CN114686281A - 一种低碳的热量回收捕集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提出了低碳的热量回收捕集装置，至少包括有机朗肯循环发电系统、CO2回收系统、LNG冷能回热系统、低压水蒸汽换热系统和CO2捕集系统。本发明的实施例可充分回收低压水蒸气和再生气的低品位热量，通过有机工质获取大量低品位热量并转化为电能；同时设计了能量的梯级利用工艺，有效利用了液态天然气的冷能，通过能量梯级利用工艺将一部分的低品位热量转化为电能，其余的热量最终转化为天然气的显热，为城市提供温度和压力合适的生活用气。

Description

一种低碳的热量回收捕集装置
技术领域
本发明涉及属于碳捕集节能技术领域，特别涉及到一种低碳的热量回收捕集装置。
背景技术
化石能源的消耗，会生成大量的二氧化碳，随着化石能源消耗的日益增多，越来越多的二氧化碳被排放入大气中，使得大气中二氧化碳的浓度不断提高。
二氧化碳的减排主要包括提高能源效率、使用新能源和二氧化碳捕集等技术。其中，燃烧后二氧化碳捕集技术，是针对目前全球二氧化碳最大排放源——燃煤电厂烟气的最有效二氧化碳减排方法。在传统的烟气燃烧后二氧化碳捕集技术中，应用最广泛的是以单乙醇胺(MEA)为代表的醇胺吸收—热再生工艺。为了获得较高的溶剂吸收能力，醇胺溶剂的再生往往在低(常)压的状态下进行，以保证吸收的二氧化碳得到充分的再生。但是，在低(常)压的状态下，吸收了二氧化碳的醇胺富液沸点较低，这一方面使得再生反应的速率较低，使得富液再生所需的停留时间较长，另一方面，常压下再生出的气体中水含量较高，使得大量的热量被用于水的气化，降低了体系的热量利用效率，使得捕集烟气中二氧化碳的工艺能耗较高，无法满足工业生产的需要。
因此，如何提供一种利用有机工质和LNG冷能回收碳捕集能量装置，其能深度回收碳捕集能量，有效降低CO2再生过程所需的能量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提出了一种一种低碳的热量回收捕集装置，相对于传统的碳捕集工艺和装置它可以充分利用低压水蒸气的低品位热量，可以减少碳捕集能耗同时为城市提供生活所需的天然气，通过对余热的合理利用减少了不必要的热量损失。
有鉴于此，根据本发明的一个方面提出了一种低碳的热量回收捕集装置，至少包括有机朗肯循环发电系统、CO2回收系统、LNG冷能回热系统和低压水蒸汽换热系统；
其中，所述有机朗肯循环发电系统中的有机工质与所述CO2回收系统中的CO2热交换后膨胀做功，做功后的所述有机工质再与LNG冷能回热系统中通入的LNG冷能换热冷却，所述有机工质进行循环膨胀做功和冷却；
所述CO2回收系统将生成的CO2收集并富集，气体CO2分别与所述有机工质和所述LNG冷能进行热量交换后生成液态CO2；
所述LNG冷能回热系统中通入的所述LNG冷能分别与所述CO2回收系统中的CO2及所述有机工质热交换，所述LNG冷能吸热后用作城市用气；
所述低压水蒸汽换热系统将低压水蒸汽与所述有机朗肯循环发电系统中的所述有机工质换热。
在一些实施例中，还包括CO2捕集系统，利用捕集液捕集原料气中的CO2，再将所述捕集液的CO2解析得到气态的CO2，所述气态的CO2经过所述CO2回收系统进行热量回收和储存。
根据本发明实施例中的原料气为电厂烟气、化工厂烟气或钢铁厂烟气，二氧化碳含量为5％-25％。优选的二氧化碳含量为10％，本实施例中醇胺富液为MEA/MDEA溶液。
在一些实施例中，所述CO2捕集系统包括依次连接的吸收塔的出液端、常压塔、贫富液换热器的冷侧、再生塔、再沸器的冷侧、贫富液换热器的热侧和吸收塔的进液端组成的回路。
根据本发明实施例中贫富液换热器的热侧连通贫液泵，将贫液经过第七换热器的热侧，被冷却水冷却后，进入吸收塔中。
进一步的，CO2捕集系统还包括第四换热器，其中第四换热器设置在常压塔下游，连接在常压塔和贫富液换热器之间，其中第四换热器的冷侧连接由常压塔中流出的醇胺富液，第四换热器的热侧连接低压水蒸汽换热系统中的汽水混合物，汽水混合物对醇胺富液进行预热。
在一些实施例中，所述有机朗肯循环发电系统包括一级回路和二级回路；其中一级回路包括依次连接的第一换热器的冷侧、第二换热器的冷侧、高压涡轮机、低压涡轮机换热系统的冷侧，低压涡轮机和所述LNG冷能回热系统的第一热侧形成的循环回路；二级回路包括依次连接的所述高压涡轮机的输出端、所述LNG冷能回热系统的第三热侧和所述第一换热器的冷侧的输入端形成的循环回路。
