[實用新型]一種碳捕集系統(tǒng)再生氣熱量回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721193852.2
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN207533246U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 汪世清;郭東方;牛紅偉;劉練波;郜時旺
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能上海石洞口發(fā)電有限責任公司
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01D53/02;F25J5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種碳捕集系統(tǒng)再生氣熱量回收裝置，包括再生塔，再生塔填料層上方與富液管道相連，再生塔填料層下方與再沸器連接，再生塔底部液體出口與貧液管道相連，再生塔頂部氣體出口與余熱回收器熱側入口相連，余熱回收器熱側出口通過再生氣冷卻器與第一氣液分離罐入口相連，第一氣液分離罐頂部氣體出口與CO₂管道相連，第一氣液分離罐底部液體出口經過減壓閥與余熱回收器冷側入口相連，余熱回收器冷側出口與第二氣液分離罐入口相連，第二氣液分離罐底部液體出口經過冷凝回流泵與再生塔頂部相連，第二氣液分離罐頂部氣體出口經過壓縮機與再生塔底部相連；本實用新型通過設置余熱回收器熱側和冷側的壓力梯度，實現有效換熱，投資成本低。

技術領域

本實用新型屬于二氧化碳捕集技術領域，具體涉及一種碳捕集系統(tǒng)再生氣熱量回收裝置。

背景技術

二氧化碳(CO₂)是最主要的溫室氣體。工業(yè)生產(石油、電力、化工、水泥等)過程中向大氣排放大量的二氧化碳氣體，導致全球性的氣候變化，威脅人類文明社會的可持續(xù)發(fā)展。煙氣二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)技術被廣泛認為是實現大規(guī)模溫室氣體減排、遏制氣候變化的重要技術途徑。采用有機胺作為二氧化碳吸收溶劑的化學吸收法是當前主流的煙氣二氧化碳捕集技術，已開發(fā)百萬噸級工業(yè)級示范裝置。當前阻礙碳捕集技術大規(guī)模推廣的主要原因之一是捕集運行成本，尤其是能耗成本過高。這主要是由于從富液中再生CO₂時需要用到大量的蒸汽導致的。常規(guī)的CO₂再生系統(tǒng)的工藝為：在吸收塔中吸收了CO₂后的溶液(富液)由頂部進入再生塔，被再沸器加熱至110～120℃，解吸出CO₂氣體，同時也伴有大量的水蒸氣生成；解析后的貧液從再生塔底部流出，進入吸收塔進行下一個吸收循環(huán)；再生氣從再生塔頂部流出，再生氣溫度為95～105℃，壓力為150～200kPa；再生氣主要由CO₂、水蒸氣和微量的雜質氣體組成，其中水蒸氣的量占到30～50％左右；再生氣經過再生氣冷卻器，被冷卻水冷卻至35～40℃；冷卻除水后的CO₂氣體從氣液分離罐頂部排出，進入壓縮液化系統(tǒng)；脫除下來的冷凝液從氣液分離罐底部流出，通過冷凝回流泵從再生塔塔頂注入，保持系統(tǒng)水平衡，同時也達到冷卻塔頂再生氣的作用。

再生塔解吸的熱量的通過再沸器提供的，在再沸器中，再生塔中的溶液被取自電廠的蒸汽加熱，蒸汽冷凝成水后重新回到電廠汽-水循環(huán)系統(tǒng)。對于質量分數為30％的MEA吸收溶液，解吸出1噸CO₂,約消耗2噸蒸汽，再生熱耗約為3.8～4.2GJ/tCO₂，再生蒸汽成本占到總捕集成本的60％～70％。

而另外一方面，碳捕集系統(tǒng)運行過程被冷卻水帶走的余熱很多，碳捕集系統(tǒng)的冷卻負荷主要包括三個部分：再生氣冷卻、貧液冷卻和洗滌液冷卻，三部分冷卻負荷各占約1/3。其中，再生氣的溫度較高、且含有大量水蒸氣，具有較高的余熱回收利用價值。對于這部分余熱的回收，通常采用熱泵系統(tǒng)進行回收利用，但熱泵系統(tǒng)比較復雜，投資成本較高。因此，尋求一種簡單易于實施的再生氣熱量回收結構，降低電廠煙氣碳捕集的熱耗成本，是十分有意義的。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種碳捕集系統(tǒng)再生氣熱量回收裝置，投資成本低。

為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為：