[发明专利]一种用于钢厂烧结废气干法CO2捕集的低温余热发电系统

说明书

本发明公开一种用于钢厂烧结废气干法CO2捕集的低温余热发电系统，包括低温余热发电系统，低温余热发电系统包括钢厂烧结废弃余热回收部分，干法二氧化碳捕集系统部分，钢厂烧结废弃余热回收部分包括吸收塔、余热锅炉、第一降温器、冷凝器、升温器、第二循环泵和增压风机，干法二氧化碳捕集系统部分包括气液分离器、第二降温器、CO2除尘器、再生塔、吸收塔、旋风分离器、布袋除尘器、环冷风机、热管加热器、取热盘管、再生风机、降温器、冷凝器、升温器和增压风机。本发明结构简单，设计合理，通过有效利用CO2捕集过程中的反应热及CO2吸收剂再生过程中的余热资源，可以有效降低用能耗量10～20％，为钢铁行业规模化应用碳捕集装置创造条件。

技术领域

本发明涉及钢铁行业节能技术领域，具体为一种用于钢厂烧结废气干法CO2捕集的低温余热发电系统。

背景技术

由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化已经成为本世纪人类面临的最大挑战之一。在《巴黎协定》的框架下，到本世纪中叶实现碳中和是全球应对气候变化的最根本的举措。钢铁行业是工业领域的碳排放大户。烧结工艺是钢铁企业重要的原料加工工序，是典型的高耗能、高污染环节，对烧结废气进行CO2捕集和封存是实现低碳发展的不二选择，干法二氧化碳捕集工艺，是利用碱金属作为吸附剂，在吸收塔内烟气与碱金属吸附剂反应床充分接触，二氧化碳、水蒸气和碱金属碳酸盐吸附剂生成碳酸氢盐，CO2被有效捕集。反应式为M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)→2MHCO3(s)(60～100℃)。吸收了二氧化碳的碳酸氢盐进入再生塔，在再生塔内升温后发生分解反应，2MHCO3(s)→M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)(100～200℃)。CO2和H2O由再生塔顶部送至提纯工艺，达到二氧化碳捕集的目的，再生后的吸附剂重新送回吸收塔内，实现吸附剂的循环利用。此方法的关键在于烟气进入吸收塔前要满足水蒸气与二氧化碳的配比接近于1:1，同时要控制烟气温度满足吸附剂反应温度，最重要的是为吸附剂的再生提供能量。

目前烧结生产过程中，烧结环冷机余热发电技术日益成熟，它已被广泛的应用于各大钢铁企业，然而，烧结废气往往经脱硫脱硝除尘处理后排放，排烟温度120℃～150℃，本专利基于烧结废气的特点，以及现有的工艺路线，公开一种CO2捕集的低温余热发电系统，有效利用CO2捕集过程中的反应热及CO2吸收剂再生过程中的余热资源，可以有效降低用能耗量10～20％，为钢铁行业规模化应用碳捕集装置创造条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于钢厂烧结废气干法CO2捕集的低温余热发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钢厂烧结废气干法CO2捕集的低温余热发电系统，低温余热发电系统，所述低温余热发电系统包括钢厂烧结废弃余热回收部分，干法二氧化碳捕集系统部分；

所述钢厂烧结废弃余热回收部分包括吸收塔、余热锅炉、第一降温器、冷凝器、升温器、第二循环泵和增压风机；

所述干法二氧化碳捕集系统部分包括气液分离器、第二降温器、CO2除尘器、再生塔、吸收塔、旋风分离器、布袋除尘器、环冷风机、热管加热器、取热盘管、再生风机、降温器、冷凝器、升温器和增压风机。

作为本发明的进一步改进，所述低温余热发电系统包括系统内热能综合收集部分与热量利用部分。

作为本发明的进一步改进，所述系统内热能综合收集部分包括第一冷凝器、吸收塔、取热盘管、第一降温器、第二降温器和冷却器，所述系统内热能综合收集部分内的热量分布主要包括烧结废气的显热和潜热。

作为本发明的进一步改进，所述热量利用部分包括热交换器、发电机组、第二冷凝器、热交换器、补水泵、第一循环泵和第一冷凝器，热量利用部分一部分含有热能的循环水用于烧结工艺中混合制粒工序，另一部分是采用低沸点、高饱和蒸汽压物质作为工作介质。