CN118189725A - 余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法 - Google Patents

余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法 Download PDF

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CN118189725A CN202410505254.2A CN202410505254A CN118189725A CN 118189725 A CN118189725 A CN 118189725A CN 202410505254 A CN202410505254 A CN 202410505254A CN 118189725 A CN118189725 A CN 118189725A
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王淑娟
齐国杰
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Shanxi Research Institute for Clean Energy of Tsinghua University
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Tsinghua University
Shanxi Research Institute for Clean Energy of Tsinghua University
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Abstract

本发明公开了一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法，所述系统包括：碳捕集再生装置，设有至少一吸热管路以及至少一内部放热管路；余热耦合换热机构，包括至少一内部余热换热结构以及至少一外部余热换热结构，内部放热管路内的输送介质能在内部余热换热结构内对至少一吸热管路内的输送介质进行加热；外部余热换热结构能利用外部余热源对至少一吸热管路内的输送介质能进行加热；其中，外部余热源为生产系统产生的余热源。本发明利用碳捕集再生装置的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至外部余热换热结构，从而实现了碳捕集再生装置与生产系统的有效集成，提高了外部余热源的利用率，减少碳捕集再生装置自身的能耗。

Description

余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，特别地，有关于一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
碳捕集利用与封存(CCUS)技术，包括吸收法、吸附法和膜分离法等，是碳减排的有效手段和实现碳中和的托底技术保障。作为主要的碳排放源之一，石油炼厂亟需推动碳捕集、利用和封存(CCUS)技术的广泛实施，有效降低碳排放总量，实现关键工业设施的持续运行和环境可持续的发展目标。相比电厂碳捕集场景，现有炼厂具有流程复杂度高、碳排放多源化、烟气排放成分多样、蒸汽供应不足及余热利用率低等突出问题，亟需开发新型高效的面向炼厂应用场景的碳捕集系统与方法。
化学吸收法碳捕集技术具有技术成熟度高和场景适配性强的特点，已在燃煤电厂、燃气电厂等场景实现商业化应用，并在石油炼厂开展中试示范推广。但是，化学吸收法的吸收剂再生过程需消耗大量高品质蒸汽，导致工厂蒸汽利用率和效率降低，运行成本增加，限制了相关技术的高效示范和持续放大。并且，石油炼厂现有热电联产电厂的蒸汽负荷仅能满足碳捕集工艺的部分蒸汽需要，实施全场景碳捕集技术部署需额外建设热电联产电厂，大幅增加石油炼厂成本，制约碳捕集技术在石油炼厂的商业化推广和实施。
余热利用匹配碳捕集工艺的研究日益引起重视，已公开发表较多的技术成果，但由于炼厂余热来源广泛，温度与负荷差异大、工艺集成复杂度高的特点，目前炼厂余热利用匹配碳捕集工艺的技术成熟度较低，并且较多的研究仅涉及回收炼厂高温烟气的余热以及碳捕集系统自身的余热，缺乏炼厂余热利用与碳捕集系统的有效集成，余热利用率和技术成熟度较低，无法有效大幅度降低碳捕集系统能耗与运行成本，限制了碳捕集技术在石油炼厂的规模化应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法，以解决目前碳捕集系统缺乏炼厂余热利用与碳捕集系统的有效集成，余热利用率较低，无法有效大幅度降低碳捕集系统能耗与运行成本的技术问题。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统，包括：碳捕集再生装置，用于对其应用场景的生产系统所产生的烟气实施碳捕集，所述碳捕集再生装置设有至少一吸热管路以及至少一内部放热管路；余热耦合换热机构，包括至少一内部余热换热结构以及至少一外部余热换热结构，所述内部放热管路内的输送介质能在所述内部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质进行加热；所述外部余热换热结构能利用外部余热源对至少一所述吸热管路内的输送介质能进行加热；其中，所述外部余热源为所述生产系统产生的余热源。
本发明的实施方式中，所述生产系统产生的余热源根据温度区间分级为多级所述外部余热源，所述外部余热换热结构的数量为多个，各级所述外部余热源分别在对应的所述外部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质进行加热。本发明的实施方式中，所述碳捕集再生装置包括碳捕集吸收机构和吸收剂再生机构，所述碳捕集吸收机构产生的富液通过富液输送管路输送至所述吸收剂再生机构，所述吸收剂再生机构产生的贫液通过贫液输送管路输送至所述碳捕集吸收机构，所述吸收剂再生机构产生的再生气通过再生气输出管路输出；一所述内部放热管路为所述贫液输送管路；和/或其中一所述内部放热管路为所述再生气输出管路；一所述吸热管路为所述富液输送管路；和/或一所述吸热管路为中间液回流管路，所述中间液回流管路用于将所述吸收剂再生机构内的部分中间液引出后回流至所述吸收剂再生机构。
