CN220250784U - 一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，所述系统包括再沸蒸汽循环蒸发模块和定压补水模块，再沸蒸汽循环蒸发模块包括CO2再生塔、再沸换热器、高温CO2管式换热器、蒸发器和凝结水循环泵，蒸发器设置在旁路烟道中，蒸发器的蒸汽出口连接再沸换热器的热侧入口，再沸换热器的热侧出口连接蒸发器，定压补水模块设置在再沸换热器热侧出口至蒸发器的管路上，凝结水循环泵设置在再沸换热器的热侧出口；再沸换热器的冷侧进出口均连接CO2再生塔；再生塔的出口CO2出口连接高温CO2管式换热器，高温CO2管式换热器设置空气预热器的入口风道中，高温CO2管式换热器的出口连通冷却净化分离系统；利用高温烟气余热辅助产生蒸汽，降低或不使用汽机抽汽。
Description
技术领域
本实用新型属于火力发电厂低碳节能领域。具体为一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统。
背景技术
火力发电厂碳捕集、利用与封存(CCUS)是个高能耗过程，CO2最主要的热量消耗为再沸器的蒸汽消耗。目前再沸器蒸汽多数来源于汽机抽汽。大量汽机抽汽可造成汽轮发电机组发电功率的下降。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，利用高温烟气余热辅助产生蒸汽，降低或不使用汽机抽汽，解决CO2捕集系统蒸汽来源问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，包括再沸蒸汽循环蒸发模块和定压补水模块，再沸蒸汽循环蒸发模块包括CO2再生塔、再沸换热器、高温CO2管式换热器、蒸发器和凝结水循环泵，蒸发器设置在旁路烟道中，蒸发器的蒸汽出口连接再沸换热器的热侧入口，再沸换热器的热侧出口连接蒸发器，定压补水模块设置在再沸换热器热侧出口至蒸发器的管路上，凝结水循环泵设置在再沸换热器的热侧出口。
进一步的，再沸换热器的冷侧进出口均连接CO2再生塔；再生塔的出口CO2出口连接高温CO2管式换热器，高温CO2管式换热器设置空气预热器的入口风道中，高温CO2管式换热器的出口连通冷却净化分离系统。
进一步的，再沸换热器的热侧入口还连通汽机抽汽备用接口；再沸换热器的热侧出口连通汽机备用抽汽疏水接口。
进一步的，旁路烟道的开口设置在空气预热器上游方向的烟道上，旁路烟道的入口设置旁路调节挡板。
进一步的，定压补水模块包括调节水箱、定压泵和定压调节阀，定压调节阀设置在凝结水循环泵的入口管路上；调节水箱的出口连接定压泵，定压泵的出口与凝结水循环泵的出口均连接蒸发器的入口，调节水箱上设置有补水接口。
进一步的，蒸发器的入口管路中设置压力变送器，凝结水循环泵出口管路上设置安全阀，所述安全阀连通水箱。
进一步的，高温CO2管式换热器的出口设置温度和压力变送器。
进一步的，空气预热器设置在锅炉尾部烟道中，空气预热器的烟气侧的入口设置调节挡板，空气预热器的烟气侧的出口设置烟风管式换热器，烟风管式换热器同时设置在空气预热器的空气入口风道中。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型所述系统能利用高温烟气余热辅助产生蒸汽，有助于降低或不使用汽机抽汽，解决CO2捕集系统蒸汽来源问题；常规CO2捕捉工艺的再沸是全工艺过程中能耗最高的模块，目前再沸热源取自汽轮机抽汽，汽轮机抽汽后会导致汽轮发电机组发电量的下降，通过设置本实用新型所述系统，有望实现汽机0抽汽，全部再沸用汽基于本实用新型所述系统来提供，从而不降低汽机发电量。
进一步的，高温CO2还能通过高温CO2管式换热器预热冷空气，提高空预器空气侧入口温度。
附图说明
图1为本实用新型一种系统示意图。
附图中，1-CO2再生塔，2-再沸换热器，3-高温CO2管式换热器，4-蒸发器，5-调节水箱，6-凝结水循环泵，7-系统定压调节阀，8-定压泵，9-旁路烟道，10-旁路调节挡板，11-空气预热器，12-烟风管式换热器，13-锅炉，14-汽机抽汽备用接口，15-汽机备用抽汽疏水接口。
具体实施方式
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。
参考图1，本实用新型提供一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，解决CO2捕集系统蒸汽来源问题，通过烟风热量置换模块、再沸蒸汽循环蒸发模块、定压补水模块来实现；烟风热量置换模块通过加热冷风回收再生塔出口高温CO2和锅炉排烟的部分热量；然后置换出部分高温烟气，高温烟气从空气预热器旁路引出；再沸蒸汽循环蒸发模块用来循环吸收高温烟气旁路中的热量，再沸蒸汽循环蒸发模块包括再沸换热器、凝结水循环泵、蒸发器以及相关管道阀门，再沸蒸汽循环蒸发模块保留汽机抽汽备用接口和汽机备用抽汽疏水接口。当再沸蒸汽需求量大于再沸蒸汽循环蒸发模块出力的情况下，部分蒸汽从汽机抽汽引出，此部分凝结水回到热力系统。
