[發(fā)明專利]利用電廠低壓渦輪蒸汽的吸附流化床碳捕集系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210556042.8
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN115069066B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江龍;雍覲源;劉偉;季穎;張學(xué)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B01D53/12
• 分類號: B01D53/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種利用吸附流化床碳捕集系統(tǒng)的資源利用和碳捕集方法，其特征在于，所述吸附流化床碳捕集系統(tǒng)包括循環(huán)流化床（14）、旋流分離器（15）、第一換熱器（16）、鼓泡流化床（17）、第二換熱器（18）、壓縮機(jī)（19）和第三換熱器（20）；所述循環(huán)流化床（14）底部設(shè)有用于與電廠煙道連通的煙氣進(jìn)口，內(nèi)部用于填充能吸附煙氣中二氧化碳的吸附劑，內(nèi)部設(shè)有用于冷卻煙氣的冷卻水管路，冷卻水管路的出口與電廠中鍋爐給水管路連通；循環(huán)流化床（14）頂部開設(shè)煙氣出口，煙氣出口通過管路與旋流分離器（15）連通；所述旋流分離器（15）的頂部與外界連通，底部通過設(shè)有第一換熱器（16）的管路與鼓泡流化床（17）的頂部進(jìn)氣口連接，使吸附有二氧化碳的吸附劑經(jīng)第一換熱器（16）預(yù)熱后能進(jìn)入鼓泡流化床（17）中進(jìn)行脫附；所述鼓泡流化床（17）內(nèi)設(shè)有用于加熱的蒸汽換熱盤管，底部開設(shè)吹掃氣入口和返料口，頂部開設(shè)出氣口；所述蒸汽換熱盤管的進(jìn)口端通過管路與電廠中低壓渦輪（12）的蒸汽入口連通，使部分蒸汽能用于鼓泡流化床（17）的加熱過程；蒸汽換熱盤管的出口端通過設(shè)有第三換熱器（20）的管路與電廠中鍋爐給水管路連通；所述吹掃氣入口通過管路與電廠中低壓渦輪（12）的蒸汽入口連通；所述返料口通過設(shè)有第二換熱器（18）的管路與循環(huán)流化床（14）連通，用于將預(yù)冷后的吸附劑通入循環(huán)流化床（14）中；所述出氣口通過管路與第一換熱器（16）連通，用于將脫附的二氧化碳送入第一換熱器（16）；第一換熱器（16）上開設(shè)氣體出口，與該氣體出口相連的第一管路與所述吹掃氣入口連通，與該氣體出口相連的第二管路通過壓縮機(jī)（19）后與第三換熱器（20）連通；所述第一換熱器（16）的第一換熱水管路與第二換熱器（18）的第二換熱水管路連通并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述電廠包括鍋爐本體（1）、汽包（2）、過熱器（3）、再熱器（4）、省煤器（5）、除塵器（6）、引風(fēng)機(jī)（7）、除氣器（8）、冷凝器（9）、高壓渦輪（10）、中壓渦輪（11）和低壓渦輪（12）；所述鍋爐本體（1）的煙道中沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来卧O(shè)有過熱器（3）、再熱器（4）、省煤器（5）、除塵器（6）和引風(fēng)機(jī)（7），引風(fēng)機(jī)（7）的出口通過管路與循環(huán)流化床（14）的煙氣進(jìn)口連通；鍋爐給水管路通過除氣器（8）后與省煤器（5）的進(jìn)口連通，省煤器（5）的出口通過管路與設(shè)于鍋爐本體（1）頂部的汽包（2）連通，汽包（2）的出口通過管路依次與過熱器（3）、高壓渦輪（10）、再熱器（4）和中壓渦輪（11）連通；中壓渦輪（11）的出口通過第一蒸汽管與低壓渦輪（12）的進(jìn)口連通，低壓渦輪（12）的出口通過設(shè)有冷凝器（9）的管路與鍋爐給水管路連通；中壓渦輪（11）的出口通過第二蒸汽管分別與鼓泡流化床（17）的吹掃氣入口和蒸汽換熱盤管的進(jìn)口端連通；

所述資源利用和碳捕集方法具體如下：

電廠中鍋爐本體（1）產(chǎn)生的煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入循環(huán)流化床（14），循環(huán)流化床（14）內(nèi)填充的吸附劑吸附煙氣中的二氧化碳，同時，產(chǎn)生的部分吸附熱被冷卻水管路中的冷卻水吸收；吸附二氧化碳后的吸附劑與其他雜質(zhì)氣體一起進(jìn)入旋流分離器（15），通過旋流分離器（15）實現(xiàn)氣固分離，分離后的氣體從旋流分離器（15）的上方排出，吸附有二氧化碳的吸附劑經(jīng)第一換熱器（16）預(yù)熱后進(jìn)入鼓泡流化床（17）；進(jìn)入鼓泡流化床（17）中的吸附劑吸收來自電廠中低壓渦輪（12）蒸汽的顯熱和潛熱并進(jìn)行解吸，解吸產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w通過底部吹掃氣入口通入的吹掃氣從下往上吹出并進(jìn)入第一換熱器（16）中作為熱源換熱；換熱后的二氧化碳一部分作為吹掃氣重新進(jìn)入鼓泡流化床（17），另一部分進(jìn)入壓縮機(jī)（19）；經(jīng)壓縮機(jī)（19）壓縮升溫后的二氧化碳通入第三換熱器（20）作為熱源換熱，換熱后作為產(chǎn)品氣排出收集；在鼓泡流化床（17）中解吸后的吸附劑在自身重力作用下經(jīng)第二換熱器（18）預(yù)冷后返回至循環(huán)流化床（14）中，重新開始循環(huán)利用；循環(huán)流化床（14）和第三換熱器（20）產(chǎn)生的冷卻水均通入電廠的鍋爐給水管路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源利用和碳捕集方法，其特征在于，所述循環(huán)流化床（14）和鼓泡流化床（17）之間設(shè)有第二換熱器（18）的管路具有傾斜度，使從鼓泡流化床（17）返料口流出的物料能在重力作用下依次進(jìn)入第二換熱器（18）和循環(huán)流化床（14）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源利用和碳捕集方法，其特征在于，所述吸附劑為氧化鋁、沸石、活性炭、金屬有機(jī)框架、負(fù)載型胺基吸附劑或堿金屬基吸附劑中的一種或多種。