[发明专利]基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统及方法

说明书

本发明公开了基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统及方法；基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统，包括二氧化碳捕集子系统和基于汽轮机排汽的余热回收热泵子系统；其特征在于：所述二氧化碳捕集子系统包括引风机、吸收塔、富液泵、贫/富液换热器、富液换热器、解吸塔、再沸器、贫液泵、贫液冷却器、塔顶气换热器和气液分离器；所述基于汽轮机排汽的余热回收热泵子系统包括凝汽器、塔顶气换热器、压缩机、再沸器、富液换热器以及节流阀；所述二氧化碳捕集子系统中，所述的吸收塔具有底部气体入口，供经引风机引入的含CO₂烟气进入，底部液体出口与富液泵入口相连；本发明适用于燃煤电厂等产生的烟气中低浓度CO₂的捕集。

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集系统及方法，具体涉及一种基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统及方法。

背景技术

为满足社会不断发展的能源需求，大量煤、天然气等化石燃料的燃烧导致了CO₂气体的大量排放，带来了严重的温室效应和气候变化，引起了全人类的广泛关注。因此高效经济的二氧化碳捕集技术十分必要。

目前，以碱性醇胺类水溶液为化学吸收剂的二氧化碳燃烧后捕集工艺已较为成熟，电力行业中已开始相关的示范工程。然而，该工艺中为了实现吸收剂的再生和二氧化碳的解吸，需要从汽水系统汽轮机的中低压缸抽取高品质蒸汽供热，能耗高，同时导致蒸汽利用率下降、电厂效率降低。据统计，二氧化碳捕集系统的应用将使电厂净效率降低9.5-12.5％。其次，由于燃煤电站发电工艺的汽水系统的本质特征，蒸汽在凝汽器内凝结放出大量汽化潜热被循环冷却水带走，这部分热量由于品质较低往往被浪费，排放到周围环境中。同时，碳捕集系统中仍有多处热流能量未实现充分回收利用，由此造成了热能的极大浪费。因此研究一种回收蒸汽系统及碳捕集工艺流程中低品质热量并充分利用具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于汽轮机排汽余热回收利用的二氧化碳捕集系统，包括二氧化碳捕集子系统和基于汽轮机排汽余热回收的热泵子系统；其特征在于：

所述二氧化碳捕集子系统包括引风机、吸收塔、富液泵、贫/富液换热器、富液换热器、解吸塔、再沸器、贫液泵、贫液冷却器、塔顶气换热器和气液分离器。

所述基于汽轮机排汽余热回收的热泵子系统包括凝汽器、塔顶气换热器、压缩机、再沸器、富液换热器以及节流阀。

所述二氧化碳捕集子系统中，所述的吸收塔具有底部气体入口，供经引风机引入的含CO₂烟气进入，底部液体出口与富液泵入口相连，顶部液体入口与贫液冷却器出口相连，顶部气体出口连通至后续压缩系统；贫/富液换热器第一入口和第一出口分别与富液泵出口和富液换热器第一入口相连，贫/富液换热器第二入口与贫液泵出口相连；贫/富液换热器的第二出口和贫液冷却器入口相连；解吸塔顶部分别与富液换热器第一出口、塔顶气换热器的第一入口相连，解吸塔底部第一出口与贫液泵入口相连；解吸塔底部第二出口与再沸器的第一入口相连，解吸塔底部入口与再沸器第一出口相连；塔顶气换热器第一出口与气液分离器入口相连，气液分离器底部出口与贫液冷却器的入口连通；气液分离器顶部出口连接CO₂压缩系统。

所述基于汽轮机排汽的余热回收热泵子系统中，汽轮机的低压缸出口经排汽管道与凝汽器的排汽入口连通，凝汽器的凝结水出口与经热井连接，凝汽器的凝结水由热井收集，并通过凝结水泵提供动力，经多级锅炉给水加热器加热后送入锅炉；凝汽器的热泵工质出口与塔顶气换热器第二入口相连，塔顶气换热器第二出口与压缩机入口相连，压缩机出口与再沸器第二入口相连，再沸器第二出口与富液换热器第二入口连接，富液换热器第二出口与节流阀入口相连，节流阀出口与凝汽器的热泵工质入口相连，形成闭环。