在一些实施例中，所述低压涡轮机换热系统包括第五换热器和第六换热器；其中所述高压涡轮机分别与所述第六换热器的冷侧的输入端和所述第五换热器的冷侧的输入端连接；所述第六换热器的冷侧的输出端和所述第五换热器的冷侧的输出端分别连接所述低压涡轮机；所述第一换热器的热侧的输出端连接所述第五换热器的热侧的输入端；所述第五换热器的热侧的输出端连接所述第六换热器的热侧的输入端，第六换热器的热侧的输出端连接所述LNG冷能回热系统的第二热侧。
在一些实施例中，所述CO2回收系统包括依次连接的再生塔的出气端、常压塔的CO2输入端、常压塔的CO2输出端、所述第一换热器的热侧、低压涡轮机换热系统的热侧、所述LNG冷能回热系统的第二热侧和储存装置组成的通路。
在一些实施例中，所述CO2回收系统还包括若干气液分离器；气体CO2每次换热后利用所述气液分离器进行气体CO2分离。
在一些实施例中，所述LNG冷能回热系统包括所述LNG冷能回热系统的冷侧和城市用气组成的通路。
在一些实施例中，LNG冷能回热系统还包括第三换热器，其中LNG冷能回热系统的冷侧连接第三换热器的冷侧，气体CO2经过由第一换热器的热侧进入第三换热器的热侧对第三换热器的冷侧内的LNG冷能加热，加热后的LNG和城市用气连接。
在一些实施例中，LNG冷能回热系统包括依次收尾相连的一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器、其中三级冷却器的冷侧输出端连接第三换热器的冷侧的输入端。其中低压涡轮机换热系统中第六换热器的热侧的输出端连接三级冷却器的第二热侧的输入端，气体CO2依次通过三级冷却器、二级冷却器和一级冷却器的第二热侧，形成液态CO2进行储存。
同时有机朗肯循环发电系统中，高压涡轮机将已经做功后有机工质蒸发为有机蒸汽分为分三路，一路通过三级冷却器的第三热侧换热后回流到第一换热器的冷侧的输入端；另外两路分别通入第五换热器的冷侧和第六换热器的冷侧，吸收通入第五换热器的热侧和第六换热器的热侧的CO2热量后进入低压涡轮机膨胀做功，膨胀做功后的有机蒸汽最后通过三级冷却器的第一热侧后，分别经过三级冷却器、二级冷却器冷却后再次回流到三级冷却器加热，最后回流到第一换热器的冷侧。
在一些实施例中，所述低压水蒸汽换热系统包括依次连接的再沸器的热侧的输出端、第二换热器的热侧和回锅炉组成的通路。
在一些实施例中，低压水蒸汽换热系统还包括再沸器的热侧的输出端、减压阀、第四换热器的热侧和锅炉形成另一通路，其中汽水混合物经过第四换热器的热侧，对经过第四换热器的冷侧的醇胺富液进行加热后，汽水混合物被冷却，液态水进入回锅炉。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一个实施例提供的低碳的热量回收捕集装置的结构示意图。
图2为本发明一个实施例提供的包含CO2捕集系统的捕集装置的结构示意图。
图3为本发明一个实施例提供的包含气液分离器的捕集装置的结构示意图。
图4为本发明一个实施例提供的包含第四换热器的捕集装置的结构示意图。
其中，1-吸收塔，2-常压塔，3-再生塔，4-再沸器，5-减压阀，6-贫富液换热器，7-富液泵，8-贫液泵，9-第一换热器，10-第二换热器，11-第三换热器，12-第四换热器，13-第五换热器，14-第六换热器，15-第七换热器，16-高压涡轮机，17-低压涡轮机，18-气液分离器，19-压气机，20-一级冷却器，21-二级冷却器，22-三级冷却器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1，本发明的实施提供了一种利用有机工质和LNG冷能深度回收碳捕集能量的装置，包括有机朗肯循环发电系统、CO2回收系统、LNG冷能回热系统和低压水蒸汽换热系统；
其中，有机朗肯循环发电系统中的有机工质与CO2回收系统中的CO2热交换后膨胀做功，再与LNG冷能回热系统中的LNG冷能换热冷却，并循环膨胀做功和冷却；
其中，有机朗肯循环发电系统中的有机工质与CO2回收系统中的CO2热交换后膨胀做功，做功后的有机工质再与LNG冷能回热系统中通入的LNG冷能换热冷却，有机工质进行循环膨胀做功和冷却；
CO2回收系统将生成的CO2收集并富集，气体CO2分别与有机工质和LNG冷能进行热量交换后生成液态CO2；
