CN113041799A - 一种基于igcc的燃烧前co2捕集系统压力能回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，包括变换气输入管道、二氧化碳吸收塔、水力透平、减压阀及常压解析塔；变换气输入管道与二氧化碳吸收塔的入口相连通，二氧化碳吸收塔的顶部设置有粗氢气出口；二氧化碳吸收塔底部的浆液出口分为两路，其中一路与水力透平的入口相连通，另一路与减压阀的一端相连通，减压阀的另一端与水力透平的出口通过管道并管后与常压解析塔中上层喷淋层的入口相连通，该装置能够实现二氧化碳吸收塔底部富液的压力能的回收利用，替代贫液泵。既避免了减压阀的长期磨损，排除安全隐患，又回收了压力能，节约能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力能回收装置，具体涉及一种基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置。
背景技术
在燃烧前CO2捕集领域，煤气化系统中气化炉输出的合成气经变换系统变换为二氧化碳与氢气的混合气体，该混合气体在捕集吸收过程中，经二氧化碳吸收塔吸收二氧化碳，以分离出氢气，然后对二氧化碳吸收塔底部富液进行解析，以解析出二氧化碳。然而现有的工艺技术在对富液进行解析时，直接将二氧化碳吸收塔底部75℃，2.6Mpa的富液经减压阀减压至0.4MPa后进入到二氧化碳解吸塔中进行解析，通过减压阀的减压以获取溶解在吸收液中的部分CO2解析，这种方法存在压力能的损失浪费问题。富液从吸收塔到常压解析塔本身就是从高压降到常压，而设置减压阀是防止高压到常压瞬间泄压时对常压解析塔造成的冲击，但是瞬间泄压同样会对减压阀造成磨损，导致泄漏。既存在安全隐患又浪费压力能。
因此，有必要开发一种一种压力能回收装置，进而解决上述的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于IGCC 的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，该装置能够实现二氧化碳吸收塔底部富液的压力能的回收，同时将压力能转化为机械能，驱动透平带转泵，替代了贫液泵，既避免了减压阀的长期磨损，排除安全隐患，又回收利用了压力能，节约能耗。
为达到上述目的，本发明所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置包括变换气输入管道、二氧化碳吸收塔、水力透平、减压阀及常压解析塔；
变换气输入管道与二氧化碳吸收塔的入口相连通，二氧化碳吸收塔的顶部设置有粗氢气出口；
二氧化碳吸收塔底部的浆液出口分为两路，其中一路与水力透平的入口相连通，另一路与减压阀的一端相连通，减压阀的另一端与水力透平的出口通过管道并管后与常压解析塔中上层喷淋层的入口相连通；
还包括再生塔、再沸器及透平带转泵；
常压解析塔底部浆液池的出口分为两路，其中一路与二氧化碳吸收塔中下层喷淋层的入口相连通，另一路与再生塔中上层喷淋层的入口相连通；
再生塔顶部的出口与常压解析塔的气体入口相连通，再生塔侧面的液体出口与再沸器的吸热侧入口相连通，再沸器的吸热侧出口与再生塔侧面的入口相连通，再生塔底部浆液池的出口分为两路，其中，透平带转泵的入口相连通，另一路与透平带转泵出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔中上层喷淋层的入口相连通，透平带转泵的驱动轴与水力透平的输出轴相连接。
还包括蒸汽输入管道及凝液输出管道，其中，蒸汽输入管道与再沸器的放热侧入口相连通，凝液输出管道与再沸器的放热侧出口相连通。
常压解析塔底部浆液池的出口分为两路，其中，一路经半贫液泵与二氧化碳吸收塔中下层喷淋层的入口相连通，另一路经常压泵与再生塔中上层喷淋层的入口相连通
再生塔底部的出口经贫液泵与二氧化碳吸收塔中上层喷淋层的入口相连通。
再生塔底部浆液池的出口分为两路，其中一路与贫液泵的入口相连通，另一路与透平带转泵的入口相连通，透平带转泵的出口与贫液泵的出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔中上层喷淋层的入口相连通。
还包括用于驱动半贫液泵的半贫液泵电机。
