CN214809786U - 一种加压二氧化碳吸收捕集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种加压二氧化碳吸收捕集系统，属于电厂烟气净化技术领域。包括预洗涤塔、吸收塔和再生塔，所述预洗涤塔和吸收塔之间通过增压连通，所述吸收塔和再生塔之间分级并联连通，所述预洗涤塔外侧还设置有预洗涤换热系统，所述吸收塔外侧设置有自循环系统，所述吸收塔内侧顶部还设有板式换热器，所述再生塔外侧设有再沸器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加压二氧化碳吸收捕集系统，属于电厂烟气净化技术领域。
背景技术
目前，二氧化碳(CO2)是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳占全球燃烧同种燃料排放量的30％。因此，排放二氧化碳最多的燃煤电厂成为最具潜力实施二氧化碳捕集的行业。碳捕集有多种技术路线，其中广泛用于火电机组的是以醇胺吸收法。
由于碳捕集装置吸收塔压力越高温度越低，越有利于二氧化碳捕集，燃煤电厂的烟气系统进入系统的压力基本为常压，可控的仅为吸收塔的吸收温度，可通过进入吸收塔贫液的温度导致吸收塔温度降低有限，提高单位质量吸收液吸收能力也有限。二氧化碳捕集系统富液进入再生塔再生时需要加热升温，目前富液是通过系统贫富溶液换热，利用贫液所带热量加热富液，贫液提供热量不能满足升温需求，也可将贫液依次与塔顶再生器和塔底贫液换热，但由于两个换热器串联造成换热端差翻倍，富液所升温度有限，不能很好利用再生塔所有热量，这会造成大量塔顶热量需用冷却循环水冷却，形成能源浪费。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种加压二氧化碳吸收捕集系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种加压二氧化碳吸收捕集系统。本实用新型的加压二氧化碳吸收捕集系统设置了增压风机，提高吸收塔压力，并通过自循环换热器降低吸收塔温度，促进二氧化碳的吸收，此外，在吸收塔和再生塔之间分割设置贫液、富液换热设备，很好的的利用了再生塔的自身热量，减少了冷却循环水的使用，节约了能源，具有广阔的应用前景。
本实用新型的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，包括预洗涤塔、吸收塔和再生塔，
所述预洗涤塔和吸收塔之间通过增压连通，所述吸收塔和再生塔之间分级并联连通，所述预洗涤塔外侧还设置有预洗涤换热系统，所述吸收塔外侧设置有自循环系统，所述吸收塔内侧顶部还设有板式换热器，所述再生塔外侧设有再沸器。
进一步的，所述预洗涤塔包括预洗涤塔本体，所述预洗涤塔本体为椭圆罐体结构，所述预洗涤塔本体底部设有烟气入口，所述预洗涤塔本体罐体内部顶端从上至下依次设置有预洗涤塔除雾器和循环碱液喷头，所述预洗涤塔本体顶部还设有预洗涤烟气出口。
进一步的，所述预洗涤塔外侧设置的预洗涤换热系统包括连通预洗涤塔本体底部和循环碱液喷头的管道，管道上设置有预洗涤泵和预洗塔换热器。
进一步的，所述吸收塔包括吸收塔本体，所述吸收塔本体底部设有预洗涤烟气入口，所述预洗涤烟气入口和预洗涤烟气出口之间通过输烟管连通，所述输烟管上还设置有增压风机。
进一步的，所述吸收塔底部装有二氧化碳吸收液，所述吸收塔外侧设置的自循环系统包括连接吸收塔底部和顶端喷头的管道，管道上还设置有自循环泵和自循环换热器。
进一步的，所述吸收塔内侧顶部从上至下依次设有吸收塔除雾器和板式换热器。
进一步的，所述吸收塔和再生塔之间通过富液换热系统和贫液换热系统并联连通。
进一步的，所述富液换热系统包括连接吸收塔底部和再生塔顶部喷头的管道，管道上设有富液泵和富液换热器。
进一步的，所述贫液换热系统包括连接再生塔底部和吸收塔顶部喷头的管道，管道上设有贫液泵和贫液换热器。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本实用新型的加压二氧化碳吸收捕集系统设置了增压风机，提高吸收塔压力，并通过自循环换热器降低吸收塔温度，促进二氧化碳的吸收，此外，在吸收塔和再生塔之间分割设置贫液、富液换热设备，很好的的利用了再生塔的自身热量，减少了冷却循环水的使用，节约了能源，具有广阔的应用前景。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本实用新型加压二氧化碳吸收捕集系统的结构示意图；
