CN220026576U - 碳捕集装置再生气余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碳捕集装置再生气余热利用系统，包括吸收塔、再生塔和第一换热器，所述吸收塔的顶部设置有烟气出口，所述再生塔的顶部设置有CO2出口，所述烟气出口通过管路与所述第一换热器的冷介质进口连通，所述第一换热器的热介质进口与所述CO2出口通过管路连通，所述第一换热器的热介质出口通过管路与第二换热器的介质入口连通，所述第二换热器的介质出口与CO2后续处理单元连通，所述第二换热器浸泡在待加热液体中。本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，不需要额外使用冷换设备对再生塔排出的CO2降温，再生塔排放的高温CO2所带的大量热量被充分利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及再生气余热利用技术领域，特别涉及一种碳捕集装置再生气余热利用系统。
背景技术
化学吸收法碳捕集是利用碳捕集溶剂与CO2发生的可逆反应，使原料气和化学溶剂在吸收塔内发生化学反应，CO2进入吸收塔的溶剂形成富液，富液进入再生塔加热分解出CO2，吸收与再生交替进行，从而实现CO2的分离和提纯。再生塔中脱出生成的CO2的温度较高，通常在95度以上。为了提高CO2排放的安全性，一般采取将高温CO2通入冷换设备降温后再排出，从而造成高温CO2所带的大量热量被浪费。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种碳捕集装置再生气余热利用系统，不需要额外使用冷换设备对再生塔排出的CO2降温，再生塔排放的高温CO2所带的大量热量被充分利用。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种碳捕集装置再生气余热利用系统，包括：
吸收塔，所述吸收塔的顶部设置有烟气出口；
再生塔，所述再生塔的顶部设置有CO2出口；
第一换热器；
所述烟气出口通过管路与所述第一换热器的冷介质进口连通，所述第一换热器的热介质进口与所述CO2出口通过管路连通，所述第一换热器的热介质出口通过管路与第二换热器的介质入口连通，所述第二换热器的介质出口与CO2后续处理单元连通，所述第二换热器浸泡在待加热液体中。
可选地，所述待加热液体为除盐水，所述除盐水放置在除盐水储罐内，所述除盐水储罐与所述再生塔的顶部通过补液管路连通。
可选地，所述除盐水储罐内放置有铜屑除氧装置，所述铜屑除氧装置浸泡在所述除盐水储罐内的除盐水内。
可选地，所述补液管路靠近所述除盐水储罐的位置设置有阀门；
所述补液管路上设置有补液泵。
可选地，所述第一换热器为气气换热器，所述第二换热器为气液换热器。
可选地，还包括第三换热器，所述吸收塔的富液出口与所述第三换热器的冷介质进口连通，所述第三换热器的冷介质出口与再生塔的上部连通；所述再生塔的贫液出口与所述第三换热器的热介质进口连通，所述第三换热器的热介质出口与所述吸收塔的上部连通。
可选地，所述第三换热器设置于所述吸收塔与再生塔之间。
可选地，所述第三换热器为液液换热器。
可选地，还包括再沸器，所述再沸器与再生塔连通，所述再沸器通过外界提供的蒸汽加热。
可选地，所述吸收塔上设置有烟气入口，所述烟气入口靠近所述吸收塔的底部设置。
从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的碳捕集装置再生气余热利用系统，通过将烟气出口排出的烟气在第一换热器处与CO2出口排出的高温CO2换热，使得再生塔出口的高温CO2实现第一次热量回收利用，吸收塔排放的较低温净烟气在第一换热器处换热，提升温度的净烟气排至大气中，提高了吸收塔排出的净烟气的温度，增大了吸收塔排出的烟羽扩散液滴颗粒从起始到落地点的距离，降低了污染物最大落地浓度，减小了吸收溶剂对环境的污染。第一换热器排出的换热后的CO2气体再通入第二换热器内，第二换热器对待加热液体加热，提高液体的温度，实现对再生塔排出的高温CO2的余热的第二次回收利用。本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，通过设置第一换热器和第二换热器，实现了对再生塔排出的高温CO2气体的余热的两次利用，大大降低了CO2气体的排放温度，不需要额外使用冷换设备对再生塔排出的CO2降温，使再生塔排放的高温CO2所带的大量热量被充分利用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的碳捕集装置再生气余热利用系统的结构示意图。
