[發(fā)明專利]用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710332127.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN107138024B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊寧;周云龍;葉校源;汪俊超;洪文鵬;孫斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/12
• 分類號(hào): B01D53/12
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集裝置，其特征在于，它包括：吸附塔（3）、旋風(fēng)分離器（6）、解吸塔（2）、熱泵（12）和顆粒冷卻區(qū)（8）；所述吸附塔（3）置于解吸塔（2）內(nèi)，旋風(fēng)分離器（6）設(shè)置在吸附塔（3）的頂部；吸附塔（3）與解吸塔（2）通過旋風(fēng)分離器（6）連接；所述吸附塔（3）中自底部煙氣進(jìn)口（1）至頂部煙氣出口（14）之間置有倒U型管換熱器（4）和壁掛式換熱器（5）；吸附塔（3）的第一條冷卻回路從電廠凝汽器（10）處引出依次連接第一水泵（15）、倒U型管換熱器（4）下部的進(jìn)口水室（16）、倒U型管換熱器（4）、倒U型管換熱器（4）下部的出口水室（17）和低壓加熱器（11）；吸附塔（3）的第二條冷卻回路從冷凝器（12-3）引出連接第二水泵（18）、壁掛式換熱器（5）上部入口，再?gòu)谋趻焓綋Q熱器（5）下部出口連接熱泵（12）的蒸發(fā)器（12-1）；熱泵（12）的工作回路以空氣為循環(huán)介質(zhì)，從蒸發(fā)器（12-1）開始依次用管道連接壓縮機(jī)（12-2）、熱泵（12）的冷凝器（12-3）和節(jié)流裝置（12-4）后接回蒸發(fā)器（12-1）；在解吸塔（2）頂部至漏斗（7）之間均勻布置第三換熱器（19）；第三換熱器（19）的循環(huán)回路從第三換熱器（19）上端出口連接第三水泵（21）和熱泵（12）的冷凝器（12-3）后接到第三換熱器（19）下端進(jìn)口；第三換熱器（19）下方設(shè)有二氧化碳收集管（9），二氧化碳收集管（9）的出口連接二氧化碳換熱器（13）；顆粒冷卻區(qū)（8）位于解吸塔（2）內(nèi)的下方且由漏斗（7）相連；所述顆粒冷卻區(qū)（8）內(nèi)設(shè)置第四換熱器（20）；第四換熱器（20）回路從電廠凝汽器（10）處引出依次連接第一水泵（15）、第四換熱器（20）下部入口、第四換熱器（20）上部出口至低壓加熱器（11）；旋風(fēng)分離器（6）的氣體出口引出一條管路與顆粒冷卻區(qū)（8）下方的送風(fēng)口（22）連接；顆粒冷卻區(qū)（8）下部的顆粒入口（23）與吸附塔（3）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集裝置，其特征在于，二氧化碳捕集方法包括的步驟是：

1）吸收CO₂氣體：溫度為140~150℃的煙氣首先由吸附塔（3）底部的煙氣進(jìn)口（1）進(jìn)入吸附塔（3）內(nèi)，煙氣在吸附塔（3）內(nèi)接觸且?guī)?dòng)直徑為200~250μm多孔硅顆粒向上流動(dòng),通過從下到上布置的下密上疏的倒U型管換熱器（4）和壁掛式換熱器（5），將煙氣的溫度從煙氣進(jìn)口（1）的140~150℃降至60~70℃，在60~70℃的溫度條件下多孔硅顆粒完成對(duì)二氧化碳的吸收；

2）解吸得到CO₂氣體：步驟1）中的多孔硅顆粒隨煙氣進(jìn)入吸附塔（3）的頂部旋風(fēng)分離器（6），經(jīng)旋風(fēng)分離器（6）氣固分離后的多孔硅顆粒進(jìn)入解吸塔（2）頂部而煙氣被排入大氣，進(jìn)入解吸塔（2）的多孔硅顆粒被布置在解吸塔（2）內(nèi)的第三換熱器（19）在130~140℃溫度下加熱解吸，經(jīng)二氧化碳收集管（9）得到CO₂氣體；

3）顆粒降溫：經(jīng)步驟2）加熱解吸的多孔硅顆粒通過解吸塔（2）內(nèi)均勻布置的漏斗（7），進(jìn)入顆粒冷卻區(qū)（8），將多孔硅顆粒冷卻至70~80℃；

4）顆粒重新返回吸附塔（3）：將步驟1）中處理后的煙氣從旋風(fēng)分離器（6）的氣體出口引出，流量控制在15.2~24.3t/h，進(jìn)入顆粒冷卻區(qū)（8）的底部，經(jīng)步驟3）中的顆粒冷卻區(qū)（8）冷卻降溫至70~80℃的多孔硅顆粒從顆粒入口（23）吹入吸附塔（3）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集裝置，其特征在于，經(jīng)步驟2）二氧化碳收集管（9）得到的濃度為90~95%、溫度在130~140℃的CO₂氣體通過二氧化碳換熱器（13）對(duì)凝汽器（10）出口的部分凝結(jié)水加熱，凝結(jié)水流量為20~40t/h，凝結(jié)水被加熱至60~70℃后送入低壓加熱器（11）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電廠的一體式顆粒流化二氧化碳捕集裝置，其特征在于，所述多孔硅顆粒的直徑為200~250μm，可處理的煙氣流量為380~405.6t/h，吸附塔（3）底部煙氣進(jìn)口（1）的煙氣溫度為140~150℃，壓力為0.0994~0.0995MPa，解吸塔（2）內(nèi)壓力為0.018~0.02MPa。