还包括用于驱动常压泵的常压泵电机。
还包括用于驱动贫液泵的贫液泵电机。
水力透平的入口处设置有调节阀。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置在具体操作时，二氧化碳吸收塔底部浆液池输出的富液分为两路，其中一路经减压阀减压后进入到常压解析塔中，另一路进入到水力透平中，通过水力透平将富液的压力能转换为机械能，以实现压力能的回收，在正常工况下，富液只通过水力透平这一路进行压力能的回收，只有在水力透平故障时才切换到减压阀这一路工作。水力透平将富液的压力能转化为机械能，进而带动透平带转泵将再生塔底部的贫液送至吸收塔顶部，替代了原有的贫液泵，节约电耗。该装置操作简单、方便，实用性较强。既避免了减压阀的长期磨损，排除安全隐患，又回收了压力能，节约能耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为二氧化碳吸收塔、2为常压解析塔、3为再生塔、4为再沸器、5为半贫液泵、6为半贫液泵电机、7为常压泵、8为常压泵电机、 9为贫液泵、10为贫液泵电机、11为透平带转泵、12为水力透平、13 为减压阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置包括变换气输入管道、二氧化碳吸收塔1、水力透平12、减压阀13及常压解析塔2；变换气输入管道与二氧化碳吸收塔1的入口相连通，二氧化碳吸收塔1的顶部设置有粗氢气出口；二氧化碳吸收塔1底部的浆液出口分为两路，其中一路与水力透平12的入口相连通，另一路与减压阀13的一端相连通，减压阀13的另一端与水力透平12的出口通过管道并管后与常压解析塔2中上层喷淋层的入口相连通。
在工作时，变换气输入管道输出的变换气进入到二氧化碳吸收塔1 中进行二氧化碳的吸收，从而实现二氧化碳与氢气的分离，其中分离出来的氢气从二氧化碳吸收塔1顶部的出口排出，正常工况时，二氧化碳吸收塔1底部浆液池输出的富液进入到水力透平12中，通过水力透平 12将富液的压力能转换为机械能，以实现压力能的回收，水力透平12 输出的富液进入到常压解析塔2中进行解析。水力透平12将富液的压力能转化为机械能进而带动透平带转泵将再生塔底部的贫液送至吸收塔顶部，替代了原有的贫液泵。当水力透平出现故障时，才将富液切换至减压阀13减压后进入到常压解析塔2中解析。进一步，本发明还包括再生塔3、再沸器4及透平带转泵11；常压解析塔2底部浆液池的出口分为两路，其中一路与二氧化碳吸收塔1中下层喷淋层的入口相连通，另一路与再生塔3中喷淋层的入口相连通；再生塔3顶部的出口与常压解析塔2的气体入口相连通，再生塔3侧面的液体出口与再沸器4的吸热侧入口相连通，再沸器4的吸热侧出口与再生塔3侧面的入口相连通，再生塔3底部浆液池的出口分为两路，其中，透平带转泵11的入口相连通，另一路与透平带转泵11出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔1中上层喷淋层的入口相连通，透平带转泵11的驱动轴与水力透平12的输出轴相连接。
在工作时，常压解析塔2底部浆液池输出的半贫液进入到再生塔3 中进行喷淋并收集，然后进入到再沸器4中进行加热，使得半贫液中的二氧化碳析出，并使得半贫液转换为贫液，半贫液与析出的二氧化碳一起进入到再生塔3中，其中，析出的二氧化碳经再生塔3顶部进入到常压解析塔2中，然后经常压解析塔2顶部排出，正常工况时，贫液经透平带转泵11进入到二氧化碳吸收塔1中，当水力透平故障，透平带转泵不能工作时，贫液则直接通过贫液泵送入到二氧化碳吸收塔1中，以实现工质的循环利用。
进一步，还包括蒸汽输入管道及凝液输出管道，其中，蒸汽输入管道与再沸器4的放热侧入口相连通，凝液输出管道与再沸器4的放热侧出口相连通，通过蒸汽输入管道向再沸器4中通入蒸汽，通过蒸汽对半贫液进行加热，以析出二氧化碳。
进一步，常压解析塔2底部浆液池的出口分为两路，其中，一路经半贫液泵5与二氧化碳吸收塔1中下层喷淋层的入口相连通，另一路经常压泵7与再生塔3中上层喷淋层的入口相连通。
进一步，再生塔3底部的出口经贫液泵9与二氧化碳吸收塔1中下层喷淋层的入口相连通。