其中：
1、吸收塔，101、烟气出口，102、富液出口，103、烟气入口，2、再生塔，201、CO2出口，202、贫液出口，3、除盐水储罐，4、第一换热器，5、第二换热器，6、阀门，7、铜屑除氧装置，8、第三换热器，9、再沸器，901、蒸汽入口，902、冷凝水出口。
具体实施方式
本实用新型公开了一种碳捕集装置再生气余热利用系统，不需要额外使用冷换设备对再生塔排出的CO2降温，再生塔排放的高温CO2所带的大量热量被充分利用。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1，本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，包括吸收塔1、再生塔2、第一换热器4和第二换热器5。吸收塔1的顶部设置有烟气出口101，再生塔2的顶部设置有CO2出口201。烟气出口101通过管路与第一换热器4的冷介质进口连通，第一换热器4的热介质进口与CO2出口201通过管路连通，第一换热器4的热介质出口通过管路与第二换热器5的介质入口连通，第二换热器5的介质出口与CO2后续处理单元连通，第二换热器5浸泡在待加热液体中。
其中，吸收塔1和再生塔2为现有技术中的碳捕集常用的装置，此处不再赘述。图1中的虚线为气体流动管路，实现为液体流动管路，箭头方向为流体的流向。
本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，通过将烟气出口101排出的烟气在第一换热器4处与CO2出口201排出的高温CO2换热，使得再生塔2出口的高温CO2实现第一次热量回收利用，吸收塔1排放的较低温净烟气在第一换热器4处换热，提升温度的净烟气排至大气中，提高了吸收塔1排出的净烟气的温度，增大了吸收塔1排出的烟羽扩散液滴颗粒从起始到落地点的距离，降低了污染物最大落地浓度，减小了吸收溶剂对环境的污染。第一换热器4排出的换热后的CO2气体再通入第二换热器5内，第二换热器5对待加热液体加热，提高液体的温度，实现对再生塔2排出的高温CO2的余热的第二次回收利用。本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，通过设置第一换热器4和第二换热器5，实现了对再生塔2排出的高温CO2气体的余热的两次利用，大大降低了CO2气体的排放温度，不需要额外使用冷换设备对再生塔2排出的CO2降温，使再生塔2排放的高温CO2所带的大量热量被充分利用。
可以理解的，第一换热器4为气气换热器，第二换热器5为气液换热器。
进一步的，第二换热器5浸泡的所述待加热液体为除盐水，所述除盐水放置在除盐水储罐3内，除盐水储罐3与再生塔2的顶部通过补液管路连通。碳捕集系统每天需补充除盐水以维持系统的稳定，但除盐水中含有部分溶解氧，而溶解氧会与碳捕集溶剂发生氧化降解反应，增大溶剂损耗。本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，通过采用再生塔2排放的高温CO2对系统补充的除盐水进行加热，利于除盐水中的溶解氧排出，将除氧处理后的除盐水送至再生塔2的顶部的回路中，保持系统水平衡。同时，此部分补充的除盐水输送到再生塔2的顶部进行喷淋补液，可降低塔顶的温度，保证再生塔2内的温度梯度。
为了改善除盐水的除氧效果，除盐水储罐3内放置有铜屑除氧装置7。铜屑除氧装置7内的铜屑在一定温度下(一般为70度以上)，可与水中溶解氧发生反应，从而减小水中的溶解氧含量。铜屑除氧装置7浸泡在除盐水储罐3内的除盐水内。通过设置第二换热器5加热除盐水储罐3内的除盐水，提高除盐水的温度，并结合除盐水储罐3中设置的铜屑除氧装置7，减少了除盐水储罐3中的总溶解氧含量，从而减少了补充通入系统的除盐水中的含氧量，减小了碳捕集溶剂因氧化降解产生的损耗，节约了CO2溶剂。铜屑除氧装置7为现有技术中的装置，此处不再赘述。
为了控制除盐水的流动，所述补液管路靠近除盐水储罐3的位置设置有阀门6。为了便于将除盐水储罐3中的除盐水顺利补充进再生塔2中，所述补液管路上设置有补液泵(图中未示)。
本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统还包括第三换热器8，吸收塔1的富液出口102与第三换热器8的冷介质进口连通，第三换热器8的冷介质出口与再生塔2的上部连通。再生塔2的贫液出口202与第三换热器8的热介质进口连通，第三换热器8的热介质出口与吸收塔1的上部连通。利用再生塔2底部排出的高温贫液对吸收塔1流出的富液进行加热，回收贫液的热量，提高了流向再生塔2的富液的温度。其中，第三换热器8设置于吸收塔1与再生塔2之间。可以理解的，第三换热器8为液液换热器。
