CN205372595U - 一种用于从燃烧烟气中提取co2的系统和锅炉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及烟气处理领域，公开了一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统和包括该系统的锅炉系统。其中，所述系统包括依次串联连接的除尘装置(1)、除杂装置、干燥装置(13)以及CO2回收装置，该CO2回收装置包括并联地连接于所述干燥装置(13)的第一CO2回收装置和第二CO2回收装置，所述用于从锅炉烟气中提取CO2的系统还包括连接在所述干燥装置(13)和所述第一CO2回收装置之间的重金属吸附装置(14)。本实用新型提供的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统能够将烟气中的CO2提纯并回收利用，即能够实现CO2的减排，又能够降低储存所捕集的CO2而带来的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气处理领域，具体地，涉及一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统和包括该系统的锅炉系统。
背景技术
CO2是一种能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的气体，被认为是加剧温室效应的主要来源。锅炉燃烧所排放的烟气中含有大量的CO2，因此，燃煤电站等使用燃煤锅炉排放的大量烟气对全球环境具有显著的影响。随着日益加剧的温室效应，全球环境逐渐恶化，碳捕集技术越来越受到人们的重视，世界各减排科研机构对碳捕集技术进行了深入的研究。
目前，已研究出针对燃煤电站中燃煤锅炉的CO2减排的技术主要有三种：(1)燃烧后捕集，即：对锅炉燃烧所排放的烟气中的CO2通过物理(如通过特殊材料吸附CO2)、化学(如利用氢氧化钠溶液或胺液吸收CO2)或微生物(如固碳微生物)吸收的方法进行捕集；(2)燃烧前捕集，即：使用IGCC(IntegratedGasificationCombinedCycle)系统即整体煤气化联合循环发电系统将固体的煤碳燃料气化成为中低热值煤气(含有CO、H2、CO2以及硫化物、氮化物粉尘等污染物)，经过净化以除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物之后，将其中的CO转变成CO2并进行碳捕集(捕集的CO2被压缩和封存)，剩余的低碳可燃气体(以H2为主的气体)变为清洁的气体燃料；(3)燃烧中捕集，即：燃煤锅炉通过富氧燃烧的方式，将锅炉燃烧产生的含有大量CO2的烟气与O2的混合气代替空气燃烧，在通过烟囱将最终产生的烟气排放到大气中之前，使用CO2液化装置将CO2压缩并封存，实现碳捕集。
然而，对于第一种CO2减排技术来说，存在很大的不稳定性，例如，通过化学吸收的方式进行碳捕集时，随着温度的升高，OC2很容易从氢氧化钠溶液或胺液中分离出并进入大气中。对于第二种和第三种CO2减排技术来说，不仅成本高昂，而且尽管在压缩封存CO2之前对其进行了净化处理，但其中仍然不可避免地有重金属(例如汞)等杂质，因此，所压缩封存的CO2与工业级和食品级CO2指标要求还有很大差距，无法实现资源再利用，只能将其埋入地底或海底。而由于中国生态环境脆弱，气象灾害频发，很容易发生CO2泄漏的风险，因此必须通过监测防止风险发生，但是中国尚未建立完整和有效的环境监测体系，因此将CO2埋入地底或海底之后对地质结构、海洋生态、人体健康和地球循环系统具有极大的不确定性。
由此，亟待解决的问题是，即能够实现CO2的减排，又能够降低储存所捕集的CO2的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统和锅炉系统，所述用于从燃烧烟气中提取CO2的系统能够将烟气中的CO2提纯并回收利用，即能够实现CO2的减排，又能够降低储存所捕集的CO2而带来的风险。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其中，所述系统包括依次串联连接的除尘装置、除杂装置、干燥装置以及CO2回收装置，该CO2回收装置包括并联地连接于所述干燥装置的第一CO2回收装置和第二CO2回收装置，所述用于从锅炉烟气中提取CO2的系统还包括连接在所述干燥装置和所述第一CO2回收装置之间的重金属吸附装置。
优选地，所述除杂装置包括连接在所述除尘装置和所述干燥装置之间的脱硫装置和脱硝装置，所述脱硫装置包括脱硫塔，所述脱硝装置包括脱硝塔。
优选地，所述脱硫装置还包括依次连接在所述除尘装置和所述脱硫塔之间的第一压缩装置和第一冷却装置。