本发明的实施方式中，一所述内部余热换热结构为贫富液换热结构，所述贫富液换热结构分别与所述贫液输送管路和所述富液输送管路相连接，所述贫液输送管路输送的贫液能在所述贫富液换热结构内对所述富液输送管路输送的富液加热；和/或一所述内部余热换热结构为再生气富液换热结构，所述再生气富液换热结构分别与所述再生气输出管路和所述富液输送管路相连接，所述再生气输出管路输出的再生气能在所述再生气富液换热结构内对所述富液输送管路输送的富液加热。
本发明的实施方式中，一所述外部余热换热结构为一级外部余热换热结构，所述一级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述贫富液换热结构的上游；和/或一所述外部余热换热结构为二级外部余热换热结构，所述二级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述贫富液换热结构的下游；和/或一所述外部余热换热结构为三级外部余热换热结构，所述三级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述再生气富液换热结构的下游。
本发明的实施方式中，所述吸收剂再生机构还设有第一中间液引出口以及第一中间液回流口，所述中间液回流管路包括连接所述第一中间液引出口与所述第一中间液回流口的第一中间液回流管路；一所述内部余热换热结构为贫液中间液换热结构，所述贫液中间液换热结构分别与所述第一中间液回流管路和所述贫液输送管路连接，所述贫液输送管路内输送的贫液能在所述贫液中间液换热结构内对所述第一中间液回流管路内输送的中间液加热。
本发明的实施方式中，一所述外部余热换热结构为四级外部余热换热结构，所述四级外部余热换热结构设于所述第一中间液回流管路上并位于所述贫液中间液换热结构的上游。
本发明的实施方式中，所述吸收剂再生机构还设有第二中间液引出口以及第二中间液回流口，所述中间液回流管路包括第二中间液回流管路，所述第二中间液引出口通过第二中间液回流管路与所述第二中间液回流口相连接；一所述外部余热换热结构为第五余热换热结构，所述第五余热换热结构设于所述第二中间液回流管路上。
本发明的实施方式中，所述应用场景为炼厂，所述外部余热源为炼厂生产系统产生的炼厂余热源，所述炼厂余热源包括蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源中的一种或多种的组合。
本发明的实施方式中，所述吸收剂再生机构包括再生塔以及再沸器，所述再生塔设有富液入口、贫液出口、贫液回流口以及再生气出口，所述再沸器分别与所述贫液出口和所述贫液回流口连接形成贫液加热回路，所述再沸器通过所述贫液输送管路与所述碳捕集吸收机构连接，所述富液入口通过所述富液输送管路与所述碳捕集吸收机构连接，所述再生气出口与所述再生气输出管路的输入端连接。
本发明的实施方式中，所述碳捕集再生装置还包括再生气处理机构，所述再生气处理机构与所述再生气输出管路的输出端连接，所述再生气处理机构包括沿再生气的排出方向依次设置的再生气冷凝结构和二氧化碳处理结构，所述再生气冷凝结构用于将所述再生气冷却至所述二氧化碳处理结构的操作温度并通过冷凝水回流管路将冷却过程中收集的冷凝水回流至所述再生塔内，所述二氧化碳处理结构用于对所述再生气中的二氧化他进行压缩液化处理。
本发明的实施方式中，所述碳捕集吸收机构设有烟气出口，所述碳捕集再生装置还包括烟气排放处理机构，所述烟气排放处理机构与所述烟气出口连接，所述烟气排放处理机构包括沿烟气的排出方向依次设置的烟气排放冷却结构和烟气洗涤结构，所述烟气排放冷却结构用于对排出的烟气进行冷却，所述烟气洗涤结构用于将冷却后的烟气进行洗涤。
本发明的实施方式中，所述碳捕集吸收机构包括吸收塔以及贫液预混结构，所述吸收塔设有贫液入口和富液出口，所述富液出口通过所述富液输送管路与所述吸收塔连接，所述贫液入口与所述贫液预混结构的输出端相连接，所述贫液预混结构的输入端通过所述贫液输送管路与所述再沸器连接；其中，所述贫液预混结构的输入端还通过第一补水管路与水平衡结构连接，所述水平衡结构与外部供水管路连接，且所述水平衡结构还通过水回收管路与所述烟气洗涤结构连接；所述贫液预混结构的输入端还通过第二补水管路与所述二氧化碳处理结构连接。
本发明的实施方式中，所述吸收塔还设有烟气入口，所述碳捕集再生装置还包括烟气预处理机构，所述烟气预处理机构与所述烟气入口连接，所述烟气预处理机构包括沿烟气的输入方向依次设置的烟气集混结构、烟气预处理冷却结构以及烟气引风结构，所述烟气集混结构用于接收并混合来自炼厂的烟气，所述烟气预处理冷却结构用于将烟气冷却至预设温度，所述烟气引风结构用于将烟气抽吸至所述吸收塔内。
本发明还提供一种余热耦合利用于碳捕集再生的方法，包括以下步骤：在碳捕集再生装置的多个内部管路中选择至少一所述内部管路作为内部放热管路，以利用所述内部放热管路内的输送介质作为内部余热源；在所述碳捕集再生装置的多个所述内部管路中选择至少另一所述内部管路作为吸热管路；和/或在所述碳捕集再生装置中增设至少一管路作为所述吸热管路；将至少一内部余热换热结构连接其中一所述吸热管路和其中一所述内部放热管路，而使所述内部放热管路内的输送介质能在所述内部余热换热结构内对所述吸热管路内的输送介质进行加热；将至少一外部余热换热结构设置在至少一所述吸热管路上；将所述碳捕集再生装置的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至所述外部余热换热结构内，而使所述外部余热源在所述外部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质能进行加热。
本发明的特点及优点是：
本发明的余热耦合利用于碳捕集再生的系统及方法，通过在至少一吸热管路上设置外部余热换热结构，并利用碳捕集再生装置的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至外部余热换热结构，从而实现了碳捕集再生装置与其应用场景的生产系统的有效集成，提高了外部余热源的利用率，减少碳捕集再生装置自身的能耗，使碳捕集再生装置能够更好地与其应用场景相适配，从而能实现碳捕集再生装置的工业化利用，并且外部换热结构与内部余热换热结构相配合，从而能实现内部余热源与外部余热源的耦合利用，大幅度降低碳捕集再生装置自身的能耗与运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例一中余热耦合利用于碳捕集再生的系统的结构示意图。
图2为本发明实施例二中余热耦合利用于碳捕集再生的系统的结构示意图。
