DE60200756T2

DE60200756T2 - Methode zur Nutzung von Abgaswärme zum Rückgewinnungsverfahren von Kohlendioxid

Info

Publication number: DE60200756T2
Application number: DE60200756T
Authority: DE
Inventors: Masaki Chiyoda-ku Iijima
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP2003225537A; CA2414615A1; EP1336724B1; DE60200756D1; RU2237172C1; NO334438B1; EP1336724A1; CA2414615C; NO20030476D0; JP3814206B2; US6764530B2; NO20030476L; US20030140786A1; DK1336724T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für ein Kohldioxid-Rückgewinnungsverfahren.
Herkömmlicherweise wird eine große Menge von in einem Verfahren zur Rückgewinnung von Kohldioxid aus einem Verbrennungsabgas erzeugter Abgaswärme mit Kühlwasser gekühlt. In einem lokalen Bereich, in dem eine große Menge von Kühlwasser nicht sichergestellt werden kann, wird eine große Menge von Abgaswärme durch Nutzung von Luftkühlung gekühlt. Folglich wird eine große Menge von Niedrigtemperatur-Abgaswärme abgegeben, ohne dass sie genutzt wird.
Als herkömmliches System zur lokalen Heißwasserversorgung ist in 4 eines gezeigt, in welchem von einem Kraftwerk erzeugte Wärme verwendet wird.
Genauer gesagt, wird Dampf aus einem Erhitzer 101 zu einer Dampfturbine 102 geführt, so dass ein Generator 103 Elektrizität erzeugt. Der Dampf wird von einem Kondensator 104 kondensiert und mittels einer Pumpe 105 zum Erhitzer 101 zurückgeführt. Der Niedrigdruckdampf wird von der Dampfturbine 102 abgezogen und tauscht die Wärme mittels eines Wärmetauschers 106 mit Wasser aus, welches vom lokalen Warmwasser zurückkehrt. Das zurückgekehrte lokale Warmwasser wird so aufgeheizt und als lokales Warmwasser zur Verfügung gestellt. Das aus dem wärmegetauschten Niedrigdruckdampf erhaltene Kondensat wird mittels einer Pumpe 107 zum Erhitzer 101 zurückgeführt.
Im herkömmlichen lokalen Warmwassersystem nimmt der Ertrag der Dampfturbine 102 ab, da der Niedrigdruckdampf aus der Dampfturbine 102 abgezogen wird. Folglich nimmt der Betrag an erzeugter Leistung ab.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für ein Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren zu schaffen, in welchem zurückkehrendes Warmwasser aufgeheizt wird, indem eine große Menge an in einem Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlendioxid aus einem Verbrennungsabgas erzeugter Abgaswärme verwendet wird, so dass eine große Menge von Warmwasser erhalten werden kann, die einer lokalen Heizung oder Ähnlichem zur Verfügung gestellt werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für einen Kohlendioxid-Rückgewinnungsprozess geschaffen, umfassend:
Bereitstellen einer Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit, umfassend einen Kühlturm, einen Absorptionsturm zum Absorbieren von Kohlendioxid mit einer Absorptionsflüssigkeit, und einen Regenerierungsturm zum Regenerieren der Absorptionsflüssigkeit;
Zuführen eines Verbrennungsabgases zu dem Kühlturm, um das Verbrennungsabgas zu kühlen;
Zuführen des gekühlten Verbrennungsabgases zu dem Absorptionsturm, damit dieses mit einer von dem Regenerierungsturm zugeführten regenerierten Absorptionsflüssigkeit in Kontakt kommt, um Kohlendioxid in dem Verbrennungsabgas mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit zu absorbieren, und um dadurch eine Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, in einem Boden des Absorptionsturms zu lagern;
Erwärmen der Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, durch Wärmetausch mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit, die von dem Regenerierungsturm zugeführt wird;
Zuführen der erwärmten Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, zu dem Regenerierungsturm;
Erwärmen des Bodens des Regenerierungsturmes unter Verwendung von gesättigtem Dampf, um die Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, in Kohlendioxid und regenerierte Absorptionsflüssigkeit zu trennen; und
Ablassen und Rückgewinnen von getrenntem Kohlendioxid von dem Regenerierungsturm,
wobei zurückkommendes warmes Wasser durch mindestens einen Wärmetausch erwärmt wird, der ausgewählt ist aus einem Wärmetausch mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit nach dem Wärmetausch, einem Wärmetausch mit Kohlendioxid, das von dem Regenerierungsturm abgegeben wird, und einem Wärmetausch mit gesättigtem Wasser nach dem Erwärmen des Bodens des Regenerierungsturms, wodurch erwärmtes Wasser erhalten wird.
