[发明专利]一种锅炉低温冷却碳捕集系统及该系统的设置方法

权利要求书

1.一种锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，包括：

脱硫脱硝装置(1)，用于脱去烟气中的含硫含硝物质；

除尘器(2)，用于除去所述烟气中的固体杂质；

低温冷却器(3)，用于将所述烟气中的二氧化碳凝华成干冰；

固相混合物收集器(4)，用于分离收集所述干冰；

所述脱硫脱硝装置(1)、所述除尘器(2)及所述低温冷却器(3)通过管路依次连通，所述固相混合物收集器(4)设置在所述低温冷却器(3)的底部，且所述脱硫脱硝装置(1)还与锅炉(5)排烟口连通，使所述锅炉(5)产生的烟气经过所述脱硫脱硝装置(1)、所述除尘器(2)、所述低温冷却器(3)及所述固相混合物收集器(4)的处理后达到锅炉碳减排的要求。

2.根据权利要求1所述的锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述低温冷却器(3)内部排布有供冷却介质进行换冷的冷却介质循环管路(7)。

3.根据权利要求2所述的锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述冷却介质为单一元素的液相介质或单一化合物的液相介质的单一工质介质；所述单一工质介质为液氮、液氢、液氧、液氩、液氦等单一元素的液相介质，或液态甲烷、乙烷、丙烷等单一化合物的液相介质中的任意一种；或

含有或不含有氟利昂的混合制冷剂、液化天然气混合物、碳氢化合物混合物、溴化物混合物、其他二元溶液混合物中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述冷却介质的冷源为电站锅炉(5)或汽机的蒸汽驱动的制冷压缩机。

5.根据权利要求1所述的锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述冷却介质的冷源为电站锅炉(5)驱动的火电机组产生的调峰电力、电网调峰调频电力或电网低谷电力驱动的电制冷压缩机。

6.根据权利要求1-5任一项所述的锅炉低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述低温冷却器(3)为单级低温冷却器或多级低温冷却器。

7.根据权利要求1-5任一项所述的锅炉(5)低温冷却碳捕集系统，其特征在于，所述低温冷却器(3)为两级低温冷却器，包括：第一级低温冷却器(31)和第二级低温冷却器(32)；所述固相混合物收集器(4)为两个，包括：第一固相混合物收集器(41)和第二固相混合物收集器(42)；

所述第一级低温冷却器(31)用于分离烟气中的水分，使所述水分形成的冰及粉尘固相混合物，并由与所述第一级低温冷却器(31)连通的所述第一固相混合物收集器(41)分离收集；

所述第二级低温冷却器(32)用于分离烟气中的二氧化碳，使所述二氧化碳形成的干冰及粉尘固相混合物，并由所述与所述第二级低温冷却器(32)连通的第二固相混合物收集器(42)分离收集。

8.一种锅炉低温冷却碳捕集方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的锅炉低温冷却碳捕集系统捕集锅炉(5)烟气中的二氧化碳。

9.一种锅炉低温冷却碳捕集系统设置方法，其特征在于，包括：

检测烟气中成分含量；

根据所述成分含量选择低温冷却器(3)，并将所述低温冷却器(3)设置在锅炉(5)的排烟管路中；

在所述低温冷却器(3)底部设置固相混合物收集器(4)；

所述低温冷却器(3)与所述固相混合物收集器(4)配合分离收集所述烟气中的水分和二氧化碳，使所述烟气达到碳减排的要求。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述低温冷却器(3)换热平衡计算方法为：

Q_冷总＝Q_一级+Q_二级+……+Q_N级＝F_水*(Q_水固潜+(T_烟-T_水固)*C_p汽)+F_CO2*[Q_CO2固

_潜+(T_烟-T_CO2固)*C_pCO2]；

其中：

Q_冷总为低温冷却器总的冷却换热量，单位为kJ/h；

Q_一级、Q_二级、……、Q_N级为一级、二级、……、N级低温冷却器的冷却换热量，单位为kJ/kg；

F_水为烟气中含有的水蒸汽的流量，单位为kg/h；

F_CO2为烟气中含有的二氧化碳的流量，单位为kg/h；

T_烟为烟气进入低温冷却器入口温度，单位为℃；

Q_水固潜为水凝结为固态的相变潜热，单位为kJ/h；

Q_CO2固潜为二氧化碳凝结的干冰的相变潜热，单位为kJ/h；

T_水固为水蒸汽或水固化温度，单位为℃；

T_CO2固为气态或液态二氧化碳的固化温度，单位为℃；

C_p汽为水蒸汽的比热容，单位为kJ/kg℃；

C_pCO2为气态二氧化碳的比热容，单位为kJ/kg℃。