CN205505040U - 一种循环利用燃气锅炉烟气的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，通过烟气冷凝装置降低燃气锅炉烟气的排烟温度，以利用冷凝水降低烟气中的有害气体的含量，然后通过CO2捕集装置对烟气中的CO2进行回收；再使用脱硫脱硝装置除去烟气中剩余的SOx和烟气中剩余的NOx，以此消除NOx和SOx的排放；然后通过N2回收装置对N2进行回收，实现了CO2和N2的捕集和回收，最后通过液化装置对捕集的CO2和回收的N2进行液化，再通过第一输送装置将捕集的CO2和回收的N2注入油井用于采油，提升了石油开采企业的原油采出率并且实现了碳埋存，从而使整个系统中的所有能源和资源得到了最大限度的利用，具有体系完整，节能环保，降低污染的优点。

Description

一种循环利用燃气锅炉烟气的系统
技术领域
本实用新型涉及节能减排技术领域，尤其涉及一种循环利用燃气锅炉烟气的系统。
背景技术
目前，随着经济的发展，碳减排成为日益关注的课题，例如我国承诺的碳减排目标:未来五年中国碳排量强度下降16％～17％，到2020年单位GDP的CO2排放强度在2005年水平上减少40％～45％。并且国家极为重视CCUS(碳捕获、利用与封存)技术并为其研发和示范开展了一系列工作。因此，目前的碳减排的压力巨大。
而作为我国经济发展支柱的石油企业，在生产能源的同时也会带来巨大的能源消耗，较高的碳排放水平已经成为制约企业可持续发展的关键因素。例如，上游业务主要消耗的是电力，而电目前主要来自于煤炭发电，发电的过程就是CO2排放的过程；同时，下游炼油化工业务也需要消耗大量的燃料，其中燃烧的过程也会带来大量CO2排放。从而导致大气中CO2的含量增加，增加了污染物排放，对环境也造成了较大的污染，从而危害生态环境。
实用新型内容
本实用新型了提供了一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，以解决现有的大气中CO2排放过量从而危害生态环境的技术问题。
针对上述问题，本实用新型提供了一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，包括依次连接的燃气锅炉、烟气冷凝装置、CO2捕集装置、脱硫脱硝装置、N2回收装置、液化装置、第一输送装置；其中，所述第一输送装置和油井连接，所述油井可通过第二输送装置将输出的所述原油运输至所述燃气锅炉进行炼化；
所述燃气锅炉炼化通过所述第二输送装置从所述油井中输出的所述原油，并且排出炼化所述原油时产生的燃气锅炉烟气；所述烟气冷凝装置吸入所述燃气锅炉烟气后，降低所述燃气锅炉烟气的排烟温度，使所述烟气中的水蒸气冷凝，以利用冷凝水降低所述烟气中的有害气体的含量；在经过冷凝降温后的所述烟气进入所述CO2捕集装置之后，通过CO2捕集装置对所述烟气中的CO2进行捕集；在经过捕集之后的所述烟气进入脱硫脱硝装置之后，通过所述脱硫脱硝装置除去所述烟气中剩余的SOx和所述烟气中剩余的NOx；然后通过所述N2回收装置对经过脱硫脱硝处理后的所述烟气中的N2进行回收；然后通过所述液化装置分别对捕集的CO2和回收的N2进行液化；然后通过所述第一输送装置分别将液态的CO2和液态的N2注入所述油井采油，以获得所述原油，并通过所述第二输送装置输送给所述燃气锅炉继续炼化。
优选的，所述液化装置包括第一降温装置和第一加压装置；
通过所述第一降温装置和所述第一加压装置将所述捕集的CO2经过降温和加压，使所述捕集的CO2液化。
优选的，所述液化装置包括第二降温装置和第二加压装置；
通过所述第二降温装置和所述第二加压装置将所述回收的N2经过降温和加压，使所述回收的N2液化。
优选的，所述系统还包括：第一低温液体泵；
通过所述第一低温液体泵分别对所述液态的CO2和所述液态的N2加压；通过所述第一输送装置分别将加压后的液态CO2和加压后的液态的N2注入所述油井采油。
优选的，所述系统还包括：
通过第二低温液体泵分别对所述液态的CO2和所述液态的N2加压；通过加热装置分别加热所述液态的CO2和所述液态的N2；通过所述第一输送装置将升温后的液态的CO2和升温后的液态的N2注入所述油井采油。
通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