Beim Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für das Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von Verbrennungsabgas ermöglicht, welches von einem Erhitzer/Siedekessel oder einer Gasturbine eines Kraftwerks abgegeben wird.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
Die Erfindung kann umfassender aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
1 eine schematische Darstellung ist, welche ein Kraftwerk zeigt, das eine Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit umfasst, die für ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für ein Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 eine schematische Darstellung ist, welche die Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit aus 1 im Detail zeigt;
3 eine schematische Darstellung ist, welche einen Zustand des Wärmeaustausches von rückkehrendem Warmwasser in der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 eine schematische Darstellung ist, welche ein herkömmliches lokales Warmwasser-Versorgungssystem zeigt, das die Wärme eines Kraftwerks nutzt.
Ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für ein Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Kraftwerk zeigt, das eine Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit umfasst, 2 ist eine schematische Darstellung, welche die Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit aus 1 im Einzelnen zeigt, und 3 ist eine schematische Darstellung die einen Zustand des Wärmeaustauschs von rückkehrendem Warmwasser zeigt.
Ein Erhitzer 1 ist mit einer Dampfturbine 3 mit einem Generator 2 über eine Leitung 10₁ verbunden. Die Dampfturbine 3 ist mit dem Siedekessel 1 über eine Leitung 10₂ verbunden. Ein Kondensator 4 zum Kondensieren von Dampf und eine Pumpe 5 sind nacheinander in die Leitung 10₂ eingefügt.
Der Erhitzer 1 ist mit einer Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit 20 über eine Leitung 10₃ verbunden. Wie in 2 gezeigt ist, besitzt die Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit 20 einen Kühlturm 21, einen Absorptionsturm 22 und einen Regenerierungsturm 23, die benachbart zueinander sind.
Der Kühlturm 21 ist mit dem Erhitzer 1 über die Leitung 10₃ verbunden. Der Kühlturm 21 umfasst ein Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 24. Die Enden einer Zirkulationsleitung 10₄ sind mit dem Boden und dem oberen Abschnitt des Kühlturms 21 verbunden. Eine erste Pumpe 25 und ein erster Wärmetauscher 26 sind nacheinander in die Zirkulationsleitung 10₉ ausgehend von der Bodenseite des Kühlturms 21 eingesetzt. Kühlwasser wird durch die Zirkulationsleitung 10₄ auf den oberen Abschnitt des Kühlturms 21 gesprüht, so dass ein Verbrennungsabgas, welches durch die Leitung 10₃ eingeleitet wird, mittels des Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieds 24 gekühlt wird. Die Spitze des Kühlturms 21 ist über eine Leitung 10₅ in der Nähe des unteren Abschnitts des Absorptionsturms 22 mit diesem verbunden. Ein Gebläse 27 ist in die Leitung 10₅ eingesetzt. Der Absorptionsturm 22 umfasst obere und untere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieder 28a und 28b. Ein Überströmabschnitt 29 für eine regenerierte Absorptionsflüssigkeit ist zwischen den Gas-Flüssigkeits-Kontaktgliedern 28a und 28b angeordnet. Ein Ende einer Leitung 10₆ ist mit dem Überströmabschnitt 29 des Absorptionsturms 22 verbunden. Das andere Ende der Leitung 10₆ ist mit einem Abschnitt oberhalb des Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieds 28a am oberen Abschnitt des Absorptionsturms 22 über eine Pumpe 30 und einen zweiten Wärmetauscher (Waschwasserkühler) 31 verbunden. Ein Abgasrohr 32 ist mit der Spitze des Absorptionsturms 22 verbunden.
