[发明专利]降低燃煤烟道气CO2捕集能耗的烟气预处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤烟道气CO₂捕集相关技术领域，具体的说，是涉及一种降低燃煤烟道气CO₂捕集能耗的烟气预处理系统。

背景技术

目前，在燃煤电厂燃烧后CO₂捕集技术中，醇胺溶液吸收法最为成熟，实现了大规模的工业应用。变压吸附因其具有能耗低、腐蚀性弱的特点同样受到广泛关注，主要吸附剂为沸石13X，具有相对较高的CO₂吸附容量和选择性。

不管是醇胺溶液吸收法还是沸石13X变压吸附法，捕集工艺对燃煤烟气的预处理要求都很高，如烟气温度需要降低至30℃左右，烟气SO₂含量一般需降低到20mg/m³以下,尽量降低饱和烟气中水蒸气含量等。

然而脱硫后湿饱和烟气温度高于50℃，且存在12-16％左右的水蒸气，需要大量的额外冷量对烟气进行预降温，浪费了较多的能量，同时大量水蒸气的存在会显著减小吸收剂的吸收容量，并造成捕集系统水失衡，增加捕集能耗。

因此，如何设计一种能够降低烟气温度，减少烟气含湿量以降低燃煤烟道气CO₂捕集能耗的烟气预处理系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于降低燃煤烟道气CO₂捕集能耗的烟气预处理系统。本发明通过设计全新的结构，可以实现脱硫后烟气温度降低，含湿量降低并将余热再次利用的效果。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于降低燃煤烟道气CO₂捕集能耗的烟气预处理系统，包括：

直接接触式换热器，布置于脱硫塔烟气出口的烟道上，换热器内部设置有喷淋层和除雾器，换热器上部通过烟道与CO₂捕集装置相连通；

所述换热器外侧设有真空闪蒸装置和蒸汽压缩装置，换热器底部通过管路依次与真空闪蒸装置、蒸汽压缩装置和CO₂捕集装置连通；

所述真空闪蒸装置底部通过管路与换热器喷淋层连通，使得换热器内部的高温水经真空闪蒸装置后变为低温水再次从换热器内喷淋。

优选的，所述换热器外侧设有循环泵，用于将与烟气换热后的高温水泵送至真空闪蒸装置喷淋层。

优选的，所述换热器外侧设有喷淋泵，用于将真空闪蒸装置底部的低温水泵送至换热器喷淋层。

优选的，所述真空闪蒸装置与真空泵连通，真空闪蒸装置内部具有喷淋区。

优选的，所述真空闪蒸装置的顶部与蒸气压缩装置的进气口相连通。

优选的，所述CO₂捕集装置包括与换热器连接的吸收塔，吸收塔还通过富液-贫液换热器与再生塔连通；所述再生塔与蒸汽压缩装置连通。

本发明的有益效果是：

(1)依靠接触式换热器和真空闪蒸装置将脱硫塔出口饱和烟气温度由50℃降低到30℃左右，实现“低温”烟气，同时烟气中的水蒸气因此冷凝，实现“低水”烟气。低温水通过换热器喷淋装置吸收脱硫塔中未参与反应的SO₂等杂质，进一步提高脱硫效率至99％以上，实现“低硫”烟气。

(2)换热器出烟口的“低温、低水、低硫”烟气直接进入CO₂捕集装置的吸收塔，降低了CO₂捕集成本20％，提高了CO₂捕集效率，并且，真空闪蒸出的蒸汽被蒸气压缩装置压缩后作为CO₂捕集装置再生塔的部分热源，降低了CO₂捕集再生能耗30％。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1、进烟口，2、直接接触式换热器，3、换热器喷淋层，4、换热器除雾器，5、出烟口，6、热电偶，7、循环泵，8、喷淋泵，9、真空泵，10、真空闪蒸装置，11、真空闪蒸装置喷淋层，12、蒸汽压缩装置，13、增压风机，14、吸收塔，15、富液-贫液换热器，16、再生塔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：一种用于降低燃煤烟道气CO₂捕集能耗的烟气预处理系统，其结构如图1所示，包括：