图3为本发明实施例三中余热耦合利用于碳捕集再生的系统的结构示意图。
图4为本发明实施例四中余热耦合利用于碳捕集再生的系统的结构示意图。
图中：
1、碳捕集再生装置；
111、富液输送管路；112、第一中间液回流管路；113、第二中间液回流管路；
121、贫液输送管路； 122、再生气输出管路；
13、碳捕集吸收机构； 131、吸收塔； 132、贫液预混结构；
14、吸收剂再生机构； 141、再生塔； 142、再沸器；
15、再生气处理机构；151、再生气冷凝结构；1511、再生气冷却器；1512、再生气冷凝罐；1513、冷凝水回流管路；152、二氧化碳处理结构；1521、再生气预处理结构；1522、二氧化碳多级压缩结构；1523、深度除湿结构；1524、制冷结构；1153、第二补水管路；
16、烟气排放处理机构；161、烟气排放冷却结构；162、烟气洗涤结构；
17、烟气预处理机构；171、烟气集混结构；172、烟气预处理冷却结构；173、烟气引风结构；
18、水平衡结构；181、第一补水管路；182、外部供水管路；183、水回收管路；
191、富液输送泵；192、贫液输送泵；193、贫液冷却结构；
2、余热耦合换热机构；21、贫富液换热结构；22、再生气富液换热结构；23、贫液中间液换热结构；24、一级外部余热换热结构；25、二级外部余热换热结构；26、三级外部余热换热结构；27、四级外部余热换热结构；28、五级外部余热换热结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施方式一
如图1所示，本发明提供一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统，包括：碳捕集再生装置1，用于对其应用场景的生产系统所产生的烟气实施碳捕集，碳捕集再生装置1设有至少一吸热管路以及至少一内部放热管路；余热耦合换热机构2，包括至少一内部余热换热结构以及至少一外部余热换热结构，内部放热管路内的输送介质能在内部余热换热结构内对至少一吸热管路内的输送介质进行加热；外部余热换热结构能利用外部余热源对至少一吸热管路内的输送介质能进行加热；其中，外部余热源为生产系统产生的余热源。
本发明的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，通过在至少一吸热管路上设置外部余热换热结构，并利用碳捕集再生装置1的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至外部余热换热结构，从而实现了碳捕集再生装置1与其应用场景的生产系统的有效集成，提高了外部余热源的利用率，减少碳捕集再生装置1自身的能耗，使碳捕集再生装置1能够更好地与其应用场景相适配，从而能实现碳捕集再生装置1的工业化利用，并且外部换热结构与内部余热换热结构相配合，从而能实现内部余热源与外部余热源的耦合利用，大幅度降低碳捕集再生装置1自身的能耗与运行成本。
其中，碳捕集再生装置1的应用场景包括但不限于炼厂，外部余热源不限于炼厂生产系统产生的余热源，碳捕集再生装置1通过化学吸收法捕集炼厂生产系统产生的烟气中的二氧化碳。本发明的发明人发现：炼厂生产系统包括常减压蒸馏装置、催化裂化装置、蜡油加氢装置以及延迟焦化装置等多种生产装置，均会产生大量的蒸汽态、热水态或气态中低温余热资源，在实际生产中未能充分利用而直接排弃，显著影响了炼厂生产系统的用能效率和生产效益。因此，本发明利用炼厂生产系统中常减压蒸馏装置、催化裂化装置、蜡油加氢装置和/或延迟焦化装置等生产装置所产生大量的蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源中的一种或多种的组合作为外部余热源，并且可以将外部余热源按温度区间分级成多级外部余热源并设置多个外部余热结构与多级外部余热源相匹配，替换碳捕集再生装置1原本使用的高品质热源，从而实现外部余热源的梯级利用，有效提升炼厂余热利用率以及碳捕集再生装置1运行的经济性。
具体的，可以先碳捕集再生装置1内不同位置处输送介质的温度要求，确定内部换热结构和外部换热结构的数量和设置位置，再根据外部换热结构的数量和设置位置，将外部余热源按温度区间分级成多级外部余热源；也可以先将外部余热源按温度区间分级成多级外部余热源，再根据各级外部余热源的温度区间以及碳捕集再生装置1内不同位置处输送介质的温度要求，设置内部换热结构和外部换热结构的数量和设置位置。
如图1所示，本发明的实施方式中，碳捕集再生装置1包括碳捕集吸收机构13和吸收剂再生机构14，碳捕集吸收机构13产生的富液通过富液输送管路111输送至吸收剂再生机构14，吸收剂再生机构14产生的贫液通过贫液输送管路121输送至碳捕集吸收机构13，吸收剂再生机构14产生的再生气通过再生气输出管路122输出。
其中，贫液为二氧化碳浓度较低的吸收剂溶液，富液为贫液吸收二氧化碳形成的二氧化碳浓度较高的吸收剂溶液。吸收剂为化学吸收溶剂类吸收剂，包括但不限于单胺吸收剂、混合胺吸收剂、碳酸钾吸收剂、氨水吸收剂、相变吸收剂、离子液体吸收剂以及贫水吸收剂的一种或多种的组合。优选的，吸收剂为单胺吸收剂及混合胺吸收剂；更优选的，吸收剂为混合胺吸收剂。
如图1所示，烟气进入碳捕集吸收机构13内，碳捕集吸收机构13中的贫液吸收烟气中的二氧化碳后形成富液，富液经富液输送管路111输送至吸收剂再生机构14内进行吸收剂解吸，从而形成贫液及具有高浓度二氧化碳的再生气，进而贫液经贫液输送管路121输送至碳捕集吸收机构13，再生气则从再生气输出管路122输出。
具体的，吸收剂再生机构14包括再生塔141以及再沸器142，再生塔141设有富液入口、贫液出口、贫液回流口以及再生气出口，再沸器142分别与贫液出口和贫液回流口连接形成贫液加热回路，再沸器142通过贫液输送管路121与碳捕集吸收机构13连接，富液入口通过富液输送管路111与碳捕集吸收机构13连接，再生气出口与再生气输出管路122的输入端连接。余热耦合换热机构2预热后的富液从富液入口进入再生塔141内后向下流动实施吸收剂解吸过程，经贫液加热回路加热煮沸后回流至再生塔141内，料液中的二氧化碳等气体逆流向上形成再生气，再生气从再生气出口排出至再生气输出管路122。其中，贫液出口位于再生塔141的底部，贫液回流口位于贫液出口的上方并靠近再生塔141的底部设置，再生气出口位于再生塔141的顶部，富液入口位于再生气出口的下方并靠近再生塔141的顶部设置。碳捕集吸收机构13包括吸收塔131以及贫液预混结构132，吸收塔131设有贫液入口和富液出口，富液出口通过富液输送管路111与吸收塔131连接，贫液入口与贫液预混结构132的输出端相连接，贫液预混结构132的输入端通过贫液输送管路121与再沸器142连接。解吸再生后的贫液从再沸器142流出，经贫液输送管路121输送至贫液预混结构132中，贫液经贫液预混结构132调整吸收剂物料平衡后进入吸收塔131中实现吸收剂的循环利用。
