界各國都在調整能源消費結構，積極尋求提高能源利用效率的新途徑，開展 可再生能源利用技術研究，逐步實現高效、節能、減排的總體目標。目前，能 源結構正朝著科學、綠色、低碳方向發展。燃煤發電機組是CO₂、NOx集中、 穩定的排放源，目前碳捕集技術主要以單乙醇胺(MEA)化學吸收法為主，NOx 的脫除主要以液氨法為主。燃燒后脫碳脫硝系統中吸收劑和還原劑需要消耗大 量的熱能，傳統方法是以機組抽汽作為脫碳脫硝系統的熱源，這對機組的經濟 安全運行相當不利。如果能將分離之后的CO₂利用，并為脫碳脫硝系統提供能 量，既能滿足脫碳解吸能耗和脫硝消耗能耗的問題，也可以解決CO₂的再利用 問題。這樣既滿足了碳減排的要求，達到了資源循環利用的目的，可整體提高 系統的經濟性。

發明內容

本發明提供了一種實現燃煤機組的煙氣減排的太陽能地熱能CO₂朗肯循環 輔助燃煤機組脫碳脫硝系統。

實現本發明目的的太陽能地熱能CO₂朗肯循環輔助燃煤機組脫碳脫硝系 統，包括燃煤發電系統、脫硝脫硫系統、單乙醇胺CO₂吸收系統、太陽能與地 熱能輔助超臨界CO₂朗肯循環系統；

所述燃煤發電系統包括依次連接的省煤器、鍋爐、汽輪機、凝汽器及凝結 水泵，所述凝結水泵與省煤器相連；

所述脫硝脫硫系統包括依次相連的液氨蒸發器、氨氣/空氣混合器、氨噴 射網格設備、脫硝反應器、空氣預熱器、電除塵器及脫硫系統，所述氨噴射網 格設備與省煤器相連；

所述單乙醇胺CO₂吸收系統包括依次相連的吸收塔、第一溶液泵、第二溶 液換熱器、再生塔、再沸器，所述第二溶液換熱器與再生塔之間還設有第二溶 液泵，所述吸收塔與第二溶液換熱器之間還依次設有第一溶液換熱器和混合 器，所述再生塔還連接有資源化利用設備，所述吸收塔與脫硫系統相連；

所述太陽能與地熱能輔助超臨界CO₂朗肯循環系統包括依次連接的工質 泵、地熱能輔助系統、膨脹機、換熱器及儲罐，所述地熱能輔助系統與膨脹機 之間還連接有并聯設置的太陽能集熱器和儲能器；所述膨脹機上還連接有發電 機，所述膨脹機還與液氨蒸發器相連；所述發電機分別與第一溶液泵和第二溶 液泵、凝結水泵和工質泵相連；所述儲罐還與液氨蒸發器、再生塔和資源化利 用設備相連。

本發明的太陽能地熱能CO₂朗肯循環輔助燃煤機組脫碳脫硝系統的有益效 果如下：

(1)本發明的太陽能地熱能CO₂朗肯循環輔助燃煤機組脫碳脫硝系統， 液氨脫硝系統、脫硫系統、單乙醇胺脫碳系統能夠完成對燃煤機組煙氣中的 NOx、SO₂、CO₂進行脫除，實現燃煤機組的煙氣減排。

(2)充分利用地熱能、太陽能等可再生能源，減少化石燃料消耗。

(3)充分利用捕集到的CO₂，一方面使其資源化轉化；另一方面通過以地熱 能、太陽能為熱源的超臨界CO₂朗肯循環，實現CO₂發電，為整個系統提供動 力源。