LNG冷能回热系统中通入的LNG冷能分别与CO2回收系统中的CO2及有机工质热交换，LNG冷能吸热后用作城市用气；
低压水蒸汽换热系统将低压水蒸汽与有机朗肯循环发电系统中的有机工质换热。
便于理解的，实施例中涉及换热器等具有热侧和冷侧的装置元件，其中的热侧和冷侧均为独立冷却管包括输入端和输出端，例如需要降温的热介质由热侧的输入端通入，需要升温的冷介质由冷侧的输入端通入，热介质和冷介质进行热交换后，换热后的热介质由热侧的输出端输出，换热后的冷介质由冷侧的输出端输出。
本实施例中有机朗肯循环发电系统中的有机工质与CO2回收系统中的CO2热交换，利用有机工质代替传统的液氨用来减少碳捕集过程中大量的冷却损失，将热量部分转化为可用的电能，其余无法转化的热量最终用于加热液态天然气，为城市提供生活用气。
根据本发明的一种实施例，还包括CO2捕集系统，利用捕集液捕集原料气中的CO2，再将捕集液的CO2解析得到气态的CO2，气态的CO2经过CO2回收系统进行热量回收和储存。
可选的，原料气为电厂烟气、化工厂烟气或钢铁厂烟气，具体的，二氧化碳含量为5％-25％。优选的原料气为二氧化碳浓度为10％的烟气，醇胺富液为MEA/MDEA溶液。
其中，CO2捕集系统包括依次连接的吸收塔1的出液端、常压塔2、贫富液换热器6的冷侧、再生塔、再沸器4的冷侧、贫富液换热器6的热侧和吸收塔1的进液端组成的回路。
具体的如图2所示，贫富液换热器6的热侧的输出端连通贫液泵8，将MEA/MDEA贫液经过第七换热器15的热侧被第七换热器15的冷侧的水冷却后，进入吸收塔1中。
CO2捕集系统还包括第四换热器12，具体如图4所示，其中第四换热器12设置在常压塔2的输出端，连接在常压塔2和贫富液换热器6之间，其中第四换热器12的冷侧通入由常压塔2中流出的富含CO2的MEA/MDEA富液，第四换热器12的热侧通入低压水蒸汽换热系统中的汽水混合物，汽水混合物对富含CO2的MEA/MDEA富液进行预热。
可理解的，MEA/MDEA溶液在CO2捕集系统中的内部流体流动路径为：MEA/MDEA溶液经过吸收塔1的进液端进入，同时原料气经过吸收塔1进气端进入，经过MEA/MDEA溶液吸收原料气中的气体CO2，洁净烟气经过吸收塔1的出气端排出，气体CO2溶解在MEA/MDEA溶液中，此时的MEA/MDEA溶液为MEA/MDEA富液并经过吸收塔1的出液端排出。MEA/MDEA富液经过富液泵加压7进入常压塔2，在常压塔2内经过初步解析后，进入第四换热器12的冷侧与第四换热器12的热侧的汽水混合物换热，换热后的MEA/MDEA富液通入贫富液换热器6的冷侧进行换热后，最后进入再生塔3中经过深度加热解析。再生塔3中MEA/MDEA富液变为MEA/MDEA半贫液，MEA/MDEA半贫液流出再生塔3进入再沸器4的冷侧，MEA/MDEA半贫液经过再沸器4的热侧的低压水蒸汽加热后解析，MEA/MDEA半贫液变为MEA/MDEA贫液和气体CO2，MEA/MDEA贫液通入贫富液换热器6的热侧对贫富液换热器6的冷侧的MEA/MDEA富液换热后，MEA/MDEA贫液再次通过贫液泵8加压通入第七换热器15的热侧，MEA/MDEA贫液被第七换热器15的冷侧的冷却水冷却后进入吸收塔1中。气体CO2先通入再生塔3，然后进入常压塔中换热和富集。
在一些实施例中，有机朗肯循环发电系统包括一级回路和二级回路；其中一级回路包括依次连接的第一换热器9的冷侧、第二换热器10的冷侧、高压涡轮机16、低压涡轮机17换热系统的冷侧，低压涡轮机17和LNG冷能回热系统的第一热侧形成的回路；二级回路包括依次连接的高压涡轮机16的输出端和LNG冷能回热系统的第三热侧形成的回路；其中低压涡轮机17换热系统包括第五换热器13和第六换热器14，其中高压涡轮机17的输出端分别与第六换热器14的冷侧的输入端和第五换热器13的冷侧的输入端连接；第六换热器14的冷侧的输出端和第五换热器13的冷侧的输出端分别连接低压涡轮机17；第一换热器的热侧的输出端连接第五换热器13的热侧的输入端；第五换热器13的热侧的输出端连接第六换热器14的热侧的输入端，第六换热器14的热侧的输出端连接LNG冷能回热系统的第二热侧的输入端即CO2进气端。
