CN113144836A - 一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，属于二氧化碳捕集技术领域，包括：吸收塔、再生塔、贫富液换热器和闪蒸罐，所述吸收塔和再生塔通过贫富液换热器连通，所述再生塔的塔顶具有第一冷却换热器，所述闪蒸罐连通于贫富液换热器和第一冷却换热器之间；本发明的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，利用富液的低温依次对从再生塔内返回的贫液和再生塔的塔顶再生气的热量进行回收，并通过闪蒸罐将进行一次换热后的富液进行闪蒸，实现富液的部分再生和富液的降温，降温后的富液再与再生塔塔顶再生气换热，从而达到对返回贫液和塔顶再生气的余热更大程度的回收。

Description

一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集技术领域，具体涉一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统。

背景技术

二氧化碳捕集系统的用能主要是再生塔的再生蒸汽耗量，由于再生塔塔底贫液和塔顶再生气温度差异不大，其所含热量也比较接近，若利用吸收塔塔底富液回收其热量，只能实现塔底贫液或第一冷却换热器中一股物流热量回收，被加热后的富液温度与剩余另一股物流温度差异不大，不能实现另一股物流所含热量回收。

例如，富液可分别与贫富液换热器和再生塔的第一冷却换热器串联连通，但由于富液依次连通的贫富液换热器和第一冷却换热器串联，不但造成整体换热器的换热端差翻倍，富液与贫液换热后温度与塔顶再生气温度差有限，因此不能很好利用再生塔塔顶的所有热量，这会造成大量塔顶热量仍需用冷却循环水冷却，造成几乎约一半的热量被浪费。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的二氧化碳捕集系统中，采用富液回收贫液和再生塔塔顶余热时，不能有效完全回收余热的缺陷，从而提供一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，包括：

吸收塔，适于与烟气连通，内部用于容纳吸收液，所述吸收塔内的吸收液吸收了烟气中的二氧化碳后变为富液，所述吸收塔上连接有富液供给管，所述富液适于通过所述富液供给管送入再生塔；

再生塔，内部适于容纳吸收液，所述再生塔内的吸收液析出二氧化碳后变为贫液，所述再生塔上连通有贫液返回管，所述贫液适于通过所述贫液返回管回流至吸收塔；

贫富液换热器，分别连通所述富液供给管和所述贫液返回管，用于对所述富液供给管内的富液和所述贫液返回管内的贫液进行换热；

第一冷却换热器，设置在所述再生塔的塔顶出口，用于对所述再生塔的塔顶再生气进行余热回收，所述第一冷却换热器与所述富液供给管连通，通过所述富液供给管内的富液对所述再生气进行余热回收；

闪蒸罐，通过所述富液供给管分别与所述贫富液换热器和所述第一冷却换热器连通，所述富液供给管内的富液在所述贫富液换热器或所述第一冷却换热器内进行过一次换热后，在所述闪蒸罐内进行部分闪蒸，然后剩余的富液再进入所述贫富液换热器或所述第一冷却换热器内进行二次换热。

可选地，所述闪蒸罐上连通有送气管道，所述送气管道上连通有压缩机，所述闪蒸罐的闪蒸气适于通过所述压缩机进行压缩后输送至再生塔。

可选地，所述吸收塔的富液通过富液泵在所述富液供给管内，依次经过贫富液换热器、闪蒸罐和第一冷却换热器，最后进入再生塔。

可选地，所述吸收塔的塔顶设有喷淋装置，所述喷淋装置通过喷淋泵进行循环喷淋，所述喷淋泵的出口适于与再生塔的塔顶连通。

可选地，所述喷淋装置包括：接水盘，设置在所述吸收塔的塔顶内部，所述接水盘上具有与所述吸收塔的塔底连通的通烟口，所述接水盘上从所述通烟口处向上延伸有烟气管道。

可选地，所述烟气管道的顶端具有防水帽。

可选地，所述吸收塔的顶端具有尾气排空口，所述尾气排空口的前端在所述喷淋装置的上方具有除雾器。

可选地，所述再生塔的顶端具有粗气排气口，所述粗气排气口与气液分离器连通，所述气液分离器的分离水回流至再生塔内。

可选地，所述第一冷却换热器的后端还设有第二冷却换热器，所述气液分离器的分离水经过所述第二冷却换热器后再进入所述再生塔内。

可选地，所述吸收塔上具有自循环管道，所述自循环管道的一端通向吸收塔的塔底吸收液内，所述自循环管道的另一端通向吸收塔的塔顶内腔中。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，利用富液的低温依次对从再生塔内返回的贫液和再生塔的塔顶再生气的热量进行回收，并在贫富液换热器和第一冷却换热器之间设置闪蒸罐，通过闪蒸罐将进行一次换热后的富液进行闪蒸降温，从而提高利用富液进行二次换热的效果，从而达到对返回贫液和塔顶再生气的余热更大程度的回收。

