[发明专利]一种烟气余热用于碳捕集再生的系统及方法

说明书

本发明涉及碳捕集技术领域，公开了一种烟气余热用于碳捕集再生的系统及方法，该系统中，碳捕集吸收塔中产生的富液依次进入贫富液换热器、富液再热器和再生塔，再生塔中的富液通过再沸器进行加热；再生塔中产生的贫液与贫富液换热器中的富液进行换热，进入碳捕集吸收塔中再利用；来自锅炉的一股烟气经空气预热器中换热后获得第一烟气物流；来自锅炉的另一股烟气与再沸器中的富液换热后获得第二烟气物流；第一烟气物流和第二烟气物流汇合后与富液再热器中的富液进行换热，再进入碳捕集吸收塔中进行碳捕集。本发明通过将锅炉产生的烟气余热充分利用于碳捕集机组中的吸收剂再生，提高了燃煤机组的能量利用率，同时降低了碳捕集机组中的再生能耗。

技术领域

本发明涉及碳捕集技术领域，具体涉及一种烟气余热用于碳捕集再生的系统及方法。

背景技术

目前，我国的电力供应仍以火电为主，火力发电机组的装机容量占比和燃煤电厂的煤炭消费量在短期内难以实现大幅度调整，煤炭仍将在我国的能源结构中占据主导地位。因此，在高碳能源结构和能源需求迅速增加的双重作用下，碳捕集和封存技术CCS是在不影响经济发展和能源战略安全的前提下实现低碳发展的不二选择。碳捕集与封存是现在唯一能够大幅减排电力与工业CO₂排放(达90％)的技术。如果不采用碳捕集与封存技术，实现我国减缓气候变化远期目标的整体成本将会上升25％。

近年来碳捕集技术发展较快，涌现了一大批新技术、新方法。其中，醇胺法碳捕集工艺是目前工业上较成熟也是使用最广泛的捕集工艺，该法脱碳最大的问题是捕集和吸收剂再生能耗高，其中有70％左右的能耗集中在吸收剂再生部分。目前用于二氧化碳解吸的热源主要是从燃煤电厂机组的汽轮机中低压缸抽取部分的蒸汽，该法会导致电厂发电效率降低，增加电厂辅助载荷损失，从而导致发电成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的碳捕集系统主要通过燃煤电厂装置中的汽轮机产生的蒸汽来供热，导致发电成本高的问题，提供一种烟气余热用于碳捕集再生的系统及方法。

发明人经研究发现，在燃煤电厂机组中，工业锅炉产生的烟气余热损耗占总能量的10％甚至更多，排烟的热量损失严重影响着锅炉的效率及机组效率。通过机组中的空气预热器换热后的烟气属于低品位余热资源，由于利用难度大和利用成本高而难以在燃煤电厂机组中被有效利用。

发明人进一步研究发现，工业锅炉产生的烟气余热能被利用于碳捕集机组中，因此，发明人拟将碳捕集机组与燃煤电厂机组进行耦合，使耦合得到的系统能将锅炉中产生的烟气余热充分利用于碳捕集机组，从而降低了碳捕集机组的能耗，进而降低了燃煤电厂的发电成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种烟气余热用于碳捕集再生的系统，该系统包括碳捕集吸收塔、贫富液换热器、富液再热器、再生塔、再沸器和空气预热器，其中，

所述碳捕集吸收塔中产生的富液依次进入所述贫富液换热器、所述富液再热器和所述再生塔，所述再生塔中的富液循环进入所述再沸器中进行加热，然后返回所述再生塔；

所述再生塔中产生的贫液与所述贫富液换热器中的富液进行换热，然后进入所述碳捕集吸收塔中再利用；

来自锅炉的一股烟气与空气在所述空气预热器中进行换热以获得第一烟气物流；

来自锅炉的另一股烟气与所述再沸器中的富液进行换热以获得第二烟气物流；

所述第一烟气物流和所述第二烟气物流汇合后与所述富液再热器中的富液进行换热，然后进入所述碳捕集吸收塔中进行碳捕集。

优选地，所述系统还包括胺回收加热器，用于对在所述再生塔中产生富部分贫液进行加热并提纯。

优选地，来自锅炉的另一股烟气在进入所述再沸器之前，先与所述胺回收加热器中的贫液进行换热。