具体的，本实施例中有机朗肯循环发电系统中的流体工质为有机朗肯循环工质(简称为有机工质)，有机工质在有机朗肯循环发电系统中的流动路径为：有机工质通过第一换热器9的冷侧，吸收进入第一换热器9的热侧的CO2回收系统中气体CO2的热量后，再次通过第二换热器10的冷侧吸收第二换热器10的热侧的汽水混合物的热量，吸热后的有机工质进入高压涡轮机16进行膨胀做功。有机工质在高压涡轮机16被蒸发为有机蒸汽后流出，分为三路，一路通过LNG冷能回热系统的第三热侧(三级冷却器22上的第三热侧)换热后，通入第一换热器9的输入端形成回路。另外两路有机蒸汽分别通入第五换热器13的冷侧和第六换热器14的冷侧，分别吸收通入第五换热器13的热侧和第六换热器14的热侧的CO2热量后有机蒸汽合并，共同进入低压涡轮机17膨胀做功，膨胀做功后的有机蒸汽最后通过LNG冷能回热系统的第一热侧和二级冷却器21的有机工质热侧换热，换热后的有机蒸汽再次回流到三级冷却器22用来回收自身部分热量，这样可以将尽可能多的热量转移到动力循环中最终形成更多的电能，然后进入到第一换热器9的输入端形成回路。
本实施例中由于高压汽轮机做功后的有机蒸汽温度较高属于高品位能量，其转化率较高，因此分出一路排气进入三级冷却器22以增加能量转化率，另外两路有机蒸汽吸收压气机19的压缩气体CO2的增压热后进入低压涡轮机17膨胀做功。由于高压涡轮机16的排气压力较高因此沸点也较高，所以有机蒸汽在三级冷却器22冷却后直接变为液体，有机工质经过泵的提压后循环利用；低压涡轮机排气压力较低所以沸点低，有机蒸汽需要排入三级冷却器22进行冷却后再排入二级冷却器21进过两次冷却后才能变为液体有机工质，经由泵提压后进行循环。
根据本发明的一种实施例，CO2回收系统包括依次连接的再生塔3的出气端、常压塔的CO2输入端、常压塔2的CO2输出端、第一换热器9的热侧、低压涡轮机17换热系统的热侧、LNG冷能回热系统的第二热侧和储存装置组成的通路。
有利的，如图3所示CO2回收系统还包括若干气液分离器18；气体CO2经过换热后利用气液分离器18进行气体CO2分离。
具体的，再生塔3中的气态CO2经过再生塔3的出气端进入常压塔2，与常压塔2中的MEA/MDEA富液换热后温度降低，通过第一换热器9的热侧，其与通过第一换热器9的冷侧的有机工质换热后输出并经过气液分离器18气液分离，其中分离的液体通入再生塔3，气态CO2进入第三换热器11的热侧与第三换热器11的冷侧的LNG冷能热量交换，气态CO2换热后再次进行气液分离器18气液分离，分离出的少量的水可直接排放，分离出的气体CO2通过压气机19增压后通入第五换热器13的热侧，与第五换热器13的冷侧的有机工质换热，CO2换热后再次进行气液分离器18气液分离，分离出的少量的水可直接排放；分离出的气体CO2通过压气机19增压后通入第六换热器14的热侧，与第六换热器14的冷侧的有机工质换热后，再次进行气液分离器18气液分离，分离出的少量的水可直接排放，分离出的气体CO2最后连接三级冷却器22的第二热侧，然后依次通过三级冷却器22、二级冷却器21的CO2热侧和一级冷却器20的热侧进行冷凝后形成液态CO2并储存在储存装置中。
再生塔3中的气态CO2经过再生塔3的出气端进入常压塔2的进气端，在常压塔2中进行直接接触式对流换热，由于MEA/MDEA富液流量远大于气态CO2流量，因此气态CO2在常压塔2的出气端输出端温度可以降低到60℃以下。
根据本发明的一种实施例，LNG冷能回热系统包括LNG冷能回热系统的冷侧和城市用气组成的通路。
根据本发明实施例中的回收碳捕集能量的装置，其中LNG冷能回热系统还包括第三换热器11，其中LNG冷能回热系统的冷侧的输出端连接第三换热器11的冷侧的输入端，气体CO2经过第一换热器9后输出进入第三换热器11的热侧对LNG冷能换热，换热后的LNG和城市用气连接。
在一些实施例中，LNG冷能回热系统包括依次收尾相连的一级冷却器20、二级冷却器21和三级冷却器22；其中三级冷却器22的冷侧输出端连接第三换热器11的冷侧的输入端。其中低压涡轮机17换热系统中第六换热器14的热侧的输出端连接三级冷却器22的第二热侧的输入端，气体CO2依次通过三级冷却器22的第二热侧、二级冷却器21的热侧和一级冷却器20的热侧进行冷却后，气体CO2变成液态CO2进行储存。
具体的如图3所示，LNG冷能回热系统中的循环介质为LNG液体，其中LNG液体依次通过一级冷却器20的冷侧、二级冷却器21的冷侧和三级冷却器22的冷侧进行吸热后进入第三换热器11的LNG液体冷侧，与进入第三换热器11的第二热侧的气体CO2热量交换后，LNG液体被加热至常温后用作城市用气。
根据本发明的一种实施例，低压水蒸汽换热系统包括依次连接的再沸器4的热侧的输出端、第二换热器10的热侧和回锅炉组成的通路。