Der Regenerierungsturm 23 umfasst obere und untere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieder 33a und 33b.
Der Boden des Absorptionsturms 22 ist über eine Leitung 10₇ mit dem oberen Abschnitt des Regenerierungsturms 23 verbunden, und zwar zwischen dem oberen und unteren Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 33a und 33b. Eine Pumpe 34 und ein dritter Wärmetauscher 35 sind nacheinander in die Leitung 10₇ ausgehend von der Seite des Absorptionsturms 22 eingesetzt.
Der Boden des Regenerierungsturms 23 ist über eine durch den dritten Wärmetauscher 35₉ hindurchgehende Leitung 10₈ mit dem oberen Abschnitt des Absorptionsturms 22 verbunden, und zwar dort, wo der Überströmabschnitt 29 gelegen ist. Eine Pumpe 36 zwischen dem Boden des Regenerierungsturms 23 und dem dritten Wärmetauscher 35 ist in die Leitung 10₈ eingefügt. Ein vierter Wärmetauscher (Absorptionsflüssigkeitskühler) 37 ist in die Leitung 10₈ zwischen den dritten Wärmetauscher 35 und den Absorptionsturm 22 eingesetzt. Eine Leitung 10₉ für rückkehrendes Warmwasser geht durch den vierten Wärmetauscher 37 hindurch, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Das durch die Leitung 10₉ für rückkehrendes Warmwasser hindurchfließende warme Wasser tauscht die Wärme mit dem vierten Wärmetauscher 37 aus.
Ein Ende einer Leitung 10₁₀ ist in der Nähe des unteren Abschnitts des Regenerierungsturms 23 an diesen angeschlossen. Das andere Ende der Leitung 10₁₀ ist unmittelbar unterhalb des Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieds 33b mit dem Regenerierungsturm 23 verbunden. Eine Pumpe 38 und ein fünfter Wärmetauscher 39 sind ausgehend von der Nähe des unteren Abschnitts des Regenerierungsturms 23 nacheinander in die Leitung 10₁₀ eingesetzt. Der fünfte Wärmetauscher 39 geht durch eine Leitung 10₁₁ hindurch, in welche gesättigter Dampf eingeleitet wird und tauscht Wärme mit dem gesättigten Dampf aus.
Ein Ende einer Leitung 10₁₂ ist an der Spitze des Regenerierungsturms 23 angeschlossen. Das andere Ende der Leitung 10₁₂ ist über einen sechsten Wärmetauscher (Rückflusskühler) 40 an einen Gas-Flüssigkeits-Separator 41 angeschlossen. Kohlendioxid, welches vom Gas-Flüssigkeits- Separator 41 abgeschieden wird, wird durch ein Abgasrohr 42 rückgewonnen. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, geht die Leitung 10₉ für zurückkehrendes Warmwasser, die durch den vierten Wärmetauscher 37 hindurchläuft, durch den sechsten Wärmetauscher 40 hindurch. Das durch die Leitung 10₉ für zurückkehrendes Warmwasser hindurchfließende zurückkehrende Warmwasser tauscht die Wärme mit dem sechsten Wärmetauscher 40 aus. Der Gas-Flüssigkeits-Separator 41 ist über eine Leitung 10₁₃ mit der Spitze des Regenerierungsturms 23 verbunden. Eine Pumpe 43 ist in die Leitung 10₁₃ eingesetzt.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, durchquert die durch den sechsten Wärmetauscher 40 laufende Leitung 10₉ für zurückkehrendes Warmwasser einen siebten Wärmetauscher 44, der die Leitung 10₁₁ durchquert, durch welche das gesättigte Wasser fließt. Das durch die Leitung 10₉ fließende zurückkehrende Warmwasser tauscht Wärme mit dem siebten Wärmetauscher 44 aus.