其中，吸收塔131和再生塔141的塔内结构均可以采用填料塔或板式塔，优选塔内结构为填料塔，采用随机填料或规整填料，优选规整填料。再沸器142采用釜式再沸器142或热虹吸式再沸器142，优选釜式再沸器142。吸收塔131的贫液入口的温度为10℃至65℃，优选为30℃至50℃，进一步优选为40℃。再生塔141内压力为0.3bar至15bar，优选为1.5bar至5bar，进一步优选为1.9bar。再沸器142的操作温度为70℃至140℃，优选为105℃至125℃，进一步优选为119℃。
此外，如图1所示，富液输送管路111上设有用于给富液提供输送动力的富液输送泵191；贫液输送管路121上设有用于给贫液提供输送动力的贫液输送泵192；若贫液输送管路121内的贫液经过对应的内部换热结构放热后的温度仍高于贫液预混结构132的操作温度，则可以在贫液预混结构132的上游设置贫液冷却结构193将贫液冷却至贫液预混结构132的操作温度。
如图1所示，碳捕集再生装置1还包括再生气处理机构15，再生气处理机构15与再生气输出管路122的输出端连接，再生气处理机构15包括沿再生气的排出方向依次设置的再生气冷凝结构151和二氧化碳处理结构152，再生气冷凝结构151用于将再生气冷却至二氧化碳处理结构152的操作温度并将冷却过程中收集的冷凝水通过冷凝水回流管路1513回流至再生塔141内，二氧化碳处理结构152用于对再生气中的二氧化碳进行压缩液化处理。
具体的，再生气冷凝结构151包括沿再生气的排出方向依次设置的再生气冷却器1511以及再生气冷凝罐1512，再生气冷却器1511对再生气实施降温，以使再生气的温度满足二氧化碳处理结构152的操作温度，冷却后的再生气进入再生气冷凝罐1512冷凝分离出冷凝水，进而气体则进入二氧化碳处理结构152进行压缩液化处理，冷凝水则通过冷凝水回流管路1513回流至再生塔141内。二氧化碳处理结构152优选通过低温液化方法(温度为-20℃，压力为2MPa)将压缩后的二氧化碳液化，二氧化碳处理结构152包括再生气预处理结构1521、二氧化碳多级压缩结构1522、深度除湿结构1523以及制冷结构1524，通过再生气预处理结构1521对再生气中的二氧化碳进行提纯，进而通过二氧化碳多级压缩结构1522对二氧化碳进行压缩，然后通过深度除湿结构1523进一步地将二氧化碳中的水分去除，最后压缩后的二氧化碳进入制冷结构1524实现低温液化，液化后的二氧化碳可以收集至液化二氧化碳处理装置进行后续处理。当然，二氧化碳处理结构152也可以通过高温液化方法(温度为35℃，压力为7.5MPa)将压缩后的二氧化碳液化。液化二氧化碳处理装置中二氧化碳的温度为17.5℃，压力为24bar。
如图1所示，吸收塔131还设有烟气入口，碳捕集再生装置1还包括烟气预处理机构17，烟气预处理机构17与烟气入口连接，烟气预处理机构17包括沿烟气的输入方向依次设置的烟气集混结构171、烟气预处理冷却结构172以及烟气引风结构173，烟气集混结构171用于接收并混合来自炼厂的烟气，烟气预处理冷却结构172用于将烟气冷却至预设温度，烟气引风结构173用于将烟气抽吸至吸收塔131内。本实施例中，烟气集混结构171合理掺混来自于炼厂生产系统中同一车间或不同车间的不同组分的烟气用于碳捕集过程，集混后烟气的CO2的体积分数为0～100％，优选CO2的体积分数为0～60％，进一步优选CO2的体积分数为10％～20％。集混后烟气的体积流量为1吨/年至5000万吨/年，优选为10万吨/年至3000万吨/年，进一步优选为100万吨/年至2000万吨/年。
如图1所示，碳捕集吸收机构13设有烟气出口，碳捕集再生装置1还包括烟气排放处理机构16，烟气排放处理机构16与烟气出口连接，烟气排放处理机构16包括沿烟气的排出方向依次设置的烟气排放冷却结构161和烟气洗涤结构162，烟气排放冷却结构161用于对排出的烟气进行冷却，烟气洗涤结构162用于将冷却后的烟气进行净化处理。其中，烟气出口位于吸收塔131的顶部，贫液入口位于烟气出口的下方并靠近吸收塔131的顶部设置，富液出口位于吸收塔131的底部，烟气入口位于富液出口的上方并靠近吸收塔131的底部设置。烟气洗涤结构162可以根据不同吸收剂优化设计，如吸收剂采用氨水吸收剂等挥发性强的溶剂，需布置水洗集成工艺进行烟气深度净化，如采用其他挥发性较弱的吸收剂，则布置除雾集成工艺，捕获胺类气溶胶等杂质实施烟气深度净化。
如图1所示，烟气经烟气预处理机构17预处理后从烟气入口进入吸收塔131内向上流动，与吸收塔131内向下流动的贫液中的吸收剂逆流接触反应，实现碳捕集净化目的，贫液形成富液从富液出口排出富液输送管路111并经富液输送泵191加压后输送至再生塔141。净化后烟气自吸收塔131顶部的烟气出口排出，经烟气排放处理机构16处理后输送至排空处理装置中进行排空处理。
如图1所示，为了根据吸收剂挥发特性实时调整吸收塔131的水平衡，贫液预混结构132的输入端还通过第一补水管路181与水平衡结构18连接，水平衡结构18与外部供水管路182连接，且水平衡结构18还通过水回收管路183与烟气洗涤结构162连接；贫液预混结构132的输入端还通过第二补水管路1153与二氧化碳处理结构152连接。
如图1所示，本发明的实施方式中，余热耦合换热机构2中内部余热换热结构以及外部余热换热结构的设置数量和设置位置均不具体限定，可以根据烟气处理量以及外部余热源的温度区间进行优化设计。另外，可以根据碳捕集再生装置1中已有的内部管路中输送介质的温度及其温度要求选择至少一内部管路作为内部放热管路，以及选择至少一内部管路作为吸热管路，和/或另外增设至少一管路作为吸热管路，并且吸热管路和内部放热管路的设置数量和设置位置同样不具体限定，可以根据烟气处理量以及外部余热源的温度区间进行优化设计。