2.本发明提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，富液先利用与贫液的换热进行升温后，再进入闪蒸罐闪蒸，实现富液部分再生，降低被送往再生塔的再生负荷，实现再生塔蒸汽耗降低。富液在闪蒸罐内的闪蒸气通过压缩机提升温度后可作为再生塔塔底再生加热气，可以降低再沸器的能耗。具体的，富液通过闪蒸罐蒸发出的闪蒸气，通过压缩机压缩后输送至再生塔，该闪蒸气内含有大量的水蒸气，通过对该水蒸气进行加压进一步提高其温度，从而通过该闪蒸气起到部分再生塔的再沸器功能，降低再沸器的能耗。

3.本发明提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，从吸收塔导出的富液首先与从再生塔返回的贫液进行热交换，从而满足对贫液的降温，保证吸收塔内吸收液的吸收能力。

4.本发明提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，可将吸收塔的塔顶喷淋装置中喷淋水送至再生塔，降低吸收塔塔顶吸收液逃逸，降低吸收液损耗。

5.本发明提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，可用气液分离器底部液相与再生气在第二冷却换热器中换热进一步回收再生气余热，降低再生塔能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统的一种实施方式的主视图。

图2为本发明的实施例中提供的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统的另一种实施方式的主视图。

附图标记说明：

1、吸收塔；2、再生塔；3、尾气排空口；4、自循环管道；5、自循环泵；6、自循环换热器；7、接水盘；8、通烟口；9、防水帽；10、喷淋泵；11、喷淋换热器；12、除雾器；13、富液供给管；14、富液泵；15、贫富液换热器；16、闪蒸罐；17、第一冷却换热器；18、再沸器；19、贫液返回管；20、贫液泵；21、粗气排气口；22、气液分离器；23、第二冷却换热器；24、送气管道；25、压缩机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，该系统可用于电力或其他工业烟气的二氧化碳回收，以减小二氧化碳的排放。

如图1所示，包括：吸收塔1和再生塔2，所述吸收塔1内部用于容纳吸收液，从电厂排出的烟气与吸收塔1内的吸收液混合后，所述吸收液吸收了烟气中的二氧化碳后变为富液，然后烟气再从吸收塔1的塔顶的尾气排空口3排出，排出的烟气中减小了二氧化碳的含量，从而有利于保护环境。

如图1所示，所述吸收塔1上具有自循环管道4，所述自循环管道4的一端通向吸收塔1的塔底吸收液内，所述自循环管道4的另一端通向吸收塔1的塔顶内腔中。所述自循环管道4上具有自循环泵5，通过该自循环泵5用于将吸收液从塔底抽吸至塔顶，然后在重力的作用下，吸收液在吸收塔1内从塔顶落至塔底，在降落的过程中与烟气进行充分接触。另外，所述自循环管道4上设有自循环换热器6，通过该自循环换热器6用于降低自循环管道4中吸收液的温度，从而提高吸收液的吸收能力。