Das Verfahren zur Abgaswärmenutzung für das Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren wird unter Bezugnahme auf das Kraftwerk beschrieben, welches die in den 1 bis 3 gezeigte Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit umfasst.
Im Erhitzer 1 erzeugter Dampf wird durch die Leitung 10₁ zur Dampfturbine 3 geleitet, so dass der Generator 2 Strom erzeugt. Der Dampf aus der Dampfturbine 3 wird durch die Leitung 10₂ zum Kondensator 4 geleitet und in diesem kondensiert. Das erzeugte Kondensat wird von der Pumpe 5 zum Erhitzer 1 zurückgeführt.
Ein vom Erhitzer 1 erzeugtes Verbrennungsabgas wird durch die Leitung 10₃ dem Kühlturm 21 der Kohlendioxid-Rückgewinnungseinheit 20 zugeführt. Behandeltes Wasser, das vom Boden des Kühlturms 21 abgezogen wird, wenn die erste Pumpe 25 angetrieben ist, wird gekühlt, während es durch die Zirkulationsleitung 10₄ fließt, in welche der erste Wärmetauscher 26 eingesetzt ist. Das Kühlwasser wird auf den oberen Abschnitt des Kühlturms 21 gesprüht. Folglich wird das durch die Leitung 10₃ eingeleitete Verbrennungsabgas vom Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 24 gekühlt.
Da das Gebläse 27 angetrieben ist, wird das Verbrennungsabgas von der Spitze des Kühlturms 21 durch die Leitung 10₅ in der Nähe des unteren Abschnitts des Absorptionsturms 22 zu diesem geleitet. Während das dem Absorptionsturm zugeführte Verbrennungsabgas durch das untere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 28b im Absorptionsturm 22 aufwärts strömt, kommt es mit einer regenerierten Absorptionsflüssigkeit, zum Beispiel einer regenerierten Aminflüssigkeit, in Kontakt, welche dem Überströmabschnitt 29 des Absorptionsturms 22 zugeführt wird. Dann wird das Kohlendioxid im Verbrennungsabgas von der regenerierten Aminflüssigkeit absorbiert, um eine Aminflüssigkeit zu erzeugen, die Kohlendioxid absorbiert hat. Die regenerierte Aminflüssigkeit wird vom Regenerierungsturm 23 durch die Leitung 10₈ , die durch den dritten und vierten Wärmetauscher 35 und 37 läuft, dem Überströmabschnitt 29 des Absorptionsturms 22 zugeführt. Während das Verbrennungsabgas durch den Überströmabschnitt 29 weiter aufwärts durch das obere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 28a strömt, kommt es in Berührung mit einer regenerierten Aminflüssigkeit, die der Spitze des Absorptionsturms 22 zugeführt wird, so dass Kohlendioxid im Verbrennungsabgas von der regenerierten Aminflüssigkeit absorbiert wird, um eine Aminflüssigkeit zu erzeugen, die Kohlendioxid absorbiert hat. Zu diesem Zeitpunkt wird das Verbrennungsabgas gekühlt, so dass das Wassergleichgewicht des gesamten Systems gehalten wird, und Amindampf wird aus dem System nicht nach außen abgegeben. Da die Pumpe 30 angetrieben wird, wird die regenerierte Aminflüssigkeit durch die Leitung 10₆ zur Nähe der Spitze des Absorptionsturms 22 zugeführt. Das Verbrennungsabgas, aus dem Kohlendioxid entfernt worden ist, wird durch das Abgasrohr 32 in die Atmosphäre abgegeben.