本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统还包括再沸器9，再沸器9与再生塔2连通，再沸器9通过外界提供的蒸汽加热。具体的，再沸器9上设置有蒸汽入口901和冷凝水出口902，蒸汽入口901为再沸器9的热端入口，冷凝水出口902为再沸器9的热端出口。再沸器9的冷端与再生塔2连通，再生塔2内的富液通过再沸器9加热，从而使富液内的CO2从溶剂中分离出来。再沸器9中的物料液位和再生塔2内的液位在同一高度。再生塔2内的富液进入到再沸器9中加热，返回再生塔2中的气相组分向上通过塔盘，而液相组分掉回到塔底成为贫液流出。
其中，吸收塔1上设置有烟气入口103，烟气入口103靠近吸收塔1的底部设置，烟气入口103用于将待吸收CO2的烟气通入吸收塔1内。
本实用新型的碳捕集装置再生气余热利用系统，从再生塔2解吸出的高温CO2气体温度可达95度以上，将其通入第一换热器4，在第一换热器4处高温CO2与从吸收塔1排出的净烟气发生热交换，提高了排出的净烟气的温度，提升温度的净烟气排至大气中。稍降温后的CO2继续通入除盐水储罐3中的第二换热器5，第二换热器5的换热管道浸泡在除盐水储罐3中，不断通入的较高温CO2对除盐水起到持续加热的作用。在除盐水储罐3中设置有铜屑除氧装置7，铜屑在一定温度下(一般为70度以上)与水中溶解氧发生反应，从而减小水中的溶解氧含量。较高温CO2为除盐水提供热源，使铜屑与溶解氧反应，减小除盐水储罐3中的总溶解氧含量，减小碳捕集溶剂因氧化降解产生的损耗。与除盐水换热后的较低温CO2通入后续的精制单元，此时已完成对CO2的初步冷凝工作，可有效减少传统方法中，使用“再生冷却器”产生的能耗。
在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，包括：
吸收塔，所述吸收塔的顶部设置有烟气出口；
再生塔，所述再生塔的顶部设置有CO2出口；
第一换热器；
所述烟气出口通过管路与所述第一换热器的冷介质进口连通，所述第一换热器的热介质进口与所述CO2出口通过管路连通，所述第一换热器的热介质出口通过管路与第二换热器的介质入口连通，所述第二换热器的介质出口与CO2后续处理单元连通，所述第二换热器浸泡在待加热液体中。
2.根据权利要求1所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述待加热液体为除盐水，所述除盐水放置在除盐水储罐内，所述除盐水储罐与所述再生塔的顶部通过补液管路连通。
3.根据权利要求2所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述除盐水储罐内放置有铜屑除氧装置，所述铜屑除氧装置浸泡在所述除盐水储罐内的除盐水内。
4.根据权利要求2所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述补液管路靠近所述除盐水储罐的位置设置有阀门；
所述补液管路上设置有补液泵。
5.根据权利要求1所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述第一换热器为气气换热器，所述第二换热器为气液换热器。
6.根据权利要求1所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，还包括第三换热器，所述吸收塔的富液出口与所述第三换热器的冷介质进口连通，所述第三换热器的冷介质出口与再生塔的上部连通；所述再生塔的贫液出口与所述第三换热器的热介质进口连通，所述第三换热器的热介质出口与所述吸收塔的上部连通。
7.根据权利要求6所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述第三换热器设置于所述吸收塔与再生塔之间。
8.根据权利要求6所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述第三换热器为液液换热器。
9.根据权利要求1所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，还包括再沸器，所述再沸器与再生塔连通，所述再沸器通过外界提供的蒸汽加热。
10.根据权利要求1所述的碳捕集装置再生气余热利用系统，其特征在于，所述吸收塔上设置有烟气入口，所述烟气入口靠近所述吸收塔的底部设置。
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