优选地，所述脱硫塔设置有第一循环泵，所述脱硫塔上设置有入口和出口，入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硫塔的外部，以使得所述脱硫塔的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第一循环泵设置在所述管道上。
优选地，所述脱硝装置还包括依次连接在所述脱硫装置和所述干燥装置之间的第二压缩装置和第二冷却装置。
优选地，所述脱硝塔设置有第二循环泵，并且所述脱硝塔上设置有入口和出口，该入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硝塔的外部，以使得所述脱硝塔的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第二循环泵设置在所述管道上。
优选地，所述除杂装置设置为多个。
优选地，所述系统还包括连接在所述除尘装置和所述脱硫脱硝设备之间的烟气冷却器。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供一种锅炉系统，其中，所述锅炉系统包括本实用新型提供的用于从锅炉烟气中提取CO2的系统。
优选地，所述锅炉系统为富氧燃烧锅炉系统。
通过上述技术方案，本实用新型提供的用于从锅炉烟气中提取CO2的系统通过除尘、除杂、干燥等步骤将烟气中的杂质除去，以能够获得第一纯净度的CO2液体，而通过除尘、除杂、干燥、除重金属等步骤将烟气中的杂质除去，能够获得比第一纯净度更高的CO2液体，该高纯净度的CO2液体能够达到食品级CO2标准，并且，纯净度相对较低的CO2液体也能够满足工业级CO2标准，使得CO2能够再次利用，从而降低碳排放的同时，避免CO2封存带来的风险。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的具体实施方式提供的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统的简略示意图；
图2是本实用新型的具体实施方式提供的锅炉系统的简略示意图。
附图标记说明
1除尘装置；2烟气冷却器；3第一压缩装置；4第一冷却装置；5脱硫塔；6第一循环泵；7第三冷却装置；8第二压缩装置；9第二冷却装置；10脱硝塔；11第二循环泵；12第四冷却装置；13干燥装置；14重金属吸附装置；15第五压缩装置；16CO2储存罐；
20磨煤机；21锅炉；22预热器；23除尘器；24引风机；25第一气-气换热器；26脱硫脱硝设备；27烟气冷却器；28第二气-气换热器；29密封风机；30第一风机；31第二风机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上游、下游”通常是指烟气的流动方向上的“上游、下游”，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
根据本实用新型的具体实施方式，提供一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其中，所述系统包括依次串联连接的除尘装置1、除杂装置、干燥装置13以及CO2回收装置，该CO2回收装置包括并联地连接于所述干燥装置13的第一CO2回收装置和第二CO2回收装置，所述用于从锅炉烟气中提取CO2的系统还包括连接在所述干燥装置13和所述第一CO2回收装置之间的重金属吸附装置14。
由此，燃烧烟气通过除尘装置1的除尘作用、除杂装置的脱硫、脱硝作用、干燥装置的脱水作用之后，烟气中大部分的有毒有害物质已被过滤，因此，通过压缩纯化得到的CO2液满足工业级标准，通过第二CO2回收装置可以将液态的CO2储存以用于工业领域。而对于第一CO2回收装置中将要回收的CO2来说，由于烟气经过了重金属吸附装置14吸附汞等重金属的作用，因此烟气中的有毒有害物质已经近乎除去，只剩下CO2与N2、Ar等惰性气体，第一CO2回收装置回收液态的CO2，因此，剩余的烟气需要经过压缩，其中的CO2由气态转化为液态，从而与N2、Ar等惰性气体分离，实现高纯净度的CO2的收集。通过这种方式收集的CO2具有较高的浓度，并且其中不含有有害杂质，因此，能够用于食品加工领域。由此可见，本实用新型提供的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统能够对烟气中的CO2进行回收，减少了CO2的排放量，并且回收之后的CO2能够再次利用，因此，避免了将液态CO2封存到地下或海底的情况下存在的风险。
下面将结合图1详细描述本实用新型的具体实施方式。