Die Aminflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, wird am Boden des Absorptionsturms 22 gespeichert. Da die Pumpe 34 angetrieben ist, wird die gespeicherte Aminflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, durch die Leitung 10, zum Regenerierungsturm 23 geleitet, und zwar zwischen die beiden Gas-Flüssigkeits-Kontaktglieder 33a und 33b. Zu diesem Zeitpunkt wird die Aminflüssigkeit, die absorbiertes Kohlendioxid enthält, erwärmt, da sie mit dem dritten Wärmetauscher 35 Wärme austauscht. Der dritte Wärmetauscher 35 ist an der Schnittstelle der Leitungen 10₇ und 10₈ gelegen. Die regenerierte Aminflüssigkeit, die eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweist und sich am Boden des Regenerierungsturms 23 befindet, fließt durch die Leitung 10₈ . Auch die regenerierte Aminflüssigkeit wird gekühlt.
Die erwärmte Aminflüssigkeit, die Kohlendioxid absorbiert hat, wird in Kohlendioxid und eine regenerierte Aminflüssigkeit getrennt, während sie nach unten durch das untere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 33b des Regenerierungsturms 23 fließt. Da die Pumpe 38 angetrieben wird, wird zu diesem Zeitpunkt die am Boden des Regenerierungsturms 23 gespeicherte regenerierte Aminflüssigkeit durch die Leitung 10₁₀ , in welche der fünfte Wärmetauscher 39 eingesetzt ist, zirkuliert. Die regenerierte Aminflüssigkeit tauscht dann Wärme mit dem gesättigten Dampf aus, der durch die Leitung 10₁₁ dem fünften Wärmetauscher 39 zugeführt wird, und wird so erwärmt. Die vom fünften Wärmetauscher 39 erwärmte regenerierte Aminflüssigkeit wird als Wärmequelle zum Erwärmen des Regenerierungsturms 23 selbst verwendet.
Die im Regenerierungsturm 23 abgetrennte regenerierte Aminflüssigkeit wird am Boden des Regenerierungsturms 23 gespeichert. Da die Pumpe 36 angetrieben wird, wird die regenerierte Aminflüssigkeit im Boden des Regenerierungsturms 23 durch die Leitung 10₈ zum Absorptionsturm 22 zurückgeführt.
Abgetrenntes Kohlendioxid fließt durch das obere Gas-Flüssigkeits-Kontaktglied 33a des Regenerierungsturms 23 nach oben und strömt von der Spitze des Regerierierungsturms 23 durch die Leitung 10₁₂ . Während dieser Zeitspanne wird das abgetrennt Kohlendioxid vom sechsten Wärmetauscher 40, der in die Leitung 10₁₂ eingesetzt ist, gekühlt, so dass Wasserdampf, der zusammen mit dem Kohlendioxid getragen wird, kondensiert wird. Das Kohlendioxid wird dann zum Gas-Flüssigkeits-Separator 41 geleitet und in Kohlendioxid und unseparierte Aminflüssigkeit aufgetrennt. Kohlendioxid wird durch das Abgasrohr 42 rückgewonnen. Die Aminflüssigkeit wird durch die Leitung 10₁₃ zu dem Regenerierungsturm 23 zurückgeführt.
In dem oben beschriebenen Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren wird das zurückkehrende Warmwasser der Leitung 10₉ für zurückkehrendes Warmwasser zugeführt, in welche der vierte, sechste und siebte Wärmetauscher 37, 40 und 44 eingesetzt sind, wie in den 1 bis 3 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das durch die Leitung 10₉ für zurückkehrendes Warmwasser fließende zurückkehrende Warmwasser wärmegetauscht, und zwar zunächst durch den vierten Wärmetauscher 37 mit der regenerierten Aminflüssigkeit von einer Temperatur von beispielsweise 60°C bis 70°C, die durch die Leitung 10₈ fließt. Die Leitung 10₈ geht durch den vierten Wärmetauscher 37 hindurch. So wird das zurückkehrende Warmwasser erhitzt. Nachfolgend wird das zurückkehrende Warmwasser durch den sechsten Wärmetauscher 40 mit Kohlendioxid und Wasserdampf, die eine Temperatur von zum Beispiel 90°C bis 100°C besitzen und welche aus dem Regenerierungsturm 23 ausgetreten und durch die Leitung 10₁₂ geströmt sind, wärmegetauscht. Die Leitung 10₁₂ geht durch den sechsten Wärmetauscher 40 hindurch. So wird das zurückkehrende Warmwasser aufgeheizt. Schließlich erfolgt ein Wärmeaustausch mit dem zurückkehrenden Warmwasser im siebten Wärmetauscher 44, und zwar mit gesättigtem Wasser von einer Temperatur von zum Beispiel 120°C bis 140°C, welches durch die Leitung 10₁₁ fließt. Die Leitung 10₁₁ geht durch den siebten Wärmetauscher 44 hindurch. So wird das zurückkehrende Warmwasser auf eine Zieltemperatur aufgeheizt und als Heißwasser, zum Beispiel für lokale Beheizung, verwendet.