具体的如图4所示，低压水蒸汽换热系统包括依次连接的再沸器4的热侧的输出端、第二换热器10的热侧和回锅炉组成的通路，有利的低压水蒸汽换热系统还包括依次连接的再沸器4的热侧的输出端，减压阀5、第四换热器12的热侧和锅炉形成另一通路；其中
低压水蒸气经过再沸器4加热后生成汽水混合物，后分为两路，低压水蒸汽换热系统还包括依次连接的再沸器4的热侧的输出端，减压阀5、第四换热器12的热侧和锅炉形成另一通路，将汽水混合物分为两个支路，其中再沸器4的热侧的输出端，减压阀5、第四换热器12的热侧和锅炉形成的支路中，汽水混合物经过第四换热器12的热侧，对经过第四换热器12的冷侧的MEA/MDEA富液进行加热后，汽水混合物被冷却为液态水，液态水进入回锅炉。
本实施例中对再沸器输出端的低压汽水混合物进行再利用，通过减压阀降低汽水混合物的输出端压力可以增大汽水混合物中的气相分率，使更多的相变热用来预热醇胺富液，最终减小汽水混合物的冷却损失。
利用上述任一实施例中的装置捕集烟气中二氧化碳的方法，其中醇胺富液为MEA/MDEA溶液，MEA/MDEA溶液吸收原料气中的气体CO2，洁净烟气经过吸收塔1的出气端排出，气体CO2溶解在MEA/MDEA溶液中，此时的MEA/MDEA溶液为MEA/MDEA富液经过吸收塔1的出液端排出，后经过富液泵7通入常压塔初步解析得到气体CO2和氧，MEA/MDEA富液后经过第四换热器12与低压水蒸汽换热系统中的汽水混合物换热，换热后的MEA/MDEA富液通入贫富液换热器6的冷侧进行加热，最后进入再生塔3经过深度加热解析后得到气态CO2，再沸器4中对MEA/MDEA半贫液解析后的气态CO2通入再生塔3，气体CO2换热后进入常压塔中换热和富集。
气态CO2在常压塔中换热和富集后，通过第一换热器9的热侧与通过第一换热器9的冷侧的有机工质换热后，经过气液分离器18气液分离，其中液体通入再生塔3。气态CO2进入第三换热器11的热侧与第三换热器11的冷侧的LNG冷能热量交换后，冷却后的气态CO2再次进行气液分离器18气液分离，分离后的气态CO2通过压气机19增压后通入第五换热器13的热侧，与第五换热器13的冷侧的有机工质换热后，冷却后的气态CO2再次进行气液分离器18气液分离，分离后的气态CO2再次通过压气机19增压后通入第六换热器14的热侧与第六换热器14的冷侧的有机工质换热后，冷却后的气态CO2再次进行气液分离器18气液分离，分离后的气态CO2进入三级冷却器22的第二热侧的CO2进气端，并依次通过三级冷却器22的第二侧、二级冷却器21的热侧和一级冷却器20的热侧进行冷凝，最终形成液态CO2并储存在储存装置中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种低碳的热量回收捕集装置，其特征在于，包括有机朗肯循环发电系统、CO2回收系统、LNG冷能回热系统和低压水蒸汽换热系统；
其中，所述有机朗肯循环发电系统中的有机工质与所述CO2回收系统中的CO2热交换后膨胀做功，做功后的所述有机工质再与LNG冷能回热系统中通入的LNG冷能换热冷却，所述有机工质进行循环膨胀做功和冷却；
所述CO2回收系统将生成的CO2收集并富集，气体CO2分别与所述有机工质和所述LNG冷能进行热量交换后生成液态CO2；
所述LNG冷能回热系统中通入的所述LNG冷能分别与所述CO2回收系统中的CO2及所述有机工质热交换，所述LNG冷能吸热后用作城市用气；和
所述低压水蒸汽换热系统将低压水蒸汽与所述有机朗肯循环发电系统中的所述有机工质换热。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括CO2捕集系统，利用捕集液捕集原料气中的CO2，再将所述捕集液的CO2解析得到气态的CO2，所述气态的CO2经过所述CO2回收系统进行热量回收和储存。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述CO2捕集系统包括依次连接的吸收塔的出液端、常压塔、贫富液换热器的冷侧、再生塔、再沸器的冷侧、贫富液换热器的热侧和吸收塔的进液端组成的回路。