如图1所示，所述吸收塔1的塔顶设有喷淋装置，所述喷淋装置通过喷淋泵10对喷淋液进行循环喷淋，从而将饱和烟气降温凝结出凝结水，该凝结水中含有吸收剂，从而减小吸收剂从吸收塔1的塔顶逃逸。具体的，所述喷淋装置包括：接水盘7，设置在所述吸收塔1的塔顶内部，所述接水盘7上具有与所述吸收塔1的塔底连通的通烟口8，所述接水盘7上从所述通烟口8处向上延伸有烟气管道，所述烟气管道的顶端具有防水帽9。位于吸收塔1的塔内的烟气通过通烟口8向上，再经过烟气通道从防水帽9的四周通向喷淋区域。然后通过上述喷淋装置中的喷淋液于烟气充分混合，对烟气进行降温的同时将吸收液从烟气中析出，避免吸收液被烟气带到大气中。所述接水盘7通过管道连通喷淋泵10的进口，所述喷淋泵10的出口连通有三通，通过该三通可使喷淋液通向再生塔2的塔顶，从而并于将溶有吸收液的喷淋液补充到再生塔2内；另外，通过该三通还可使喷淋液通向吸收塔1的塔顶喷淋区域内，以使喷淋液达到循环喷淋的目的，在喷淋液的喷淋管道上连接有喷淋换热器11，以降低喷淋液的温度，提高对烟气的降温效果，保证烟气中吸收液的析出效果。也即是说，在所述吸收塔1的喷淋区域内，饱和烟气降温凝结出凝结水随喷淋液进入到接水盘7内，通过喷淋泵10送往喷淋换热器11进行换热后循环喷淋，凝结出多余的水份则被送往再生塔2的塔顶与气液分离器22底部分离水混合后进入再生塔2塔顶。另外，作为一种优选实施方式，所述吸收塔1的顶端的所述尾气排空口3的前端在所述喷淋装置的上方具有除雾器12，通过该除雾器12进一步减小烟气中含有的水量。

如图1所示，所述吸收塔1上连接有富液供给管13，所述吸收塔1内塔底的富液适于通过所述富液供给管13送入再生塔2内。具体的，所述吸收塔1的塔底的富液通过富液泵14从吸收塔1内抽出后，依次经过贫富液换热器15、闪蒸罐16和第一冷却换热器17，最后进入再生塔2。另外，作为一种可替换实施方式，所述吸收塔1的塔底的富液通过富液泵14从吸收塔1内抽出后，还可以为：依次经过第一冷却换热器17、闪蒸罐16和贫富液换热器15，最后进入再生塔2。所述闪蒸罐16位于所述贫富液换热器15和所述第一冷却换热器17之间，所述富液经过所述闪蒸罐16的闪蒸，部分被闪蒸为气态，部分变为半富液，该半富液的温度相对于进入闪蒸罐16之前的富液更低，从而通过该半富液进行再生塔2的塔顶再生气的余热回收可提高回收效果。

本实例的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，用富液的低温依次对从再生塔2内返回的贫液和再生塔2的塔顶再生气的热量进行回收，并在贫富液换热器15和第一冷却换热器17之间设置闪蒸罐16，通过闪蒸罐16将进行一次换热后的贫液进行闪蒸降温，从而提高利用富液进行二次换热的效果，从而达到对返回贫液和塔顶再生气的余热更大程度的回收。

如图1所示，所述再生塔2的内部适于容纳吸收液，所述再生塔2内的吸收液为从吸收塔1内流入的富液，该富液经过加热析出二氧化碳后变为贫液。具体的，所述再生塔2的塔底连接有再沸器18，通过该再沸器18用于对再生塔2内的富液进行加热，从而使富液内的二氧化碳析出变为贫液，所述再沸器18通过汽轮机的抽气对吸收液进行加热换热。

如图1所示，所述再生塔2上连通有贫液返回管19，所述再生塔2内塔底的贫液适于通过所述贫液返回管19回流至吸收塔1内。具体的，所述再生塔2的塔底内的贫液通过贫液泵20从再生塔2内抽出后，依次经过贫富液换热器15、贫液冷却换热器，最后进入吸收塔1内继续对烟气中的二氧化碳进行吸收。

如图1所示，所述贫富液换热器15分别连通所述富液供给管13和所述贫液返回管19，用于对所述富液供给管13内的富液和所述贫液返回管19内的贫液进行换热，从而利用从再生塔2内返回的贫液的温度对即将进入再生塔2的富液进行加热，以达到对从再生塔2内返回的贫液的余热进行回收的目的，降低从再生塔2内返回的贫液温度，提高该贫液在吸收塔1内对二氧化碳的吸收能力，并减小再生塔2的能源消耗。

如图1所示，所述再生塔2的塔顶出口为粗气排气口21，从所述再生塔2内析出的二氧化碳气通过该粗气排气口21进入到气液分离器22，通过该气液分离器22分离出高纯度的二氧化碳气，该二氧化碳气被送往后续的压缩单元。而从气液分离器22分离出的液相可回流至再生塔2内。具体的，所述再生塔2的粗气排气口21连通有第一冷却换热器17，该第一冷却换热器17用于对所述再生塔2的塔顶再生气进行余热回收；并且，所述第一冷却换热器17与所述富液供给管13连通，通过所述富液供给管13内的富液对所述再生气进行余热回收，从而实现系统的内循环。