Insbesondere, wie in 3 gezeigt ist, unterliegt das zurückkehrende Warmwasser von 20°C einem Wärmeaustausch im vierten Wärmetauscher 37, so dass es auf 55°C aufgeheizt wird. Das zurückkehrende Warmwasser wird dann im sechsten Wärmetauscher 40 wärmegetauscht, so dass es auf 85°C aufgeheizt wird. Schließlich wird das zurückkehrende Warmwasser einem Wärmetausch im siebten Wärmetauscher unterzogen, so dass es auf 100°C, eine Warmwasser-Zieltemperatur, erwärmt wird. Wenn das zurückkehrende Warmwasser auf diese Weise von einem Wärmetauscher niedriger Temperatur zu einem Wärmetauscher mit hoher Temperatur geleitet wird, kann es wirksam auf die Warmwasser-Zieltemperatur aufgeheizt werden.
Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlendioxid aus einem Verbrennungsabgas aus einer Verbrennungsabgaserzeugungsquelle, zum Beispiel einem Erhitzer, zurückkehrendes Warmwasser durch Verwendung einer großen Menge von Abgaswärme aufgeheizt, die im Rückgewinnungsprozess erzeugt und auf herkömmliche Weise mit Kühlwasser gekühlt und abgegeben wird. Damit kann eine große Menge warmen Wassers für lokale Heizung oder Ähnliches zu geringen Kosten erhalten werden.
Wenn das Verfahren zur Abgaswärme-Verwendung der vorliegenden Erfindung auf ein Kraftwerk angewendet wird, welches einen Erhitzer aufweist, kann lokales Warmwasser durch das Kohlendioxid-Rückgewinnungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, ohne einen Niedrigdruckdampf aus der Dampfturbine abzuziehen, wie in den herkömmlichen lokalen Warmwassersystemen. Folglich kann ein Leistungsabfall der Dampfturbine, der mit der Entnahme von Niedrigdruckdampf einhergeht, vermieden werden.
In der obigen Ausführungsform wird Warmwasser durch Aufheizen des zurückkehrenden Warmwassers unter Verwendung aller Wärmetauscher des vierten, sechsten und siebten Wärmetauschers 37, 40 und 44 erhalten, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann Warmwasser erhalten werden durch Aufheizen des zurückkehrenden Warmwassers unter Verwendung entweder eines Wärmetauschers von dem vierten, sechsten und siebten Wärmetauscher 37, 40 und 44, oder von zwei oder mehreren von diesen. Wenn zwei oder mehr Wärmetauscher verwendet werden, ist die Reihenfolge, in der warmes Wasser den Wärmetauschern zugeführt wird, nicht auf besondere Weise eingeschränkt.
In der obigen Ausführungsform wird Warmwasser durch Aufheizen des zurückkehrenden Warmwassers erhalten, wobei der vierte, sechste und siebte Wärmetauscher 37, 40 und 44 verwendet werden, durch welchen ein Fluid mit einer vergleichsweise hohen Temperatur fließt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das zurückkehrende Warmwasser, bevor es in dem vierten Wärmetauscher 37 einem Wärmetausch unterzogen wird, durch Wärmeaustausch in entweder einem oder beiden der ersten und zweiten Wärmetauscher 26 und 31, die in 2 gezeigt sind, erwärmt werden. Kühlwasser mit einer Temperatur von zum Beispiel 20°C bis 50°C geht durch den ersten Wärmetauscher 26 hindurch. Kühlwasser mit einer Temperatur von zum Beispiels 20°C bis 50°C tritt durch den Wärmetauscher 31 hindurch. Ein Fluid mit einer Temperatur, die niedriger ist als die des vierten, sechsten und siebten Wärmetauschers, fließt durch den ersten und zweiten Wärmetauscher 26 und 31.