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述有机朗肯循环发电系统包括一级回路和二级回路；其中一级回路包括依次连接的第一换热器的冷侧、第二换热器的冷侧、高压涡轮机、低压涡轮机换热系统的冷侧，低压涡轮机和所述LNG冷能回热系统的第一热侧形成的循环回路；二级回路包括依次连接的所述高压涡轮机的输出端、所述LNG冷能回热系统的第三热侧和所述第一换热器的冷侧的输入端形成的循环回路。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述低压涡轮机换热系统包括第五换热器和第六换热器；其中所述高压涡轮机分别与所述第六换热器的冷侧的输入端和所述第五换热器的冷侧的输入端连接；所述第六换热器的冷侧的输出端和所述第五换热器的冷侧的输出端分别连接所述低压涡轮机；所述第一换热器的热侧的输出端连接所述第五换热器的热侧的输入端；所述第五换热器的热侧的输出端连接所述第六换热器的热侧的输入端，第六换热器的热侧的输出端连接所述LNG冷能回热系统的第二热侧。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述CO2回收系统包括依次连接的再生塔的出气端、常压塔的CO2输入端、常压塔的CO2输出端、所述第一换热器的热侧、低压涡轮机换热系统的热侧、所述LNG冷能回热系统的第二热侧和储存装置组成的通路。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述CO2回收系统还包括若干气液分离器；气体CO2每次换热后利用所述气液分离器进行气体CO2分离。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述LNG冷能回热系统包括所述LNG冷能回热系统的冷侧和城市用气组成的通路。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述低压水蒸汽换热系统包括依次连接的再沸器的热侧的输出端、第二换热器的热侧和回锅炉组成的通路。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639779A1 (de) * 1986-11-21 1988-06-01 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) aus einem co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-reichen erdgas
JPH03193116A (ja) * 1989-12-25 1991-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼排ガス中のｃｏ↓２の除去方法
JPH05248599A (ja) * 1992-03-03 1993-09-24 Osaka Gas Co Ltd 液化天然ガス貯蔵システム
US20120096863A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Carbon dioxide recovery method and carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system
FR3006911A1 (fr) * 2013-06-12 2014-12-19 IFP Energies Nouvelles Procede de captage de co2 avec production d'electricite
CN106362551A (zh) * 2016-11-23 2017-02-01 四川大学 一种烟气二氧化碳捕集系统与工艺
CN107144145A (zh) * 2017-06-02 2017-09-08 东北大学 利用lng冷能回收捕集菱镁矿熔炼烟气余热和co2的系统及方法
CN107486016A (zh) * 2017-08-22 2017-12-19 哈尔滨工程大学 一种适用于高硫燃油的船用低速柴油机的低温脱硫脱硝技术
CN107715650A (zh) * 2017-09-18 2018-02-23 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种碳捕集系统再生气热量回收结构
CN108331625A (zh) * 2017-12-29 2018-07-27 华中科技大学 一种利用天然气电厂排烟汽化潜热的发电系统