可选的，其中一内部放热管路为贫液输送管路121，通过在贫液输送管路121上设置至少一内部换热结构与至少一吸热管路连接，从而利用贫液输送管路121内的贫液对至少一吸热管路内的输送介质进行加热，从而实现对贫液的余热利用。可选的，其中一内部放热管路为再生气输出管路122，通过在再生气输出管路122上设置至少一内部换热结构与至少一吸热管路连接，从而利用再生气输出管路122内输送的再生气对至少一吸热管路内的输送介质进行加热，从而实现对贫液的余热利用。可选的，其中一吸热管路为富液输送管路111，通过在富液输送管路111上设置至少一内部换热结构和/或至少一外部余热结构，从而利用内部余热源和/或外部余热源对富液输送管路111内的富液进行加热，使富液升温后输送至再生塔141内，从而能降低再沸器142的能耗，并提升再生气的产出率。可选的，其中一吸热管路为另外增设的中间液回流管路，中间液回流管路用于将吸收剂再生机构14内的部分中间液引出后回流至吸收剂再生机构14，其中，定义吸收剂再生机构14内二氧化碳的浓度高于贫液而低于富液的吸收剂溶液为中间液。通过在中间液回流管路上设置至少一内部换热结构和/或至少一外部余热结构，从而利用内部余热源和/或外部余热源对吸收剂再生机构14内引出的中间液进行加热，使中间液升温后回流至再生塔141内，从而能降低再沸器142的能耗，并提升再生气的产出率，进一步吸收剂再生机构14的解吸性能。
具体的，内部换热结构包括但不限于管式换热器、板式换热器以及热管式换热器中的其中一种或多种的组合，优选采用板式换热器。外部换热结构可以采用管式换热器、板式换热器以及热管式换热器中的其中一种或多种的组合，优选板式换热器，并且外部换热结构可以根据外部余热源的相态与容量优化其采用的换热器的类型，以提升外部余热源的余热回收率。
如图1所示，本发明的一些实施例中，其中一内部余热换热结构为贫富液换热结构21，贫富液换热结构21分别与贫液输送管路121和富液输送管路111相连接，贫液输送管路121输送的贫液能在贫富液换热结构21内对富液输送管路111输送的富液加热；和/或其中一内部余热换热结构为再生气富液换热结构22，再生气富液换热结构22分别与再生气输出管路122和富液输送管路111相连接，再生气输出管路122输出的再生气能在再生气富液换热结构22内对富液输送管路111输送的富液加热。
如图1所示，本发明的一些实施例中，其中一外部余热换热结构为一级外部余热换热结构24，一级外部余热换热结构24设于富液输送管路111上并位于贫富液换热结构21的上游；和/或其中一外部余热换热结构为二级外部余热换热结构25，二级外部余热换热结构25设于富液输送管路111上并位于贫富液换热结构21的下游；和/或其中一外部余热换热结构为三级外部余热换热结构26，三级外部余热换热结构26设于富液输送管路111上并位于再生气富液换热结构22的下游。
如图1所示，本发明的一些实施例中，吸收剂再生机构14还设有第一中间液引出口以及第一中间液回流口，中间液回流管路包括连接第一中间液引出口与第一中间液回流口的第一中间液回流管路112，其中一内部余热换热结构为贫液中间液换热结构23，贫液中间液换热结构23分别与第一中间液回流管路112和贫液输送管路121连接，贫液输送管路121内输送的贫液能在贫液中间液换热结构23内对第一中间液回流管路112内输送的中间液加热。具体的，第一中间液引出口位于富液入口的下方并位于贫液出口的上方，第一中间液回流口位于富液入口的下方并位于第一中间液引出口的上方。
如图1所示，本发明的一些实施例中，其中一外部余热换热结构为四级外部余热换热结构27，四级外部余热换热结构27设于第一中间液回流管路112上并位于贫液中间液换热结构23的上游。
如图1所示，本发明的一些实施例中，吸收剂再生机构14还设有第二中间液引出口以及第二中间液回流口，中间液回流管路包括第二中间液回流管路113，第二中间液引出口通过第二中间液回流管路113与第二中间液回流口相连接，其中一外部余热换热结构为第五余热换热结构，第五余热换热结构设于第二中间液回流管路113上。具体的，第二中间液引出口位于第一中间液引出口的下方并位于贫液出口的上方，第二中间液回流口位于第一中间液引出口的下方并位于第二中间液引出口的上方。
由此可知，本发明的实施方式中，可以根据需要设置贫富液换热结构21、再生气富液换热结构22以及贫液中间液换热结构23中的一种或多种的组合，以及根据需要设置一级外部余热换热结构24、二级外部余热换热结构25、三级外部余热换热结构26、四级外部余热换热结构27以及五级外部余热换热结构28中一种或多种的组合，从而实现对外部余热源的梯级利用以及外部余热源与内部余热源的耦合利用。
本发明的实施方式中，炼厂生产系统产生的余热源包括温度低于90℃的蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源，温度大于90℃且低于130℃的蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源，以及温度大于130℃的蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源，通过利用不同温度和/或不同相态的余热源形成温度梯度由低至高分为一级外部余热源、二级外部余热源、三级外部余热源、四级外部余热源、五级外部余热源。
具体的，一级外部余热源为低温余热源，其温度不具体限定，只需使一级外部余热源输送至一级外部余热换热结构24将富液加热至40℃至65℃，优选将富液加热至45℃至60℃，进一步优选将富液加热至48℃至55℃；二级外部余热源为中低温余热源，其温度不具体限定，只需使二级外部余热源输送至二级外部余热换热结构25将富液加热至70℃至100℃，优选将富液加热至80℃至100℃，进一步优选将富液加热至90℃至100℃；三级外部余热源为中温余热源，其温度不具体限定，只需使三级外部余热源输送至三级外部余热换热结构26将富液加热至80℃至120℃，优选将富液加热至90℃至105℃，进一步优选将富液加热至100℃至105℃；四级外部余热源为中高温余热源，其温度不具体限定，只需使四级外部余热源输送至四级外部余热换热结构27将第一中间液回流管路112内的中间液加热至90℃至130℃，优选加热至95℃至120℃，进一步优选加热至105℃至115℃；五级外部余热源为高温余热源，其温度不具体限定，只需使五级外部余热源输送至五级外部余热换热结构28将第二中间液回流管路113内的中间液加热至100℃至140℃，优选加热至110℃至130℃，进一步优选加热至115℃至120℃。
综上，本发明具备如下优点：