进一步，再生塔3底部浆液池的出口分为两路，其中一路与贫液泵 9的入口相连通，另一路与透平带转泵11的入口相连通，透平带转泵11 的出口与贫液泵9的出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔1中上层喷淋层的入口相连通。
进一步，还包括用于驱动半贫液泵5的半贫液泵电机6、用于驱动常压泵7的常压泵电机8以及用于驱动贫液泵9的贫液泵电机10。
进一步，水力透平12的入口处设置有调节阀，通过调节阀调节进入到水力透平12中的富液流量。
Claims (10)
1.一种基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，包括变换气输入管道、二氧化碳吸收塔(1)、水力透平(12)、减压阀(13)及常压解析塔(2)；
变换气输入管道与二氧化碳吸收塔(1)的入口相连通，二氧化碳吸收塔(1)的顶部设置有粗氢气出口；
二氧化碳吸收塔(1)底部的浆液出口分为两路，其中一路与水力透平(12)的入口相连通，另一路与减压阀(13)的一端相连通，减压阀(13)的另一端与水力透平(12)的出口通过管道并管后与常压解析塔(2)中上层喷淋层的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，还包括再生塔(3)、再沸器(4)及透平带转泵(11)；
常压解析塔(2)底部浆液池的出口分为两路，其中一路与二氧化碳吸收塔(1)中下层喷淋层的入口相连通，另一路与再生塔(3)中上层喷淋层的入口相连通；
再生塔(3)顶部的出口与常压解析塔(2)的气体入口相连通，再生塔(3)侧面的液体出口与再沸器(4)的吸热侧入口相连通，再沸器(4)的吸热侧出口与再生塔(3)侧面的入口相连通，再生塔(3)底部浆液池的出口分为两路，其中，透平带转泵(11)的入口相连通，另一路与透平带转泵(11)出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔(1)中上层喷淋层的入口相连通，透平带转泵(11)的驱动轴与水力透平(12)的输出轴相连接。
3.根据权利要求2所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，还包括蒸汽输入管道及凝液输出管道，其中，蒸汽输入管道与再沸器(4)的放热侧入口相连通，凝液输出管道与再沸器(4)的放热侧出口相连通。
4.根据权利要求2所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，常压解析塔(2)底部浆液池的出口分为两路，其中，一路经半贫液泵(5)与二氧化碳吸收塔(1)中下层喷淋层的入口相连通，另一路经常压泵(7)与再生塔(3)中上层喷淋层的入口相连通。
5.根据权利要求2所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，再生塔(3)底部的出口经贫液泵(9)与二氧化碳吸收塔(1)中上层喷淋层的入口相连通。
6.根据权利要求2所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，再生塔(3)底部浆液池的出口分为两路，其中一路与贫液泵(9)的入口相连通，另一路与透平带转泵(11)的入口相连通，透平带转泵(11)的出口与贫液泵(9)的出口通过管道并管后与二氧化碳吸收塔(1)中上层喷淋层的入口相连通。
7.根据权利要求4所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，还包括用于驱动半贫液泵(5)的半贫液泵电机(6)。
8.根据权利要求4所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，还包括用于驱动常压泵(7)的常压泵电机(8)。
9.根据权利要求6所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，还包括用于驱动贫液泵(9)的贫液泵电机(10)。
10.根据权利要求1所述的基于IGCC的燃烧前CO2捕集系统压力能回收装置，其特征在于，水力透平(12)的入口处设置有调节阀。
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