Die Verbrennungsabgas-Erzeugungsquelle ist nicht auf einen Erhitzer beschränkt.
Wie oben beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlendioxid aus einem Verbrennungsabgas ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme zum Aufheizen von zurückkehrendem Warmwasser geschaffen werden, indem eine große Menge von Abgaswärme, die im Rückgewinnungsprozess erzeugt worden ist, verwendet wird, so dass eine große Menge warmen Wassers, welches für lokale Heizung oder ähnliches zur Verfügung gestellt wird, zu niedrigen Kosten erhalten werden kann.

Claims

Ein Verfahren zur Nutzung von Abgaswärme für einen Kohlendioxyd-Rückgewinnungsprozess, umfassend: Bereitstellen einer Kohlendioxyd-Rückgewinnungseinheit (20), umfassend einen Kühlturm (21), einen Absorptionsturm (22) zum Absorbieren von Kohlendioxyd mit einer Absorptionsflüssigkeit, und einen Regenerierungsturm (23) zum Regenerieren der Absorptionsflüssigkeit; Zuführen eines Verbrennungsabgases zu dem Kühlturm (21), um das Verbrennungsabgas zu kühlen; Zuführen des gekühlten Verbrennungsabgases zu dem Absorptionsturm (22), damit dieses mit einer von dem Regenerierungsturm (23) zugeführten regenerierten Absorptionsflüssigkeit in Kontakt kommt, um Kohlendioxyd in dem Verbrennungsabgas mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit zu absorbieren, und um dadurch eine Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxyd absorbiert hat, in einem Boden des Absorptionsturms (22) zu lagern; Erwärmen der Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxyd absorbiert hat, durch Wärmetausch (35) mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit, die von dem Regenerierungsturm (23) zugeführt wird; Zuführen der erwärmten Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxyd absorbiert hat, zu dem Regenerierungsturm (23); Erwärmen des Bodens des Regenerierungsturmes (23) unter Verwendung von gesättigtem Dampf, um die Absorptionsflüssigkeit, die Kohlendioxyd absorbiert hat, in Kohlendioxyd und regenerierte Absorptionsflüssigkeit zu trennen; und Ablassen und Rückgewinnen von getrenntem Kohlendioxyd von dem Regenerierungsturm (23); worin zurückkommendes warmes Wasser durch mindestens einen Wärmetausch erwärmt wird, der ausgewählt ist aus einem Wärmetausch (37) mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit nach dem Wärmetausch, einem Wärmetausch (40) mit Kohlendioxyd, das von dem Regenerierungsturm (23) abgegeben wird, und einem Wärmetausch (44) mit gesättigtem Wasser nach dem Erwärmen des Bodens des Regenerierungsturmes (23), wodurch erwärmtes Wasser erhalten wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsabgas von einem Erhitzer (1) oder einer Gasturbine eines Kraftwerkes abgelassen wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsflüssigkeit eine Amin-Flüssigkeit ist.
Ein Verfahren nach einem beliebigen der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zurückkommende warme Wasser zuerst durch Wärmetausch (37) mit der regenerierten Absorptionsflüssigkeit nach dem Wärmetausch erwärmt wird, anschließend durch Wärmetausch (40) mit Kohlendioxyd, das von dem Regenerierungsturm (23) abgegeben wird, und schließlich durch Wärmetausch (44) mit gesättigtem Wasser nach Erwärmen des Bodens des Regenerierungsturmes (23), wodurch erwärmtes Wasser erhalten wird.