CN109269311A (zh) * 2018-09-03 2019-01-25 河海大学常州校区 一种蒸汽朗肯-有机朗肯联合循环焦炉废热回收发电系统
CN109810740A (zh) * 2019-03-07 2019-05-28 四川迅升油气工程技术有限公司 一种用于含硫天然气开发综合利用系统及工艺
WO2021146795A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 1304338 Alberta Ltd. Method and system to produce hydrocarbon feedstocks

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639779A1 (de) * 1986-11-21 1988-06-01 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) aus einem co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-reichen erdgas
JPH03193116A (ja) * 1989-12-25 1991-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼排ガス中のｃｏ↓２の除去方法
JPH05248599A (ja) * 1992-03-03 1993-09-24 Osaka Gas Co Ltd 液化天然ガス貯蔵システム
US20120096863A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Carbon dioxide recovery method and carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system
FR3006911A1 (fr) * 2013-06-12 2014-12-19 IFP Energies Nouvelles Procede de captage de co2 avec production d'electricite
CN106362551A (zh) * 2016-11-23 2017-02-01 四川大学 一种烟气二氧化碳捕集系统与工艺
CN107144145A (zh) * 2017-06-02 2017-09-08 东北大学 利用lng冷能回收捕集菱镁矿熔炼烟气余热和co2的系统及方法
CN107486016A (zh) * 2017-08-22 2017-12-19 哈尔滨工程大学 一种适用于高硫燃油的船用低速柴油机的低温脱硫脱硝技术
CN107715650A (zh) * 2017-09-18 2018-02-23 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种碳捕集系统再生气热量回收结构
CN108331625A (zh) * 2017-12-29 2018-07-27 华中科技大学 一种利用天然气电厂排烟汽化潜热的发电系统
CN109269311A (zh) * 2018-09-03 2019-01-25 河海大学常州校区 一种蒸汽朗肯-有机朗肯联合循环焦炉废热回收发电系统
CN109810740A (zh) * 2019-03-07 2019-05-28 四川迅升油气工程技术有限公司 一种用于含硫天然气开发综合利用系统及工艺
WO2021146795A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 1304338 Alberta Ltd. Method and system to produce hydrocarbon feedstocks

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
舒丹等: "混合工质回热朗肯循环回收天然气冷量的模拟", 《化学工程》 *
薛菲尔;陈煜;巨永林;: "基于LNG冷能的低温动力循环研究进展", 制冷学报 *

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