在本实用新型提供的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统的具体实施方式中，除杂装置主要用于除去烟气中的SO2和NOX，因此，所述除杂装置可以包括连接在所述除尘装置1和所述干燥装置13之间的脱硫装置和脱硝装置，脱硫装置可以通过多种方式除去烟气中的SO2，同样的，脱硝装置可以通过多种方式除去烟气中的NOX，例如，所述脱硫装置可以包括脱硫塔5，脱硫塔5中设置有能够将烟气中的SO2洗去的液体，所述脱硝装置可以包括脱硝塔10，该脱硝塔10中设置有能够将烟气中的NOX洗去的液体。
为了提高脱硫率，所述脱硫装置还包括依次连接在所述除尘装置1和所述脱硫塔5之间的第一压缩装置3和第一冷却装置4，优选地，第一压缩装置将烟气压缩至1.5-2MPa，因为在这种情况下，升压后的烟气中的NO、O2能够将SO2氧化成SO3，因此，脱硫塔5中的液体可以是水，SO3跟水反应生成硫酸，从而实现脱硫。
进一步地，所述脱硫塔5可以设置有第一循环泵6，所述脱硫塔5上设置有入口和出口，入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硫塔5的外部，以使得所述脱硫塔5的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第一循环泵6设置在所述管道上，通过第一循环泵6能够使得烟气通过流体回路在脱硫塔5中循环，从而达到更好的脱硫效果。在该过程中，由于烟气经过循环水洗，因此，也能够进一步除去烟气中残余的烟尘颗粒物。此外，由于SO3与水反应生成硫酸属于放热反应，因此，可以在管道上设置第三冷却器7以降低烟气的温度。
为了提高脱硝率，所述脱硝装置还可以包括依次连接在所述脱硫装置和所述干燥装置13之间的第二压缩装置8和第二冷却装置9，优选地，第二压缩装置将脱硫之后的烟气压缩至3-4MPa，因为在这种情况下，O2能够将NOX氧化为NO2，因此，脱硝塔中的液体可以为水，NO2与水反应生成稀硝酸，从而实现脱硝。
进一步地，所述脱硝塔10可以设置有第二循环泵11，并且所述脱硝塔10上设置有入口和出口，该入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硝塔10的外部，以使得所述脱硝塔10的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第二循环泵11设置在所述管道上，通过第一循环泵6能够使得烟气通过流体回路在脱硫塔5中循环，从而达到更好的脱硝效果。在该过程中，由于烟气经过循环水洗，因此，也能够进一步除去烟气中残余的烟尘颗粒物。此外，由于NO2与水反应生成稀硝酸属于放热反应，因此，可以在管道上设置第四冷却器12以降低烟气的温度。
在本实用新型提供的具体实施方式中，为了将烟气中的杂质尽可能多地除去，所述除杂装置可以设置为多个，该多个除杂装置串联设置。
在上述具体实施方式中，烟气进入除杂装置后，首先经过第一压缩机3进行压缩升压，由于烟气升压后温度会有较大的增高，因此，可以在烟气进入第一压缩机3之前先进行一次冷却，以降低烟气的温度，例如，可以在除尘装置1和所述除杂装置之间连接烟气冷却器2，以对烟气进行冷却。
另外，在本实用新型提供的具体实施方式中，重金属吸附装置14优选使用活性炭作为吸附剂。由于活性炭有较强的吸附作用，因此，若到达此处的烟气中仍残余颗粒物，能够通过活性炭一并吸附除去。
此外，在本实用新型提供的具体实施方式中，第一CO2回收装置可以包括第五压缩装置15和储存罐，以通过第五压缩装置压缩烟气以将其中的CO2转变为液态，之后将液态的CO2储存到CO2储存罐16中，以便于后期使用。另外，第一CO2回收装置也可以是CO2液化纯化装置。同理，第二CO2回收装置也能够与上述第一CO2回收装置一样设置。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供一种锅炉系统，其中，所述锅炉系统包括本实用新型提供的用于从锅炉烟气中提取CO2的系统。
优选地，所述锅炉系统为富氧燃烧锅炉系统，参考图2，来自磨煤机20的煤粉在第一风机30提供的一次风的作用下进入锅炉21中燃烧，产生的烟气从锅炉的烟气出口排出并依次经过预热器22、除尘器23、引风机24、第一气-气换热器(即GGH)、脱硫脱硝设备26、烟气冷却器27后，一部分烟气再循环，通过第一风机30、第二风机31形成一次风、二次风，一次风与空分装置(未示出)提供的氧气混合，用于将煤粉吹入锅炉21中，二次风与空分装置(未示出)提供的氧气混合并进入锅炉21中燃烧，实现富氧燃烧；而另一部分的烟气则进入本实用新型提供的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，实现CO2的回收再利用。