一、本发明采用低品质的炼厂余热源代替高品质蒸汽源为碳捕集再生装置1提供能量，显著降低了碳捕集再生装置的额外蒸汽消耗量，大幅降低运行成本，具已完成的百万吨级炼厂碳捕集详细工艺模拟计算结果显示，本发明能够高效处理来自炼厂生产系统中常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、催化重整装置、制氢装置以及厂备热电厂的烟气，CO2捕集量最高可达为392万吨/年，余热利用量最高可达22MW，再生能耗最高可降低28.6％。
二、本发明通过设置多个外部余热换热结构，能够实现炼厂多相态余热梯级利用，有效提升炼厂余热利用率，改进炼厂运行能效，并且根据不同温度区间的外部余热源的特点匹配应用于碳捕集过程，具有余热回收温度区段广、回收量大和余热源相态适配性高的特点，充分利用炼厂生产系统中各区段余热资源，余热利用率可达80％以上。
三、本发明中余热源适配性好、碳捕集能耗低且系统集成度高，能够大规模应用于炼厂碳减排过程，为炼厂带来明显的竞争优势和经济效益。
四、炼厂是全球主要的碳排放源之一，约四分之一的工业源碳排放来源于炼厂，本发明通过更高效低能耗的碳捕集实施炼厂减排，具有良好的社会效益。
为了更好地实施本发明的系统，以及更好地理解本发明的系统所能产生的有益效果，下面列举一对比例以及一些具体实施例，并与对比例进行对比分析：
对比例：
本对比例针对来自炼厂常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、催化重整装置、制氢装置和厂备热电厂的全部烟气，对比图1所示，对比例采用的碳捕集再生装置1与本发明相同，区别在于仅设置贫富液换热结构21，而未设置其它内部换热结构和外部换热结构。炼厂集混烟气量为1953804m3/hr，烟气的平均CO2浓度为16.8vol.％，吸收剂为30wt.％MEA溶剂。烟气经烟气预处理机构17进入吸收塔131的底部并向上流动，从而与吸收塔131的顶部向下流的贫液中的吸收剂逆流接触实施碳捕集过程，进而烟气从吸收塔131的顶部排出至烟气排放处理机构16处理后排空，富液从吸收塔131的底部排出至富液输送管路111，经贫富液换热结构21加热升温后从再生塔141的顶部向下流动，最后从再生塔141的底部流入再沸器142内加热蒸发形成含高浓度CO2的再生气并从再生塔141的顶部排出至再生气输出管路122，进而进入再生气处理机构15内加压液化排出，再沸器142中的贫液则流入贫液输送管路121，进而经贫富液换热结构21以及贫液冷却结构193降温后输送至贫液预混结构132中。
其中，吸收剂的流量为2599732kg/hr，吸收塔131的顶部的贫液入口的温度为40℃，吸收塔131内压力为1.1bar，再生塔141内压力为1.9bar，再沸器142的热负荷为479932KW，碳捕集效率为90％，年碳捕集量为3919201ton/yr，再生能耗为3.86GJ/ton CO2。
实施例一：
针对来自炼厂常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、催化重整装置、制氢装置以及厂备热电厂的全部烟气，采用本发明的系统，充分利用炼厂余热资源，实施碳捕集过程。炼厂集混烟气量为1953804m3/hr，烟气的平均CO2浓度为16.8vol.％，吸收剂为30wt.％MEA溶剂。如图1所示，烟气经烟气预处理机构17进入吸收塔131的底部并向上流动，从而与吸收塔131的顶部向下流的贫液中的吸收剂逆流接触实施碳捕集过程，进而烟气从吸收塔131的顶部排出至烟气排放处理机构16处理后排空，富液从吸收塔131的底部排出至富液输送管路111，依次经余热耦合换热机构2的一级外部余热换热结构24、贫富液换热结构21、二级外部余热换热结构25、再生气富液换热结构22以及第三外部余热换热器加热升温后从再生塔141的顶部向下流动，进而流入第一中间液回流管路112中经四级外部余热换热结构27和贫液中间液换热结构23加热升温后回流至再生塔141内继续向下流动，然后还能流入第二中间液回流管路113中经五级外部余热换热结构28进一步加热后回流至再生塔141内向下流动，最后从再生塔141的底部流入再沸器142内加热蒸发形成含高浓度CO2的再生气于再生塔141的顶部排出至再生气输出管路122，进而经再生气富液换热结构22降温后进入再生气处理机构15内加压液化排出，再沸器142中的贫液则流入贫液输送管路121，进而依次经贫液中间液换热结构23、贫富液换热结构21以及贫液冷却结构193降温后输送至贫液预混结构132中。
其中，吸收剂的流量为7858062kg/hr，吸收塔131的顶部的贫液入口的温度为40℃，吸收塔131内压力为1.1bar，再生塔141内压力为1.9bar，一级外部余热换热结构24的热负荷为51981KW，二级外部余热换热结构25的热负荷为34578KW，三级外部余热换热结构26的热负荷为83803KW，四级外部余热换热结构27的热负荷为17604KW，五级外部余热换热结构28的热负荷为33713KW，再沸器142的热负荷为342716KW。碳捕集效率为90％，年碳捕集量为3919201ton/yr，再生能耗为2.76GJ/ton CO2，比对比例的再生能耗降低28.6％。
因此，本实施例通过五个温度级别的外部余热换热结构充分利用各温度区间的炼厂余热资源，并与三个内部余热换热结构相配合，有效降低了碳捕集再生装置1的能耗。
实施例二：
本实施例针对碳排放量大并且余热资源丰富的常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、催化重整装置、制氢装置排放的烟气，采用本发明的系统，充分利用炼厂余热资源，实施碳捕集过程。炼厂集混烟气量为715632m3/hr，烟气的平均CO2浓度为19.3vol.％，吸收剂为30wt.％MEA溶剂。考虑炼厂余热资源的合理利用，如图2所示，本实施例与实施例一相比的区别在于未采用一级外部余热换热结构24，富液从吸收塔131的底部排出至富液输送管路111，依次经余热耦合换热机构2的贫富液换热结构21、二级外部余热换热结构25、再生气富液换热结构22以及第三外部余热换热器加热升温后从再生塔141的顶部向下流动。
其中，吸收剂的流量为3653416kg/hr，吸收塔131的顶部的贫液入口的温度为40℃，吸收塔131内压力为1.1bar，再生塔141内压力为1.9bar，二级外部余热换热结构25的热负荷为31189KW，三级外部余热换热结构26的热负荷为40436KW，四级外部余热换热结构27的热负荷为15172KW，五级外部余热换热结构28的热负荷为27600KW，再沸器142的热负荷为139602KW，碳捕集效率为90％，年碳捕集量为1827869ton/yr，再生能耗为2.41GJ/ton CO2，比对比例的再生能耗降低37.6％。
因此，本实施例通过四个温度级别的外部余热换热结构充分利用中低温、中温、中高温以及高温区间的炼厂余热资源所形成的四个温度级别的外部余热源，并与三个内部余热换热结构相配合，有效降低了碳捕集再生装置1的能耗。
实施例三：
针对碳排放量大并且余热资源丰富的催化重整装置排放的烟气，采用本发明的系统，充分利用炼厂余热资源，实施碳捕集过程。炼厂集混烟气量为560144m3/hr，烟气的平均CO2浓度为18.1vol.％，吸收剂为30wt.％MEA溶剂。考虑炼厂余热合理利用，如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于未采用一级外部余热换热结构24和二级外部余热换热结构25，富液从吸收塔131的底部排出至富液输送管路111，依次经余热耦合换热机构2的贫富液换热结构21、再生气富液换热结构22以及第三外部余热换热器加热升温后从再生塔141的顶部向下流动。
其中，吸收剂的流量为2599732kg/hr，吸收塔131的顶部的吸入口的温度为40℃，吸收塔131内压力为1.1bar，再生塔141内压力为1.9bar，三级外部余热换热结构26的热负荷为51124KW，四级外部余热换热结构27的热负荷为14126KW，五级外部余热换热结构28的热负荷为23337KW，再沸器142热负荷为94302KW，碳捕集效率为90％，年碳捕集量为1298828ton/yr，再生能耗为2.29GJ/ton CO2，比对比例的再生能耗降低40.7％。
因此，本实施例通过三个温度级别的外部余热换热结构充分利用中温、中高温以及高温区间的炼厂余热资源所形成的三个温度级别的外部余热源，并与三个内部余热换热结构相配合，有效降低了碳捕集再生装置1的能耗。
实施例四：
本实施例针对碳排放量较小但余热资源丰富的常压蒸馏装置和减压蒸馏装置排放的烟气，采用本发明的系统，充分利用炼厂余热资源，实施碳捕集过程。炼厂集混烟气量为160766m3/hr，烟气的平均CO2浓度为14.5vol.％，吸收剂为30wt.％MEA溶剂。考虑炼厂余热合理利用，如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于未采用一级外部余热换热结构24、二级外部余热换热结构25、三级外部余热换热结构26以及再生气富液换热结构22，富液从吸收塔131的底部排出至富液输送管路111，仅经贫富液换热结构21加热升温后从再生塔141的顶部向下流动。
其中，吸收剂的流量为541598kg/hr，吸收塔131的顶部的贫液入口的温度为40℃，吸收塔131内压力为1.1bar，再生塔141内压力为1.9bar，四级外部余热换热结构27的热负荷为7744KW，五级外部余热换热结构28的热负荷为6681KW，再沸器142的热负荷为20231KW，碳捕集效率为90％，年碳捕集量为268634ton/yr，再生能耗为2.38GJ/ton CO2，比对比例的再生能耗降低38.5％。
因此，本实施例通过两个温度级别的外部余热换热结构充分利用中高温以及高温区间的炼厂余热资源，并与两个内部余热换热结构相配合，有效降低了碳捕集再生装置1的能耗。
实施方式二
本发明还提供一种余热耦合利用于碳捕集再生的方法，由于该方法解决问题的原理与实施方式一中余热耦合利用于碳捕集再生的系统相似，因此该方法的实施可以参见实施方式一中余热耦合利用于碳捕集再生的系统的实施，重复之处不再赘述。
本发明的方法，包括以下步骤：在碳捕集再生装置1的多个内部管路中选择至少一内部管路作为内部放热管路，以利用内部放热管路内的输送介质作为内部余热源；在碳捕集再生装置1的多个内部管路中选择至少另一内部管路作为吸热管路；和/或在碳捕集再生装置1中增设至少一管路作为吸热管路；将至少一内部余热换热结构连接其中一吸热管路和其中一内部放热管路，而使内部放热管路内的输送介质能在内部余热换热结构内对吸热管路内的输送介质进行加热；将至少一外部余热换热结构设置在至少一吸热管路上；将碳捕集再生装置1的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至外部余热换热结构内，而使外部余热源在外部余热换热结构内对至少一吸热管路内的输送介质能进行加热。
以上仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，包括：
碳捕集再生装置，用于对其应用场景的生产系统所产生的烟气实施碳捕集，所述碳捕集再生装置设有至少一吸热管路以及至少一内部放热管路；
余热耦合换热机构，包括至少一内部余热换热结构以及至少一外部余热换热结构，所述内部放热管路内的输送介质能在所述内部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质进行加热；所述外部余热换热结构能利用外部余热源对至少一所述吸热管路内的输送介质能进行加热；
其中，所述外部余热源为所述生产系统产生的余热源。
2.如权利要求1所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述生产系统产生的余热源根据温度区间分级为多级所述外部余热源，所述外部余热换热结构的数量为多个，各级所述外部余热源分别在对应的所述外部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质进行加热。
3.如权利要求1或2所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述碳捕集再生装置包括碳捕集吸收机构和吸收剂再生机构，所述碳捕集吸收机构产生的富液通过富液输送管路输送至所述吸收剂再生机构，所述吸收剂再生机构产生的贫液通过贫液输送管路输送至所述碳捕集吸收机构，所述吸收剂再生机构产生的再生气通过再生气输出管路输出；
一所述内部放热管路为所述贫液输送管路；和/或一所述内部放热管路为所述再生气输出管路；
一所述吸热管路为所述富液输送管路；和/或一所述吸热管路为中间液回流管路，所述中间液回流管路用于将所述吸收剂再生机构内的部分中间液引出后回流至所述吸收剂再生机构。
4.如权利要求3所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
一所述内部余热换热结构为贫富液换热结构，所述贫富液换热结构分别与所述贫液输送管路和所述富液输送管路相连接，所述贫液输送管路输送的贫液能在所述贫富液换热结构内对所述富液输送管路输送的富液加热；和/或