本实用新型提供了一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，包括：依次连接的燃气锅炉、烟气冷凝装置、CO2捕集装置、脱硫脱硝装置、N2回收装置、液化装置、第一输送装置；其中，所述第一输送装置和所述油井连接，所述油井可通过第二输送装置将输出的原油运输至所述燃气锅炉进行炼化；先通过烟气冷凝装置降低燃气锅炉烟气的排烟温度，用以利用冷凝水降低所述烟气中的有害气体的含量，然后通过所述CO2捕集装置对所述烟气中的CO2进行回收；然后再使用脱硫脱硝装置除去所述烟气中剩余的SOx和烟气中剩余的NOx，以此消除NOx和SOx的排放；然后通过所述N2回收装置对N2进行回收，实现了CO2和N2的捕集和回收，最后通过所述液化装置对捕集的CO2和回收的N2进行液化，再通过所述第一输送装置将捕集的CO2和回收的N2注入油井用于采油，获得所述原油，并通过所述第二输送装置输送给所述燃气锅炉继续炼化，达到循环利用原油产生的燃气锅炉烟气的功能，提升了石油开采企业的原油采出率并且实现了碳埋存，从而使整个系统中的所有能源和资源得到了最大限度的利用，具有体系完整，节能环保，降低污染的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例中一种循环利用燃气锅炉烟气的系统的结构图。
附图标记说明：燃气锅炉1、烟气冷凝装置2、CO2捕集装置3、脱硫脱硝装置4、N2回收装置5、液化装置6、第一输送装置7、第一降温装置8、第一加压装置9、第二降温装置10、第二加压装置11、第一低温液体泵12、第二低温液体泵13、加热装置14、油井15、第二输送装置16。
具体实施方式
本实用新型的目的在于提供一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，用以实现SOx(包括SO、SO2、SO3)和NOx(包括NO1、NO2)等有害物质的零排放，实现碳捕集和氮气回收并将捕集的CO2和回收的N2注入油井15用于采油，提升了石油开采企业的原油采出率并且实现了碳埋存，具有节能环保和降低污染的优点。
为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。
下面请参看图1，是本实用新型提供的循环利用燃气锅炉烟气的系统的结构图。
本实用新型提供的系统具体包括：依次连接的燃气锅炉1、烟气冷凝装置2、CO2捕集装置3、脱硫脱硝装置4、N2回收装置5、液化装置6、第一输送装置7。其中，所述第一输送装置7和所述油井15连接，所述油井15可通过第二输送装置16将输出的原油运输至所述燃气锅炉1进行炼化；
燃气锅炉1，用于通过所述第二输送装置16从油井15中输出的原油，并且排出炼化所述原油时产生的燃气锅炉烟气。
所述烟气冷凝装置2，用于吸入所述燃气锅炉烟气后，降低所述燃气锅炉烟气的排烟温度，使所述烟气中的水蒸气冷凝，以利用冷凝水降低所述烟气中的有害气体的含量。
在本实用新型的实施过程中，烟气冷凝装置2的主要目的是利用烟气冷凝装置2实现烟气冷凝，以降低烟气中的有害气体(例如SOx和NOx等)的含量。具体来说，烟气冷凝装置2可利用待加热工质或助燃空气与烟气进行换热。另外，本实用新型还可以对燃气锅炉烟气余热进行回收利用。烟气回收之后，可将烟气余热应用在本系统中，或者利用在其他系统中，以实现对烟气的回收利用。
在利用待加热工质或助燃空气与烟气进行换热之后，可以降低排烟温度，将烟气的温度会降低到冷凝点之下，使烟气中的水蒸气冷凝，并且利用冷凝水降低烟气中SOx和NOx等有害气体的含量。
具体来说，本实用新型利用烟气冷凝装置2对烟气进行降温，以降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉的热效率，并且利用烟气冷凝装置2实现烟气冷凝之后，利用冷凝水可以降低烟气中的有害气体(例如SOx和NOx等)的含量，减少有害污染物的排放，并且能较大程度上减轻对环境的热污染。
所述CO2捕集装置3，用于在经过冷凝降温后的所述烟气进入所述CO2捕集装置3之后，对所述烟气中的CO2进行捕集。
在一种可能的实施方式中，在CO2捕集过程中，是利用醇胺溶液对所述烟气中的CO2进行吸收和解吸，将所述烟气中的CO2进行捕集。
在一种可能的实施方式中，在CO2捕集过程中，还需要加热装置，使醇胺溶液达到解吸温度。
当对CO2进行吸收和解吸之后，就可以对解吸出的CO2进行回收，降低碳排放量，尽量避免将CO2排放到大气中，以减轻大气中的污染物排放。
所述脱硫脱硝装置4，用于在经过捕集之后的所述烟气进入脱硫脱硝装置4之后，除去所述烟气中剩余的SOx和所述烟气中剩余的NOx。
由于烟气冷凝装置2已经降低了烟气中SOx和NOx等有害气体的含量，因此，此处的目的是使用脱硫脱硝装置4进一步除去烟气中剩余的SOx和烟气中剩余的NOx。
在脱硫的过程中，可使用吸收、吸附或化学反应的方法，以除去烟气中剩余的SOx。
在脱硝的过程中，可以有多种方式脱硝，例如常规的利用选择性非催化还原法SCR方法或选择性催还还原法SNCR方法进行脱硝。当然也可以采用其他的方式进行脱硝，例如NOx冷冻结晶+SCR(或SNCR)方法；或吸收吸附+SCR(或SNCR)方法进行脱硝，以除去烟气中剩余的NOx。
具体来说，在NOx冷冻结晶+SCR(或SNCR)方法中，则烟气在脱硝过程中，脱硫脱硝装置4连接有NOx结晶器，利用气固分离的原理将N2和NOx分离后，再对结晶的NOx采用SCR或SNCR方法进行脱硝处理。这种脱硝方式和常规的脱硝方法(SCR方法或SNCR方法)相比时，由于先利用气固分离的原理将N2和NOx分离，可以使N2(气体)和NOx(结晶)彻底分离，再对结晶的NOx脱硝，从而可以避免NOx在脱硝时呈气态四处飞散，能够提高脱硝的脱除率，尽可能的除去有害气体中的NOx。
在吸收吸附+SCR(或SNCR)方法进行脱硝时，则烟气在脱硝过程中，脱硫脱硝装置4连接有NOx吸收吸附装置，利用物理吸附和化学中和反应的原理将烟气中的NOx去除，再对吸收吸附的NOx采用SCR或SNCR方法进行脱硝处理。这种脱硝方式和常规的脱硝方法相比时，由于先利用物理吸附和化学中和反应的原理将烟气中的NOx去除，然后再使用SCR或SNCR方法进一步脱硝，因此可以提高脱硝的脱除率，尽可能的除去有害气体中的NOx。
所述N2回收装置5，用于对经过脱硫脱硝处理后的所述烟气中的N2进行回收。
经过脱硫脱硝处理后的烟气，其中N2的含量在95％，可直接对N2进行回收。而回收N2的主要目的也是减轻大气中的污染物排放，进而最终实现烟气全回收处理。
所述液化装置6，用于分别对捕集的CO2和回收的N2进行液化。
具体来说，所述液化装置6包括第一降温装置8和第一加压装置9。
所述第一降温装置8和所述第一加压装置9，用于将所述捕集的CO2经过降温和加压，使所述捕集的CO2液化。
另外，所述液化装置6包括第二降温装置10和第二加压装置11。
所述第二降温装置10和所述第二加压装置11，还用于将所述回收的N2经过降温和加压，使所述回收的N2液化。
应当注意的是，为了区分CO2液化的装置和对N2液化的装置，本实用新型将液化装置6按照功能划分成第一降温装置8和所述第一加压装置9，以及第二降温装置10和第二加压装置11。实际上两个降温装置可以指同一个降温设备，只是分别用于CO2的降温和N2的降温。两个加压装置也是一样，可以指同一个加压装置，只是分别用于CO2的加压和N2的加压。而在实际应用中，加压装置可以为低温液体泵。
所述第一输送装置7，用于分别将液态的CO2和液态的N2注入油井15采油，以获得所述原油，并通过所述第二输送装置16输送给所述燃气锅炉继续炼化。
具体来说，将液态的CO2和液态的N2注入油井15采油包括两种方式：
第一种方式，加压冷注采油。第一种方式主要是对液态CO2和液态的N2加压后注入油井15采油。此时，系统还包括：第一低温液体泵12，用于分别对所述液态的CO2和所述液态的N2加压；然后再利用第一输送装置7分别将加压后的液态CO2和加压后的液态的N2注入所述油井15采油，以获得所述原油，并通过所述第二输送装置16输送给所述燃气锅炉继续炼化。
第二种方式，加压热注采油。第二种方式主要是对液态CO2和液态的N2加压后再升温(例如将其升至常温)，再注入油井15采油。此时，系统还包括：第二低温液体泵13，加热装置14。第二低温液体泵13，用于分别对所述液态的CO2和所述液态的N2加压；加热装置14，用于分别加热所述液态的CO2和所述液态的N2；最后利用所述第一输送装置7将升温后的液态的CO2和升温后的液态的N2注入所述油井15采油，以获得所述原油，并通过所述第二输送装置16输送给所述燃气锅炉继续炼化。
具体来说，本实用新型的实施过程是：
所述燃气锅炉1炼化通过所述第二输送装置16从油井15中输出的原油，并且排出炼化所述原油时产生的燃气锅炉烟气；所述烟气冷凝装置2吸入所述燃气锅炉烟气后，降低所述燃气锅炉烟气的排烟温度，使所述烟气中的水蒸气冷凝，以利用冷凝水降低所述烟气中的有害气体的含量；在经过冷凝降温后的所述烟气进入所述CO2捕集装置3之后，通过CO2捕集装置3对所述烟气中的CO2进行捕集；在经过捕集之后的所述烟气进入脱硫脱硝装置4之后，通过所述脱硫脱硝装置4除去所述烟气中剩余的SOx和所述烟气中剩余的NOx；然后通过所述N2回收装置5对经过脱硫脱硝处理后的所述烟气中的N2进行回收；然后通过所述液化装置6分别对捕集的CO2和回收的N2进行液化；然后通过所述第一输送装置7分别将液态的CO2和液态的N2注入所述油井15采油，以获得所述原油，并通过所述第二输送装置16输送给所述燃气锅炉继续炼化，达到循环利用原油产生的燃气锅炉烟气的功能。
通过本实用新型的一个或者多个实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
本实用新型提供了一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，包括：依次连接的燃气锅炉、烟气冷凝装置、CO2捕集装置、脱硫脱硝装置、N2回收装置、液化装置、第一输送装置；其中，所述第一输送装置和所述油井连接，所述油井可通过第二输送装置将输出的原油运输至所述燃气锅炉进行炼化；先通过烟气冷凝装置降低燃气锅炉烟气的排烟温度，用以利用冷凝水降低所述烟气中的有害气体的含量，然后通过所述CO2捕集装置对所述烟气中的CO2进行回收；然后再使用脱硫脱硝装置除去所述烟气中剩余的SOx和烟气中剩余的NOx，以此消除NOx和SOx的排放；然后通过所述N2回收装置对N2进行回收，实现了CO2和N2的捕集和回收，最后通过所述液化装置对捕集的CO2和回收的N2进行液化，再通过所述第一输送装置将捕集的CO2和回收的N2注入油井用于采油，获得所述原油，并通过所述第二输送装置输送给所述燃气锅炉继续炼化，达到循环利用原油产生的燃气锅炉烟气的功能，提升了石油开采企业的原油采出率并且实现了碳埋存，从而使整个系统中的所有能源和资源得到了最大限度的利用，具有体系完整，节能环保，降低污染的优点。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，其特征在于，包括依次连接的燃气锅炉、烟气冷凝装置、CO2捕集装置、脱硫脱硝装置、N2回收装置、液化装置、第一输送装置；其中，所述第一输送装置和油井连接，所述油井可通过第二输送装置将输出的原油运输至所述燃气锅炉进行炼化。
2.如权利要求1所述的一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，其特征在于，所述液化装置包括第一降温装置和第一加压装置；
通过所述第一降温装置和所述第一加压装置将捕集的CO2经过降温和加压，使所述捕集的CO2液化。
3.如权利要求1所述的一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，其特征在于，所述液化装置包括第二降温装置和第二加压装置；
通过所述第二降温装置和所述第二加压装置将回收的N2经过降温和加压，使所述回收的N2液化。
4.如权利要求1所述的一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一低温液体泵；
通过所述第一低温液体泵分别对液态的CO2和液态的N2加压；再通过所述第一输送装置分别将加压后的液态CO2和加压后的液态的N2注入所述油井采油。
5.如权利要求1所述的一种循环利用燃气锅炉烟气的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二低温液体泵。
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