CN214809675U - 一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统。该系统由锅炉，汽轮机，空气分离器，吸收塔，再生塔，再沸器等部分组成。空气经过空气分离器成为富氧空气。煤炭进行部分富氧燃烧后产生的烟气进入吸收塔。MEA溶液吸收烟气中的CO2，净化烟气从吸收塔上部排出，富含CO2的MEA溶液进入再生塔。再沸器为MEA溶剂的再生提供热量，再生的MEA溶剂进入吸收塔循环利用，捕集的CO2从再生塔上部排出后被封存。再沸器的热量由汽轮机中低压缸连接管处的抽汽提供，富氧燃烧可提升MEA溶液的富液负载率，减少再沸器的耗热量，从而减少中低压缸连接管处抽汽量，达到节能的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤电站脱碳领域，特别涉及一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统，具体说是一种基于煤炭富氧燃烧降低脱碳燃煤发电的能效惩罚的系统。
背景技术
近年来，燃煤发电依然在世界发电领域占据主导地位，其产生的 CO2排放量占全球人为二氧化碳排放量48％左右。为减缓全球变暖趋势，防止全球变暖局势恶化，控制燃煤电厂CO2排放量势在必行。集成二氧化碳捕集技术到燃煤电厂被认为是减少燃煤电厂二氧化碳排放以及缓解全球温度增量的现实有效措施，其中燃烧后脱碳在燃煤发电厂中应用更为普遍。燃烧后脱碳技术中，基于单乙醇胺(MEA) 的化学吸收法由于其快速的反应速率和相对较高的CO2的分离选择性而被广泛认为是最具应用前景的碳捕集技术。在常规MEA法脱碳过程中，MEA溶剂再生的热量由再沸器供给，再沸器的热量来自于汽轮机中低压缸连接管处的抽汽。基于部分富氧燃烧的燃煤电站排出的烟气中CO2相对含量增加，在脱碳单元中，MEA溶液富液的CO2 负载率提高，MEA溶剂再生所需的热量减少，从而节省了一部分汽轮机中低压缸连接管处的抽汽，达到节能的目的。
有鉴于此，本实用新型提出了一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统，将基于部分富氧燃烧的燃煤电站与基于单乙醇胺 (MEA)的化学吸收法脱碳相耦合，可以克服MEA溶液脱碳能效惩罚大的问题，实现脱碳燃煤发电系统高效节能脱碳，在脱碳燃煤发电领域提供一个新的思路。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统,其特征在于，空气压缩机连接换热器连接精馏塔连接空气预热器，锅炉连接高压缸、中压缸和回热系统同时锅炉又连接空气预热器再依次连接静电除尘器、引风机、脱硫塔后通过冷却器和压缩机与吸收塔连接；吸收塔与再生塔又通过富液泵与贫富液热交换器连接，再沸器通过贫液泵、贫富液热交换器、贫液冷却器与吸收塔连接，中压缸与低压缸的连接管通过节流阀与再沸器、循环泵连接，低压缸与发电机连接，循环冷却器与再沸器、循环泵连接，循环冷却器与凝汽器连接；再生塔与CO2多级压缩机之间通过CO2冷却器与气液分离器相连。
本实用新型具有以下优点及有益效果：基于部分富氧燃烧的燃煤电站与基于单乙醇胺(MEA)的化学吸收法脱碳相耦合，可以克服 MEA溶液脱碳能效惩罚大的问题，实现脱碳燃煤发电系统高效节能脱碳，具有以下特点。
(1)基于部分富氧燃烧的燃煤电站排汽中CO2相对含量高，提高脱碳单元中MEA溶液CO2负载率，提高脱碳效率，降低脱碳耗能。
(2)在脱碳单元中，MEA溶液富液的CO2负载率提高，MEA 溶剂再生所需的热量减少，从而节省了一部分汽轮机中低压缸连接管处的抽汽，发电效率提高。
附图说明
图1一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统。