系统具体如下：一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，包括烟风热量置换模块、再沸蒸汽循环蒸发模块、定压补水模块，再沸蒸汽循环蒸发模块包括CO2再生塔1、再沸换热器2、高温CO2管式换热器3和蒸发器4；蒸发器4设置在旁路烟道9中，蒸发器4的蒸汽出口连接再沸换热器2的热侧入口，再沸换热器2的热侧出口连接蒸发器4，定压补水模块设置在再沸换热器2热侧出口至蒸发器4的管路上；再沸换热器2的冷侧进出口均连接CO2再生塔1；再生塔1的出口CO2出口连接高温CO2管式换热器3，高温CO2管式换热器3设置空气预热器11的入口风道中，高温CO2管式换热器3的出口连通冷却净化分离系统。
再沸换热器2的热侧入口还连通汽机抽汽备用接口；再沸换热器2的热侧出口连通汽机备用抽汽疏水接口。
进一步的，旁路烟道9的开口设置在空气预热器上游方向的烟道上，旁路烟道9的入口设置旁路调节挡板10。
定压补水模块包括调节水箱5、定压泵8、定压调节阀7和凝结水循环泵6，定压调节阀7、凝结水循环泵6沿着凝结水流向依次设置；调节水箱5的出口连接定压泵8，定压泵8的出口与凝结水循环泵6的出口均连接蒸发器4的入口；定压补水模块为了稳定再沸蒸汽循环蒸发模块的运行压力，通过压力变送器来对系统压力进行监控，通过系统定压调节阀来使蒸汽系统维持在一定压力范围之内，当系统压力过高时通过安全阀释放部分压力，当系统压力过低时，通过定压泵向系统补充一定量的除盐水，以维持系统安全稳定。
空气预热器设置在锅炉尾部烟道中，空气预热器的烟气侧的入口设置调节挡板，空气预热器的烟气侧的出口设置烟风管式换热器，烟风管式换热器同时设置在空气预热器的空气入口风道中；烟风热量置换模块通过加热冷风回收再生塔出口高温CO2和锅炉排烟的部分热量，然后置换出部分高温烟气，高温烟气从空气预热器旁路引出。
再沸蒸汽循环蒸发模块用来循环吸收高温烟气旁路中的热量，包括再沸换热器2、凝结水循环泵6、蒸发器以及相关管道阀门，再沸蒸汽循环蒸发模块保留汽机抽汽备用接口和汽机备用抽汽疏水接口；当再沸蒸汽需求量大于再沸蒸汽循环蒸发模块出力的情况下，部分蒸汽从汽机抽汽引出，此部分凝结水回到热力系统；蒸发器可以是实现蒸发过程的各种形式，不限于任何管束类型或自身结构形式。
通过设置该系统，对于2×1000MW机组设置100万吨/年CO2捕集系统时，有望实现汽机0抽汽，常规CO2捕捉系统抽汽导致发电量下降约23MW，全部再沸用汽由再沸蒸汽循环蒸发模块来提供。
Claims (8)
1.一种超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括再沸蒸汽循环蒸发模块和定压补水模块，再沸蒸汽循环蒸发模块包括CO2再生塔(1)、再沸换热器(2)、高温CO2管式换热器(3)、蒸发器(4)和凝结水循环泵(6)，蒸发器(4)设置在旁路烟道(9)中，蒸发器(4)的蒸汽出口连接再沸换热器(2)的热侧入口，再沸换热器(2)的热侧出口连接蒸发器(4)，定压补水模块设置在再沸换热器(2)热侧出口至蒸发器(4)的管路上，凝结水循环泵(6)设置在再沸换热器(2)的热侧出口；再沸换热器(2)的冷侧进出口均连接CO2再生塔(1)。
2.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，再生塔(1)的出口CO2出口连接高温CO2管式换热器(3)，高温CO2管式换热器(3)设置空气预热器(11)的入口风道中，高温CO2管式换热器(3)的出口连通冷却净化分离系统。
3.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，再沸换热器(2)的热侧入口还连通汽机抽汽备用接口(14)；再沸换热器(2)的热侧出口连通汽机备用抽汽疏水接口(15)。
4.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，旁路烟道(9)的开口设置在空气预热器上游方向的烟道上，旁路烟道(9)的入口设置旁路调节挡板(10)。
5.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，定压补水模块包括调节水箱(5)、定压泵(8)和定压调节阀(7)，定压调节阀(7)设置在凝结水循环泵(6)的入口管路上；调节水箱(5)的出口连接定压泵(8)，定压泵(8)的出口与凝结水循环泵(6)的出口均连接蒸发器(4)的入口，调节水箱(5)上设置有补水接口。
6.根据权利要求5所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，蒸发器(4)的入口管路中设置压力变送器，凝结水循环泵(6)出口管路上设置安全阀，所述安全阀连通水箱(5)。
7.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，高温CO2管式换热器(3)的出口设置温度和压力变送器。
8.根据权利要求1所述的超低再沸能耗二氧化碳捕集系统，其特征在于，空气预热器(11)设置在锅炉(13)尾部烟道中，空气预热器(11)的烟气侧的入口设置调节挡板，空气预热器(11)的烟气侧的出口设置烟风管式换热器(12)，烟风管式换热器(12)同时设置在空气预热器(11)的空气入口风道中。
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