如图2所示，作为一种可替换实施方式，所述第一冷却换热器17的后端还设有第二冷却换热器23，所述气液分离器22的分离水经过所述第二冷却换热器23后再进入所述再生塔2内。

如图1所示，所述闪蒸罐16上连通有送气管道24，所述富液经过闪蒸罐16的闪蒸出的闪蒸气通过所述送气管道24输送至再生塔2。上述闪蒸气中包括二氧化碳气和水蒸气，其包含有大量的热量，被送入再生塔2后，可起到部分再生塔2上再沸器18的功能。

另外，作为一种优选实施方式，如图1所示，所述送气管道24上连通有压缩机25，所述闪蒸罐16的闪蒸气适于通过所述压缩机25进行压缩后输送至再生塔2。富液通过闪蒸罐16蒸发出的闪蒸气，通过压缩机25压缩后输送至再生塔2，该闪蒸气内含有大量的水蒸气，通过对该水蒸气进行加压进一步提高其温度，从而通过该闪蒸气起到部分再生塔2的再沸器18功能，降低再沸器18的能耗。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，包括：

吸收塔(1)，适于与烟气连通，内部用于容纳吸收液，所述吸收塔(1)内的吸收液吸收了烟气中的二氧化碳后变为富液，所述吸收塔(1)上连接有富液供给管(13)，所述富液适于通过所述富液供给管(13)送入再生塔(2)；

再生塔(2)，内部适于容纳吸收液，所述再生塔(2)内的吸收液析出二氧化碳后变为贫液，所述再生塔(2)上连通有贫液返回管(19)，所述贫液适于通过所述贫液返回管(19)回流至吸收塔(1)；

贫富液换热器(15)，分别连通所述富液供给管(13)和所述贫液返回管(19)，用于对所述富液供给管(13)内的富液和所述贫液返回管(19)内的贫液进行换热；

第一冷却换热器(17)，设置在所述再生塔(2)的塔顶出口，用于对所述再生塔(2)的塔顶再生气进行余热回收，所述第一冷却换热器(17)与所述富液供给管(13)连通，通过所述富液供给管(13)内的富液对所述再生气进行余热回收；

闪蒸罐(16)，通过所述富液供给管(13)分别与所述贫富液换热器(15)和所述第一冷却换热器(17)连通，所述富液供给管(13)内的富液在所述贫富液换热器(15)或所述第一冷却换热器(17)内进行过一次换热后，在所述闪蒸罐(16)内进行部分闪蒸，然后剩余的富液再进入所述贫富液换热器(15)或所述第一冷却换热器(17)内进行二次换热。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述闪蒸罐(16)上连通有送气管道(24)，所述送气管道(24)上连通有压缩机(25)，所述闪蒸罐(16)的闪蒸气适于通过所述压缩机(25)进行压缩后输送至再生塔(2)。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述吸收塔(1)的富液通过富液泵(14)在所述富液供给管(13)内，依次经过贫富液换热器(15)、闪蒸罐(16)和第一冷却换热器(17)，最后进入再生塔(2)。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述吸收塔(1)的塔顶设有喷淋装置，所述喷淋装置通过喷淋泵(10)进行循环喷淋，所述喷淋泵(10)的出口适于与再生塔(2)的塔顶连通。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述喷淋装置包括：接水盘(7)，设置在所述吸收塔(1)的塔顶内部，所述接水盘(7)上具有与所述吸收塔(1)的塔底连通的通烟口(8)，所述接水盘(7)上从所述通烟口(8)处向上延伸有烟气管道。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述烟气管道的顶端具有防水帽(9)。

7.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述吸收塔(1)的顶端具有尾气排空口(3)，所述尾气排空口(3)的前端在所述喷淋装置的上方具有除雾器(12)。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述再生塔(2)的顶端具有粗气排气口(21)，所述粗气排气口(21)与气液分离器(22)连通，所述气液分离器(22)的分离水回流至再生塔(2)内。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述第一冷却换热器(17)的后端还设有第二冷却换热器(23)，所述气液分离器(22)的分离水经过所述第二冷却换热器(23)后再进入所述再生塔(2)内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的二氧化碳捕集富液闪蒸再生余热回收系统，其特征在于，所述吸收塔(1)上具有自循环管道(4)，所述自循环管道(4)的一端通向吸收塔(1)的塔底吸收液内，所述自循环管道(4)的另一端通向吸收塔(1)的塔顶内腔中。

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