CN104791031A - 一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统 - Google Patents

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Abstract

一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统，汽轮机中压缸的出口蒸汽分为两路，一路与汽轮机低压缸的入口连通，另一路与二氧化碳气压缩机的驱动小汽机入口连通，小汽机的出口与锅炉给水加热器的入口连通，加热器的蒸汽出口分为两路，一路与再生塔溶液再沸器的入口连通，另一路与温度较低级的锅炉给水加热器的入口连通，将汽轮机中压缸的排汽分为两路，一路直接进入低压缸做功，另外一路则送入CO2气压缩机的驱动小汽机，替代电动机为其直接提供动力，因为中压缸排汽品质较低其发电效率也较低，由其为CO2气压缩机直接提供动力，减少了中间环节，变相地降低了电能消耗；本发明降低二氧化碳捕集吸收溶液的热降解损失，减少系统的运行成本。

Description

一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统；适用于燃煤锅炉、燃气轮机及工业窑炉等产生的烟气中低浓度CO2的捕集。
背景技术
电力、化工行业需要消耗大量的煤、天然气等化石原料，而其使用又会带来以CO2为主的温室气体排放，由此引发的气候变化问题已成为全世界关注的焦点。
以碱性醇胺类吸收溶剂为主的烟气二氧化碳捕集回收工艺在化工行业已经成熟，类似的技术也已在电力行业展开示范，但由于电力行业产生的烟气具有流量巨大的特点，大规模CO2捕集装置(捕集量≥100万吨/年)生产的气态CO2在输送前必须要压缩至较高压力以提高输送能力，这就要消耗大量电能，其次，溶液吸收的二氧化碳再生需要消耗大量蒸汽，一般要求压力为0.25MPa～0.35MPa的低品位饱和蒸汽，而目前电厂能够提供的蒸汽品质均高于此，通常需设置减温减压装置来降低蒸汽的品质以满足工艺要求，导致大量热量被白白地浪费掉，同时，由于减温减压装置温度调控的效果不佳，富液再生经常在高于工艺要求的温度下运行，增大了溶液的热降解损失，提高了运行成本。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集系统，适用于化工、电力行业产生烟气中低分压二氧化碳的捕集，CO2气的压缩机由使用较低品质的中压缸排汽驱动的小汽机来提供动力，节约了电能消耗，小汽机的排汽通过锅炉给水降温至满足富液再生的工艺参数要求，同时提高锅炉给水品质，优化了目前使用的二氧化碳捕集的化学吸收法工艺，具有蒸汽热量利用充分、电耗低及溶液热降解损失小等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统，包括汽轮机1，汽轮机1的中压缸2的出口蒸汽分为两路，第一管路4通过第一调节阀17与低压缸5的入口连通，第二管路6通过第二调节阀18与二氧化碳气压缩机的驱动小汽机7的入口连通，小汽机7的蒸汽出口与锅炉给水加热器组8的第一加热器22入口连通，某级加热器22的出口蒸汽分为两路，第三管路26通过第三调节阀27与再生塔富液再沸器9的蒸汽入口连通，第四管路19通过第四调节阀20与第二加热器23入口连通，第二加热器23的出口与升压泵21的入口连通，升压泵21的出口与第一加热器22的出口连通；
所述的低压缸5通过排汽管路10与凝汽器11的入口连通，凝汽器11的热井3的出口和凝结水泵12的入口连通，凝结水泵12的出口与锅炉给水加热器8的入口连通，出给水加热器8的高压给水进入锅炉；
所述的锅炉给水加热器组8中的第三加热器24的入口与再生塔13中的富液再沸器9的出口连通，第三加热器24的出口与第四加热器25的入口连通，第四加热器25的出口与凝汽器11的热井3的入口连通；
所述的再生塔13上部的富液入口与二氧化碳富液管路连通，再生塔13的底部出口与贫液管路连通，再生塔13的顶部出口与二氧化碳气冷却器14的入口连通，二氧化碳气冷却器14的出口与二氧化碳气液分离器15的入口连通，二氧化碳气液分离器15的顶部出口与二氧化碳气压缩机16的入口连通，二氧化碳气压缩机16的二氧化碳气出口与后续输送工段连通，二氧化碳气压缩机16与小汽机7同轴连接。
与现有技术相比，本发明将汽轮机中压缸的排汽分为两路，一路直接进入低压缸做功，另外一路则送入CO2气压缩机的驱动小汽机，替代电动机为其直接提供动力，因为中压缸排汽品质较低其发电效率也较低，由其为CO2气压缩机直接提供动力，减少了中间环节，变相地降低了电能消耗；另外，小汽机的排汽由于其品质高于溶液再生要求的工艺参数，首先将其用来对锅炉给水的某一(些)级加热，控制蒸汽参数满足溶液再生的要求，替代并降低汽轮机低压缸的抽汽量，同时无需设置减温减压装置，简化了系统，并减少了这部分热能损耗，而且如此实施的控温效果要优于设置减温减压装置，因此，避免了出现溶液再生经常在高于工艺要求的温度下运行而增大溶液热降解损失的现象，降低了运行成本。
附图说明
附图是本发明系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
参照附图，一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统，包括汽轮机1，汽轮机1的中压缸2的出口蒸汽分为两路，第一管路4通过第一调节阀17与低压缸5的入口连通，第二管路6通过第二调节阀18与二氧化碳气压缩机的驱动小汽机7的入口连通，小汽机7的蒸汽出口与锅炉给水加热器组8的第一加热器22入口连通，某级加热器22的出口蒸汽分为两路，第三管路26通过第三调节阀27与再生塔富液再沸器9的蒸汽入口连通，第四管路19通过第四调节阀20与第二加热器23入口连通，第二加热器23的出口与升压泵21的入口连通，升压泵21的出口与第一加热器22的出口连通；
所述的低压缸5通过排汽管路10与凝汽器11的入口连通，凝汽器11的热井3的出口和凝结水泵12的入口连通，凝结水泵12的出口与锅炉给水加热器8的入口连通，出给水加热器8的高压给水进入锅炉；
所述的锅炉给水加热器组8中的第三加热器24的入口与再生塔13中的富液再沸器9的出口连通，第三加热器24的出口与第四加热器25的入口连通，第四加热器25的出口与凝汽器11的热井3的入口连通；
所述的再生塔13上部的富液入口与二氧化碳富液管路连通，再生塔13的底部出口与贫液管路连通，再生塔13的顶部出口与二氧化碳气冷却器14的入口连通，二氧化碳气冷却器14的出口与二氧化碳气液分离器15的入口连通，二氧化碳气液分离器15的顶部出口与二氧化碳气压缩机16的入口连通，二氧化碳气压缩机16的二氧化碳气出口与后续输送工段连通，二氧化碳气压缩机16与小汽机7同轴连接。
本发明的工作原理为：
从汽轮机1的中压缸2排出的蒸汽分为两个支路，一路通过第一调节阀17进入低压缸5，其流量控制在中压缸排出蒸汽总流量的36％～84％，另外一路通过第二调节阀18进入二氧化碳气压缩机的驱动小汽机7，其流量控制在中压缸排出蒸汽总流量的16％～64％，小汽机7排出的蒸汽进入锅炉给水加热器8的第一加热器22，第一加热器22排出的蒸汽也分为两路，其压力控制在0.25MPa～0.35MPa，一路通过第三调节阀27再生塔的富液再沸器9，其流量控制在通过第二调节阀18的蒸汽总流量的50％～60％，另外一路通过第四调节阀20进入第二加热器23，其流量控制在通过第二调节阀18的蒸汽总流量的40％～50％，第二加热器23出来的冷凝液经升压泵21升压后汇入第一加热器22出来的锅炉给水管路。
富液再沸器9排出的冷凝液进入第三加热器24，第三加热器24出来的冷凝液进入第四加热器25，第四加热器25出来的冷凝液进入凝汽器11的热井3。
低压缸5排出的蒸汽通过排汽管路10进入凝汽器11，凝汽器11的热井3出来的凝结水通过凝结水泵12升压后进入锅炉给水加热器8吸收蒸汽热量后进入锅炉。
二氧化碳富液从再生塔13的上部进入，汽提解吸二氧化碳后的贫液从再生塔13的底部流出，解吸出的二氧化碳气从再生塔13的顶部排出进入二氧化碳气冷却器14冷却，降温后的二氧化碳气通过二氧化碳气液分离器15除去冷凝液，分离水分后的二氧化碳气从气液分离器15的顶部排出进入二氧化碳气压缩机16，增压压缩后的二氧化碳气进入后续输送工段。

