[发明专利]一种燃煤电厂的乏汽凝热回收系统

说明书

本发明涉及节能技术领域，特别是涉及一种燃煤电厂的乏汽凝热回收系统。

我国占一次能源72％的煤，六成用于发电，煤电占78％。2007年电力装机已突破7亿kW。按达到“小康”时人均电1kW计，2020年装机达15亿kW；增加一倍。届时，即使全部采用超超临界技术，CO₂的排放量也将为世界温室气体减排的“巴厘岛路线图”所不容。所以CO₂的捕集、沉积技术刻不容缓。近年来，CO₂捕集和封存技术(简称CCS)被认为是电力等部门减少CO₂排放的极有潜力的技术，而得到国际社会的普遍关注。

成本过高和额外能耗问题是CCS技术迄今没有大规模应用的重要障碍，其中CO₂捕集成本占总成本的60-80％。CO₂的捕集和压缩是CCS系统中成本最大的部分，这主要表现为整个电厂效率损失以及更多的能源消耗这两个方面。效率损失主要有CO₂回收需要的热量和动力以及压缩消耗的能量。对于亚临界、超临界和超超临界煤粉炉，效率均降低9.2个百分点。

随着人民生活水平的提高以及我国城镇化的步伐加快，增加住宅舒适度的能耗将不断提高。我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7％。其中，北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标煤/年，占我国2004年煤产量的11.4％；建筑用电和其它类型的建筑用能(炊事、照明、家电、生活热水等)折合为电力，总计约为5500亿度/年，占全国社会终端电耗的27％～29％。现有建筑物的生活用水大部分采用电或燃气加热，供暖用水基本上采用以直接燃煤的小供暖锅炉和“热电联供”的发电厂的1MPa蒸汽为热源，这种“高能低用”的模式是很不合理的；平均火用效率，即热力学第二定律效率只有10％左右。

在工业部门的五个主要耗水行业中(电力，石油化工、冶金、纺织和造纸)广泛使用的冷却塔是工业耗水的主要根源之一。在所有工业领域，发电厂是耗水“大户”。

电厂在损耗大量的冷却水的同时，还带走了大量的余热，对电厂周围环境造成不容忽视的热污染。

综合用能，节约宝贵的水资源，实现“第二代资源系统”，是趋向于零排放目标的关键。

现有技术的一种采用燃煤电厂MEA吸收法的二氧化碳捕集装置的结构如图1所示，烟气经引风机1泵入吸收塔2，自下向上流经吸收塔2，与从上部入塔的二氧化碳吸收液(贫液)形成逆流接触，使二氧化碳得到脱除。净化后的脱碳烟气从塔顶排出。吸收了二氧化碳的吸收液(富液)通过富液泵3泵入贫富液溶液换热器4与解吸后的温度较高的贫液进行热交换，吸热后进入再生塔5。富液从再生塔5上部进入，通过汽提解吸部分二氧化碳，然后进入煮沸器10/V，被由汽轮机来的高压蒸汽加热，其中的二氧化碳进一步解吸。解吸二氧化碳后的贫液由再生塔5底部流出，经贫富液换热器4放热冷却后，用贫液泵6送至水冷器7，冷却后进入吸收塔2。溶剂往返循环构成连续吸收和解吸二氧化碳的工艺过程。从再生塔5顶出来的二氧化碳及蒸汽混合物通过冷却器8冷却冷凝，经由分离器9汽水分离，冷凝水通过回流补液返回系统，分离出的二氧化碳气体进入后续的压缩处理程序。

目前MEA吸收法捕获二氧化碳所采用的吸收剂是在105-110℃解吸，现有加热技术是抽取蒸汽进行加热，由于MEA吸收剂与二氧化碳的解吸需要大量的热量(每捕获1吨二氧化碳需要3.5吉焦耳热量)，这么大的热量需求，大约需要300t/h(吨每小时)左右的汽轮机中压缸排出蒸汽，约占300MW凝器式汽轮机机组中压缸出口蒸汽量(630t/h)的二分之一，大量的蒸汽耗量会使凝汽式汽轮机机组的凝汽器的进汽量不足而影响汽轮机的正常工作。另一方面目前燃煤电厂汽轮机出口乏汽的冷凝废热一般是通过湿式冷却塔的冷却水系统排入当地环境，大量的冷凝热量排入环境，对周围环境造成了热污染，并有大量的冷却水随空气进入大气而损耗。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种燃煤电厂的乏汽凝热回收系统，以克服现有技术中由于抽取蒸汽进行加热吸收剂而造成资源浪费的缺陷。