[實用新型]一種低能耗二氧化碳捕集及封存系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821699879.3
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN209093018U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜玉雁;梁世強;胡和敏;郭朝紅;岳鵬;郭永獻;曾秒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院工程熱物理研究所;衡水中科衡發(fā)動力裝備有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種低能耗二氧化碳捕集及封存系統(tǒng)，燃煤電廠產(chǎn)生的中高溫煙氣首先通入熱回收換熱器釋放高溫余熱后變?yōu)榈蜏責煔?，之后進行脫硫脫硝處理后進入壓縮機組，壓縮后的煙氣通過間冷回熱器降溫，然后進入氣液分離裝置分離其中的液態(tài)二氧化碳，脫除二氧化碳后的高壓氣體依次進入膨脹機組做功和各級間冷回熱器的冷側(cè)，膨脹作功后的氣體最后再經(jīng)過熱回收換熱器回收熱量，達到排放溫度后輸送到煙囪，排放到大氣。本實用新型將煙氣壓縮與膨脹功回收、回熱器余熱回收相結(jié)合，最大限度地節(jié)省功耗，通過與儲能、蓄熱系統(tǒng)相結(jié)合，起到電廠調(diào)峰的功能，削減了單位初投資成本；該系統(tǒng)還可以提供低溫脫除二氧化碳所需的冷源以減少功耗，提高效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集以及電廠節(jié)能降耗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種二氧化碳的捕集及封存系統(tǒng)，更具體地說，是涉及一種煙氣二氧化碳捕集及封存系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的碳捕集與封存方式主要分為：燃燒前捕集、富氧燃燒捕集和燃燒后捕集。燃燒前捕集技術(shù)是將高碳化石燃料在其燃燒之前分離二氧化碳的碳捕集方式，其典型系統(tǒng)如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)，其分離二氧化碳的過程主要分為兩步：1)高碳化石能源在氧氣充足的環(huán)境下轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳；2)將氫氣和二氧化碳分離，以氫氣為燃料，所得產(chǎn)物主要為水，清潔無污染。然而這種清潔無污染的燃燒前碳捕集方式，初期投入過大，工藝過于復雜，技術(shù)可靠性不高，限制了其大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

富氧燃燒捕集主要方式是通過將空氣中的氮氣分離形成富氧的燃燒環(huán)境，高碳化石能源在這樣的環(huán)境下充分燃燒，則產(chǎn)生的尾氣主要為二氧化碳，然后進行封存。雖然富氧燃燒捕集技術(shù)工藝簡單，但是由于富氧燃燒捕集技術(shù)中的純氧環(huán)境制造非常困難，此過程投資較大，限制了其應(yīng)用。

燃燒后捕集技術(shù)是直接傳統(tǒng)大型燃煤電站煙氣出口處捕集二氧化碳再進行儲存和利用的碳捕集方式。由于燃燒后捕集技術(shù)對大型燃煤電站的改造較小，因此是公認的最有可能實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的碳捕集方式。然而燃燒后捕集技術(shù)能耗較高，限制了其商業(yè)應(yīng)用。因此如何降低燃燒后捕集技術(shù)的脫碳能耗成為了國內(nèi)外研究的重點。

目前國內(nèi)外提出了多種燃燒后捕集的方式：水合物分離技術(shù)(如中國專利申請CN201710252686.7等)、物理吸收法(如中國專利申請CN201110140000.8等)、化學吸收法(如中國專利申請CN201711360255.9等)、膜分離技術(shù)(如中國專利申請CN201810108522.1等)、低溫分離技術(shù)(如中國專利申請CN201810037835.2等)、光催化還原二氧化碳(如中國專利申請CN201620778801.5等)等。低溫分離技術(shù)的工作原理是將混合氣體進行冷卻壓縮，然后經(jīng)過蒸餾達到氣體分離的效果。然而由于大型燃煤電站尾部煙氣的二氧化碳含量降低，現(xiàn)有的低溫分離技術(shù)效率相對較低，投資和能耗高，還無法用于大型燃煤電站的碳捕集系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有燃燒后二氧化碳捕集技術(shù)所存在的能耗較高、效率較低、投資較大等缺點和不足，本實用新型旨在提供一種煙氣二氧化碳捕集及封存系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于高壓液化分離原理，將煙氣壓縮與膨脹功回收、回熱器余熱回收相結(jié)合，最大限度地節(jié)省功耗；同時，通過與儲能、蓄熱系統(tǒng)相結(jié)合，起到電廠調(diào)峰的功能，達到一投多用，削減單位初投資成本；此外，該系統(tǒng)還可以提供低溫脫除二氧化碳所需的冷源，進一步減少功耗，提高效率。

本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種低能耗二氧化碳捕集及封存系統(tǒng)，包括熱回收換熱器、脫硫脫硝塔、壓縮機組、膨脹機組、氣液分離裝置和煙囪，

其中，

所述壓縮機組包括若干級壓縮機，相鄰兩級壓縮機的排氣口與進氣口之間通過管路連通，且每一級壓縮機的排氣管路上均設(shè)置有一級間冷回熱器，各級壓縮機的排氣通過對應(yīng)級的所述間冷回熱器的熱側(cè)后釋放熱量，