Claims (1)

1.一种与机组汽水系统整合的二氧化碳捕集再生系统，包括汽轮机(1)，汽轮机(1)的中压缸(2)的出口蒸汽分为两路，第一管路(4)通过第一调节阀(17)与低压缸(5)的入口连通，其特征在于，第二管路(6)通过第二调节阀(18)与二氧化碳气压缩机的驱动小汽机(7)的入口连通，小汽机(7)的蒸汽出口与锅炉给水加热器组(8)的第一加热器(22)入口连通，某级加热器(22)的出口蒸汽分为两路，第三管路(26)通过第三调节阀(27)与再生塔富液再沸器(9)的蒸汽入口连通，第四管路(19)通过第四调节阀(20)与第二加热器(23)入口连通，第二加热器(23)的出口与升压泵(21)的入口连通，升压泵(21)的出口与第一加热器(22)的出口连通；
所述的低压缸(5)通过排汽管路(10)与凝汽器(11)的入口连通，凝汽器(11)的热井(3)的出口和凝结水泵(12)的入口连通，凝结水泵(12)的出口与锅炉给水加热器(8)的入口连通，出给水加热器(8)的高压给水进入锅炉；
所述的锅炉给水加热器组(8)中的第三加热器(24)的入口与再生塔(13)中的富液再沸器(9)的出口连通，第三加热器(24)的出口与第四加热器(25)的入口连通，第四加热器(25)的出口与凝汽器(11)的热井(3)的入口连通；
所述的再生塔(13)上部的富液入口与二氧化碳富液管路连通，再生塔(13)的底部出口与贫液管路连通，再生塔(13)的顶部出口与二氧化碳气冷却器(14)的入口连通，二氧化碳气冷却器(14)的出口与二氧化碳气液分离器(15)的入口连通，二氧化碳气液分离器(15)的顶部出口与二氧化碳气压缩机(16)的入口连通，二氧化碳气压缩机(16)的二氧化碳气出口与后续输送工段连通，二氧化碳气压缩机(16)与小汽机(7)同轴连接。
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