一所述内部余热换热结构为再生气富液换热结构，所述再生气富液换热结构分别与所述再生气输出管路和所述富液输送管路相连接，所述再生气输出管路输出的再生气能在所述再生气富液换热结构内对所述富液输送管路输送的富液加热。
5.如权利要求4所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
一所述外部余热换热结构为一级外部余热换热结构，所述一级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述贫富液换热结构的上游；和/或
一所述外部余热换热结构为二级外部余热换热结构，所述二级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述贫富液换热结构的下游；和/或
一所述外部余热换热结构为三级外部余热换热结构，所述三级外部余热换热结构设于所述富液输送管路上并位于所述再生气富液换热结构的下游。
6.如权利要求3所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述吸收剂再生机构还设有第一中间液引出口以及第一中间液回流口，所述中间液回流管路包括连接所述第一中间液引出口与所述第一中间液回流口的第一中间液回流管路；
一所述内部余热换热结构为贫液中间液换热结构，所述贫液中间液换热结构分别与所述第一中间液回流管路和所述贫液输送管路连接，所述贫液输送管路内输送的贫液能在所述贫液中间液换热结构内对所述第一中间液回流管路内输送的中间液加热。
7.如权利要求6所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
一所述外部余热换热结构为四级外部余热换热结构，所述四级外部余热换热结构设于所述第一中间液回流管路上并位于所述贫液中间液换热结构的上游。
8.如权利要求3所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述吸收剂再生机构还设有第二中间液引出口以及第二中间液回流口，所述中间液回流管路包括第二中间液回流管路，所述第二中间液引出口通过第二中间液回流管路与所述第二中间液回流口相连接；
一所述外部余热换热结构为第五余热换热结构，所述第五余热换热结构设于所述第二中间液回流管路上。
9.如权利要求1所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述应用场景为炼厂，所述外部余热源为炼厂生产系统产生的炼厂余热源，所述炼厂余热源包括蒸汽态余热源、热水态余热源以及气态余热源中的一种或多种的组合。
10.如权利要求3所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述吸收剂再生机构包括再生塔以及再沸器，所述再生塔设有富液入口、贫液出口、贫液回流口以及再生气出口，所述再沸器分别与所述贫液出口和所述贫液回流口连接形成贫液加热回路，所述再沸器通过所述贫液输送管路与所述碳捕集吸收机构连接，所述富液入口通过所述富液输送管路与所述碳捕集吸收机构连接，所述再生气出口与所述再生气输出管路的输入端连接。
11.如权利要求10所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述碳捕集再生装置还包括再生气处理机构，所述再生气处理机构与所述再生气输出管路的输出端连接，所述再生气处理机构包括沿再生气的排出方向依次设置的再生气冷凝结构和二氧化碳处理结构，所述再生气冷凝结构用于将所述再生气冷却至所述二氧化碳处理结构的操作温度并通过冷凝水回流管路将冷却过程中收集的冷凝水回流至所述再生塔内，所述二氧化碳处理结构用于对所述再生气中的二氧化碳进行压缩液化处理。
12.如权利要求11所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述碳捕集吸收机构设有烟气出口，所述碳捕集再生装置还包括烟气排放处理机构，所述烟气排放处理机构与所述烟气出口连接，所述烟气排放处理机构包括沿烟气的排出方向依次设置的烟气排放冷却结构和烟气洗涤结构，所述烟气排放冷却结构用于对排出的烟气进行冷却，所述烟气洗涤结构用于对冷却后的烟气进行洗涤。
13.如权利要求12所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述碳捕集吸收机构包括吸收塔以及贫液预混结构，所述吸收塔设有贫液入口和富液出口，所述富液出口通过所述富液输送管路与所述吸收塔连接，所述贫液入口与所述贫液预混结构的输出端相连接，所述贫液预混结构的输入端通过所述贫液输送管路与所述再沸器连接；
其中，所述贫液预混结构的输入端还通过第一补水管路与水平衡结构连接，所述水平衡结构与外部供水管路连接，且所述水平衡结构还通过水回收管路与所述烟气洗涤结构连接；所述贫液预混结构的输入端还通过第二补水管路与所述二氧化碳处理结构连接。
14.如权利要求13所述的余热耦合利用于碳捕集再生的系统，其特征在于，
所述吸收塔还设有烟气入口，所述碳捕集再生装置还包括烟气预处理机构，所述烟气预处理机构与所述烟气入口连接，所述烟气预处理机构包括沿烟气的输入方向依次设置的烟气集混结构、烟气预处理冷却结构以及烟气引风结构，所述烟气集混结构用于接收并混合来自炼厂的烟气，所述烟气预处理冷却结构用于将烟气冷却至预设温度，所述烟气引风结构用于将烟气抽吸至所述吸收塔内。
15.一种余热耦合利用于碳捕集再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在碳捕集再生装置的多个内部管路中选择至少一所述内部管路作为内部放热管路，以利用所述内部放热管路内的输送介质作为内部余热源；
在所述碳捕集再生装置的多个所述内部管路中选择至少另一所述内部管路作为吸热管路；和/或在所述碳捕集再生装置中增设至少一管路作为所述吸热管路；
将至少一内部余热换热结构连接其中一所述吸热管路和其中一所述内部放热管路，而使所述内部放热管路内的输送介质能在所述内部余热换热结构内对所述吸热管路内的输送介质进行加热；
在至少一外部余热换热结构设置在至少一所述吸热管路上；
将所述碳捕集再生装置的应用场景的生产系统所产生的余热源作为外部余热源输送至所述外部余热换热结构内，而使所述外部余热源在所述外部余热换热结构内对至少一所述吸热管路内的输送介质能进行加热。
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