再循环的烟气在进入第一风机30和第二风机31之前，可以先经过第二气-气换热器(即GGH)，以提高烟气的温度。之后，从第一风机30、第二风机31流出的一次风、二次风可以经过预热器22进一步提高温度。另外，为了提高磨煤机20的密封性，再循环的烟气中的一部分通过密封风机29流向磨煤机20，实现气封。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述系统包括依次串联连接的除尘装置(1)、除杂装置、干燥装置(13)以及CO2回收装置，该CO2回收装置包括并联地连接于所述干燥装置(13)的第一CO2回收装置和第二CO2回收装置，所述用于从锅炉烟气中提取CO2的系统还包括连接在所述干燥装置(13)和所述第一CO2回收装置之间的重金属吸附装置(14)。
2.根据权利要求1所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述除杂装置包括连接在所述除尘装置(1)和所述干燥装置(13)之间的脱硫装置和脱硝装置，所述脱硫装置包括脱硫塔(5)，所述脱硝装置包括脱硝塔(10)。
3.根据权利要求2所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述脱硫装置还包括依次连接在所述除尘装置(1)和所述脱硫塔(5)之间的第一压缩装置(3)和第一冷却装置(4)。
4.根据权利要求3所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述脱硫塔(5)设置有第一循环泵(6)，所述脱硫塔(5)上设置有入口和出口，入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硫塔(5)的外部，以使得所述脱硫塔(5)的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第一循环泵(6)设置在所述管道上。
5.根据权利要求2所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述脱硝装置还包括依次连接在所述脱硫装置和所述干燥装置(13)之间的第二压缩装置(8)和第二冷却装置(9)。
6.根据权利要求5所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述脱硝塔(10)设置有第二循环泵(11)，并且所述脱硝塔(10)上设置有入口和出口，该入口和出口之间连接有管道，该管道设置在所述脱硝塔(10)的外部，以使得所述脱硝塔(10)的内部空间与该管道形成闭合的流体回路，所述第二循环泵(11)设置在所述管道上。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述除杂装置设置为多个。
8.根据权利要求2-6中任意一项所述的用于从燃烧烟气中提取CO2的系统，其特征在于，所述系统还包括连接在所述除尘装置(1)和所述脱硫脱硝设备之间的烟气冷却器(2)。
9.一种锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统包括根据权利要求1-8中任意一项所述的用于从锅炉烟气中提取CO2的系统。
10.根据权利要求9所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统为富氧燃烧锅炉系统。
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| CN (1) | CN205372595U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108548173A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-18 | 上海锅炉厂有限公司 | 一种具有脱水调节能力的富氧燃烧锅炉系统 |
| CN108759494A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-11-06 | 界首市菁华科技信息咨询服务有限公司 | 一种金属冶炼尾气无外排的脱硫除尘工艺 |
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| CN111203086A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-29 | 浙江大学 | 一种低再生能耗和低污染物排放的co2捕集系统 |
-
2016
- 2016-01-19 CN CN201620050038.4U patent/CN205372595U/zh active Active
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