其中，图中，
1、预洗涤塔；2、吸收塔；3、再生塔；
11、预洗涤塔本体；12、烟气入口；13、预洗涤泵；14、预洗塔换热器；15、循环碱液喷头；16、预洗涤塔除雾器；17、预洗涤烟气出口；18、输烟管；19、增压风机；
21、吸收塔本体；22、预洗涤烟气入口；23、自循环泵；24、自循环换热器；25、富液泵；26、吸收塔除雾器；27、吸收塔尾气排放口；28、板式换热器；29、富液换热器；
31、再生塔本体；32、再沸器；33、贫液泵；34、贫液换热器；35、再生塔除雾器；36、粗二氧化碳排气口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，包括预洗涤塔1、吸收塔2和再生塔3，其特征在于：
所述预洗涤塔1和吸收塔2之间通过增压连通，所述吸收塔2和再生塔3之间分级并联连通，所述预洗涤塔1外侧还设置有预洗涤换热系统，所述吸收塔2外侧设置有自循环系统，所述吸收塔2内侧顶部还设有板式换热器28，所述再生塔3外侧设有再沸器32；
所述预洗涤塔1包括预洗涤塔本体11，所述预洗涤塔本体11为椭圆罐体结构，所述预洗涤塔本体11底部设有烟气入口12，所述预洗涤塔本体11罐体内部顶端从上至下依次设置有预洗涤塔除雾器16和循环碱液喷头15，所述预洗涤塔本体11顶部还设有预洗涤烟气出口17，所述预洗涤塔1外侧设置的预洗涤换热系统包括连通预洗涤塔本体11底部和循环碱液喷头15的管道，管道上设置有预洗涤泵13和预洗塔换热器14，所述预洗涤塔1内侧底部还装有循环碱液；实际使用时，待处理的烟气经过预洗涤塔1底部的烟气入口12进入，通过预洗涤泵13将预洗涤塔1内侧底部装有的循环碱液泵提，并通过预洗塔换热器14对其降温，最终由循环碱液喷头15从上往下喷淋，和从底部进入的待处理烟气充分接触，洗涤除去烟气中微量酸性气体，同时由于循环碱液温度降低可以进一步对烟气降温，从而降低烟气体积和所携带水蒸汽量，再由预洗涤烟气出口17进入吸收塔2；
所述吸收塔2包括吸收塔本体21，所述吸收塔本体21底部设有预洗涤烟气入口22，所述预洗涤烟气入口22和预洗涤烟气出口17之间通过输烟管18连通，所述输烟管18上还设置有增压风机19，用于将进入吸收塔2的烟气增压至1.5bar，吸收塔2内压力的增大可以促进吸收剂吸收二氧化碳，该压力在提高吸收效率的同时不提高吸收塔设计压力，通过模拟计算，在同样的再生能耗下，通过提高吸收塔2压力可提高二氧化碳产品气产量两个百分点，在保持同样吸收效率时可降低系统再生能耗，具有较好的经济效益；所述吸收塔2底部装有二氧化碳吸收液，所述吸收塔2外侧设置的自循环系统包括连接吸收塔2底部和顶端喷头的管道，管道上还设置有自循环泵23和自循环换热器24，所述自循环泵23将吸收塔2塔底吸收液抽出送至自循环换热器24与冷却循环水换热，被冷却的循环吸收液可被送至吸收塔2塔顶或吸收塔中间部分，冷的吸收液与吸收塔2中烟气接触换热，从而控制吸收塔2的塔温，以便增大单位质量吸收液的吸收能力；所述吸收塔2内侧顶部从上至下依次设有吸收塔除雾器26和板式换热器28，所述板式换热器28具有换热端差小，换热系数大等优点，冷却循环水通过与烟气进行间壁换热，吸收塔2塔顶烟温为饱和烟气，与冷却循环水换热后析出水分，烟气中所携带的吸收液也一并被析出，析出的水分和吸收剂顺着板式换热器28换热壁重新回流至吸收塔回用，所述吸收塔2顶部还设有吸收塔尾气排放口27；
所述再生塔3包括再生塔本体31，所述吸收塔2和再生塔3之间通过富液换热系统和贫液换热系统并联连通，所述富液换热系统包括连接吸收塔2底部和再生塔3顶部喷头的管道，管道上设有富液泵25和富液换热器29，吸收二氧化碳后的富液由富液泵25抽出，经富液换热器29升温后进入再生塔3，所述再生塔3外侧设有再沸器32，富液经再沸器32蒸汽加热升温到102～115℃，吸收的二氧化碳被解吸，所述贫液换热系统包括连接再生塔3底部和吸收塔2顶部喷头的管道，管道上设有贫液泵33和贫液换热器34，解吸二氧化碳的富液恢复活性，再由贫液泵33自再生塔底抽出，再经贫液换热器34水冷后进入吸收塔2循环使用，所述再生塔3内侧上部还设有再生塔除雾器35，所述再生塔3顶端设有粗二氧化碳排气口36，解吸的二氧化碳汇至再生塔3顶，经冷却分水后得到约95％含饱和水浓度的粗二氧化碳气进行排放即可完成二氧化碳的捕集。
本实用新型的工作原理如下：