图中：1-空气压缩机，2-换热器，3-精馏塔，4-空气预热器，5- 锅炉，6-高压缸，7-中压缸，8-低压缸，9-回热系统，10-静电除尘器， 11-引风机，12-脱硫塔，13-冷却器，14-压缩机，15-吸收塔，16-富液泵，17-贫液冷却器，18-贫富液热交换器，19-再生塔，20-贫液泵，21-再沸器，22-循环泵，23-CO2冷却器，24-气液分离器，25-CO2 多级压缩机，26-循环冷却器，27-节流阀，28-凝汽器，29-发电机。
具体实施方式
本实用新型提出了一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统，下面结合附图予以说明。
如图1所示的一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统,其特征在于，空气压缩机1连接换热器2连接精馏塔3连接空气预热器4，锅炉5连接高压缸6、中压缸7和回热系统9同时锅炉5 又连接空气预热器4再依次连接静电除尘器10、引风机11、脱硫塔 12后通过冷却器13和压缩机14与吸收塔15连接；吸收塔15与再生塔19又通过富液泵16与贫富液热交换器18连接，再沸器21通过贫液泵20、贫富液热交换器18、贫液冷却器17与吸收塔15连接，中压缸7与低压缸8的连接管通过节流阀27与再沸器21、循环泵 22连接，低压缸8与发电机29连接，循环冷却器26与再沸器21、循环泵22连接，循环冷却器26与凝汽器28连接；再生塔19与CO2 多级压缩机25之间通过CO2冷却器23与气液分离器24相连。
所述的一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统原理，其特征在于，空气经过空气压缩机1、换热器2、精馏塔3后分离出一部分氮气成为富氧空气后进入空气预热器4。在锅炉5内，煤炭进行富氧燃烧后产生的烟气依次经过静电除尘器10，引风机11，脱硫装置12，冷却器13，压缩机14冷却增压后进入吸收塔15，另一股烟气回到锅炉中进行循环。在吸收塔15内，30wt％的MEA溶液吸收来自锅炉5的烟气中的CO2，净化烟气经过吸收塔15上部排出，富含CO2的MEA溶液经过富液泵16后进入再生塔19进行MEA溶剂的再生。贫液和富液在贫富液热交换器18中进行热量交换，富液升温后进入再生塔19进行反应。在再生塔19中，再沸器21为MEA 溶剂的再生提供热量，再生的MEA溶剂经过贫液泵20，在贫富液热交换器18中降温后再经过贫液冷却器17进入吸收塔15中循环利用，捕集的CO2通过再生塔19上部排出后，经过CO2多级压缩机25 的压缩进行封存。再沸器21的热量由汽轮机中压缸7和低压缸8连接管处的抽汽通过节流阀27节流后提供，在锅炉5中通入富氧空气可以使MEA溶液的富液负载率提升，减少再沸器21的耗热量，从而减少汽轮机中压缸7和低压缸8连接管处的抽汽量，达到节能的目的。
Claims (1)
1.一种部分富氧燃烧与燃后捕碳耦合的燃煤发电系统,其特征在于，空气压缩机（1）连接换热器（2）连接精馏塔（3）连接空气预热器（4），锅炉（5）连接高压缸（6）、中压缸（7）和回热系统（9）同时锅炉（5）又连接空气预热器（4）再依次连接静电除尘器（10）、引风机（11）、脱硫塔（12）后通过冷却器（13）和压缩机（14）与吸收塔（15）连接；吸收塔（15）与再生塔（19）又通过富液泵（16）与贫富液热交换器（18）连接，再沸器（21）通过贫液泵（20）、贫富液热交换器（18）、贫液冷却器（17）与吸收塔（15）连接，中压缸（7）与低压缸（8）的连接管通过节流阀（27）与再沸器（21）、循环泵（22）连接，低压缸（8）与发电机（29）连接，循环冷却器（26）与再沸器（21）、循环泵（22）连接，循环冷却器（26）与凝汽器（28）连接；再生塔（19）与CO2多级压缩机（25）之间通过CO2冷却器（23）与气液分离器（24）相连。
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