本实用新型在实际使用时，待处理的烟气经过预洗涤塔1底部的烟气入口12进入，通过预洗涤泵13将预洗涤塔1内侧底部装有的循环碱液泵提，并通过预洗塔换热器14对其降温，最终由循环碱液喷头15从上往下喷淋，和从底部进入的待处理烟气充分接触，洗涤除去烟气中微量酸性气体，同时由于循环碱液温度降低可以进一步对烟气降温，从而降低烟气体积和所携带水蒸汽量，再由预洗涤烟气出口17进入吸收塔2；接着通过增压风机19，将进入吸收塔2的烟气增压至1.5bar，吸收塔2内压力的增大可以促进吸收剂吸收二氧化碳，该压力在提高吸收效率的同时不提高吸收塔设计压力，通过模拟计算，在同样的再生能耗下，通过提高吸收塔2压力可提高二氧化碳产品气产量两个百分点，在保持同样吸收效率时可降低系统再生能耗，具有较好的经济效益；再由自循环泵23将吸收塔2塔底吸收液抽出送至自循环换热器24与冷却循环水换热，被冷却的循环吸收液可被送至吸收塔2塔顶或吸收塔中间部分，冷的吸收液与吸收塔2中烟气接触换热，从而控制吸收塔2的塔温，以便增大单位质量吸收液的吸收能力，而吸收塔2内侧顶部的板式换热器28，具有换热端差小，换热系数大等优点，冷却循环水通过与烟气进行间壁换热，吸收塔2塔顶烟温为饱和烟气，与冷却循环水换热后析出水分，烟气中所携带的吸收液也一并被析出，析出的水分和吸收剂顺着板式换热器28换热壁重新回流至吸收塔回用，水洗脱硫预处理后的烟气自下部流入吸收塔2，烟气中的二氧化碳被由上淋下的贫液吸收，净烟气则自塔顶排空。吸收二氧化碳后的富液由富液泵25抽出，经富液换热器29升温后进入再生塔3。再生塔3外侧设有再沸器32，富液经再沸器32蒸汽加热升温到102～115℃，吸收的二氧化碳被解吸，同时吸收液恢复活性由贫液泵自塔底抽出，再经由贫液泵33自再生塔底抽出，再经贫液换热器34水冷后进入吸收塔2循环使用，所述再生塔3内侧上部还设有再生塔除雾器35，所述再生塔3顶端设有粗二氧化碳排气口36，解吸的二氧化碳汇至再生塔3顶，经冷却分水后得到约95％含饱和水浓度的粗二氧化碳气进行排放即可完成二氧化碳的捕集。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种加压二氧化碳吸收捕集系统，包括预洗涤塔、吸收塔和再生塔，其特征在于：
所述预洗涤塔和吸收塔之间通过增压连通，所述吸收塔和再生塔之间分级并联连通，所述预洗涤塔外侧还设置有预洗涤换热系统，所述吸收塔外侧设置有自循环系统，所述吸收塔内侧顶部还设有板式换热器，所述再生塔外侧设有再沸器。
2.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述预洗涤塔包括预洗涤塔本体，所述预洗涤塔本体为椭圆罐体结构，所述预洗涤塔本体底部设有烟气入口，所述预洗涤塔本体罐体内部顶端从上至下依次设置有预洗涤塔除雾器和循环碱液喷头，所述预洗涤塔本体顶部还设有预洗涤烟气出口。
3.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述预洗涤塔外侧设置的预洗涤换热系统包括连通预洗涤塔本体底部和循环碱液喷头的管道，管道上设置有预洗涤泵和预洗塔换热器。
4.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述吸收塔包括吸收塔本体，所述吸收塔本体底部设有预洗涤烟气入口，所述预洗涤烟气入口和预洗涤烟气出口之间通过输烟管连通，所述输烟管上还设置有增压风机。
5.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述吸收塔底部装有二氧化碳吸收液，所述吸收塔外侧设置的自循环系统包括连接吸收塔底部和顶端喷头的管道，管道上还设置有自循环泵和自循环换热器。
6.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述吸收塔内侧顶部从上至下依次设有吸收塔除雾器和板式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述吸收塔和再生塔之间通过富液换热系统和贫液换热系统并联连通。
8.根据权利要求7所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述富液换热系统包括连接吸收塔底部和再生塔顶部喷头的管道，管道上设有富液泵和富液换热器。
9.根据权利要求7所述的一种加压二氧化碳吸收捕集系统，其特征在于：所述贫液换热系统包括连接再生塔底部和吸收塔顶部喷头的管道，管道上设有贫液泵和贫液换热器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |