本發(fā)明涉及碳捕集，具體涉及一種煙氣凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、吸附劑的吸附能力在低溫環(huán)境下成倍數(shù)提升，與常規(guī)的高溫?zé)煔馕较啾葮O大提升了吸附凈化率，相關(guān)技術(shù)中燃煤鍋爐排出的煙氣通過低溫吸附脫硫脫硝凈化處理后，再將凈化后的煙氣通入ccus系統(tǒng)中進(jìn)行碳捕集、利用和封存，以減少大氣中的二氧化碳濃度，從而減緩二氧化碳對全球變暖和氣候變化的影響。由于低溫吸附后的煙氣溫度很低，在零度以下，而碳捕集吸收劑吸收二氧化碳的適宜溫度通常在40℃左右，如果溫度過低，吸收劑的化學(xué)反應(yīng)速率會減慢，吸收效率會下降。因此，需要對低溫吸附后的煙氣進(jìn)行升溫，這將導(dǎo)致系統(tǒng)整體能耗較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的實施例提出一種能耗低的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)。

2、本發(fā)明實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)包括吸附塔、第一換熱器和吸收塔，所述吸附塔具有煙氣進(jìn)口和煙氣出口，所述煙氣進(jìn)口用于零度以下的低溫?zé)煔膺M(jìn)入所述吸附塔內(nèi),所述煙氣出口用于排出所述吸附塔吸附后的凈煙氣；第一換熱器具有第一熱側(cè)進(jìn)口、第一熱側(cè)出口、第一冷側(cè)進(jìn)口和第一冷側(cè)出口，所述第一冷側(cè)進(jìn)口與所述煙氣出口連通，以接收所述煙氣出口排出的吸附后的凈煙氣；所述吸收塔具有進(jìn)煙口和出煙口，所述進(jìn)煙口與所述第一冷側(cè)出口連通，所述出煙口與所述第一熱側(cè)進(jìn)口連通，所述煙氣出口排出吸附后的凈煙氣在所述第一換熱器內(nèi)與所述出煙口排出的碳捕集后的凈煙氣進(jìn)行換熱，吸附后的凈煙氣換熱后經(jīng)所述第一冷側(cè)出口輸送至所述吸收塔內(nèi)進(jìn)行碳捕集。

3、可選地，所述吸收塔具有在上下方向上布置的噴淋腔和吸收腔，所述進(jìn)煙口與所述吸收腔連通，所述出煙口與所述噴淋腔連通，所述吸收腔用于對吸附后的凈煙氣進(jìn)行碳捕集并將碳捕集后的凈煙氣輸送至所述噴淋腔內(nèi)，所述噴淋腔用于對碳捕集后的凈煙氣進(jìn)行噴淋，所述出煙口用于排出噴淋后的凈煙氣。

4、可選地，所述噴淋腔與所述吸收腔之間設(shè)有隔板，所述隔板上設(shè)有沿上下方向延伸的輸煙管，所述輸煙管的兩端口分別與所述吸收腔和所述噴淋腔連通，所述輸煙管的出口上設(shè)有升氣帽，所述噴淋腔內(nèi)的噴淋液的液位位于所述升氣帽的下方。

5、可選地，所述噴淋腔內(nèi)設(shè)有噴淋裝置，所述噴淋裝置具有噴淋液進(jìn)口和噴頭，所述吸收塔上具有與所述噴淋腔連通的噴淋液出口；

6、所述煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)還包括第二換熱器，所述第二換熱器具有第二熱側(cè)進(jìn)口、第二熱側(cè)出口、第二冷側(cè)進(jìn)口和第二冷側(cè)出口，所述第二熱側(cè)進(jìn)口和所述第二熱側(cè)出口分別與所述噴淋液出口和所述噴淋液進(jìn)口連通，所述第二冷側(cè)進(jìn)口和所述第二冷側(cè)出口分別與所述第一冷側(cè)出口和所述進(jìn)煙口連通，所述噴淋液出口排出的噴淋液在所述第二換熱器內(nèi)與所述第一冷側(cè)出口排出的凈煙氣換熱后輸送至所述噴淋液進(jìn)口。

7、可選地，所述第二熱側(cè)出口與所述噴淋液進(jìn)口與之間設(shè)有第一管路，所述第一管路上設(shè)有噴淋液循環(huán)泵。

8、可選地，所述第一管路上設(shè)有流量控制閥，所述流量控制閥用于控制所述第一管路中噴淋液的流量大小。

9、可選地，本發(fā)明實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)還包括第三換熱器和吸收再生塔，所述第三換熱器具有第三熱側(cè)進(jìn)口、第三熱側(cè)出口、第三冷側(cè)進(jìn)口和第三冷側(cè)出口，所述吸收再生塔上具有富液進(jìn)口和貧液出口，所述吸收塔上具有貧液進(jìn)口和富液出口，所述第三熱側(cè)進(jìn)口和所述第三熱側(cè)出口分別與所述貧液出口和所述貧液進(jìn)口連通，所述第三冷側(cè)進(jìn)口和所述第三冷側(cè)出口分別與所述富液出口和所述富液進(jìn)口連通，所述富液出口排出的富液吸收劑在所述第三換熱器內(nèi)與所述貧液出口排出貧液吸收劑進(jìn)行換熱。

10、可選地，本發(fā)明實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)還包括噴淋冷卻塔，所述噴淋冷卻塔具有熱煙氣進(jìn)口和冷煙氣出口，所述冷煙氣出口與所述煙氣進(jìn)口連通，所述噴淋冷卻塔用于將煙氣冷卻至零度以下并輸送至所述吸附塔內(nèi)。

11、可選地，所述噴淋冷卻塔將所述煙氣冷卻至-25℃--5℃。

12、可選地，本發(fā)明實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)還包括吸附再生塔，所述吸附再生塔與所述吸附塔連通，用于將在所述吸附塔內(nèi)吸附飽和的吸附劑加熱解吸再生并將再生后的吸附劑輸送至所述吸附塔內(nèi)。

13、本發(fā)明的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)將煙氣的低溫吸附與碳捕集的結(jié)合，通過熱交換的方式，在提高了低溫吸附后凈煙氣的溫度的同時，還降低了吸收塔排出的碳捕集后凈煙氣的溫度，使得吸附后的凈煙氣的溫度能夠處于吸收劑的最佳吸收溫度，避免了因吸附后的凈煙氣溫度過低，對凈煙氣的碳捕集所產(chǎn)生的負(fù)面影響，提高了吸收塔內(nèi)吸收劑的碳捕集效率和性能，有助于實現(xiàn)更高效的碳捕集，同時還滿足了碳捕集后的凈煙氣的排放溫度?？梢詼p少甚至避免采用外供熱源對吸附后的低溫凈煙氣進(jìn)行加熱升溫，降低了系統(tǒng)消耗，節(jié)省系統(tǒng)運行成本。

技術(shù)特征：

1.一種煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收塔具有在上下方向上布置的噴淋腔和吸收腔，所述進(jìn)煙口與所述吸收腔連通，所述出煙口與所述噴淋腔連通，所述吸收腔用于對吸附后的凈煙氣進(jìn)行碳捕集并將碳捕集后的凈煙氣輸送至所述噴淋腔內(nèi)，所述噴淋腔用于對碳捕集后的凈煙氣進(jìn)行噴淋，所述出煙口用于排出噴淋后的凈煙氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋腔與所述吸收腔之間設(shè)有隔板，所述隔板上設(shè)有沿上下方向延伸的輸煙管，所述輸煙管的兩端口分別與所述吸收腔和所述噴淋腔連通，所述輸煙管的出口上設(shè)有升氣帽，所述噴淋腔內(nèi)的噴淋液的液位位于所述升氣帽的下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋腔內(nèi)設(shè)有噴淋裝置，所述噴淋裝置具有噴淋液進(jìn)口和噴頭，所述吸收塔上具有與所述噴淋腔連通的噴淋液出口；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述第二熱側(cè)出口與所述噴淋液進(jìn)口與之間設(shè)有第一管路，所述第一管路上設(shè)有噴淋液循環(huán)泵。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一管路上設(shè)有流量控制閥，所述流量控制閥用于控制所述第一管路中噴淋液的流量大小。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三換熱器和吸收再生塔，所述第三換熱器具有第三熱側(cè)進(jìn)口、第三熱側(cè)出口、第三冷側(cè)進(jìn)口和第三冷側(cè)出口，所述吸收再生塔上具有富液進(jìn)口和貧液出口，所述吸收塔上具有貧液進(jìn)口和富液出口，所述第三熱側(cè)進(jìn)口和所述第三熱側(cè)出口分別與所述貧液出口和所述貧液進(jìn)口連通，所述第三冷側(cè)進(jìn)口和所述第三冷側(cè)出口分別與所述富液出口和所述富液進(jìn)口連通，所述富液出口排出的富液吸收劑在所述第三換熱器內(nèi)與所述貧液出口排出貧液吸收劑進(jìn)行換熱。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，還包括噴淋冷卻塔，所述噴淋冷卻塔具有熱煙氣進(jìn)口和冷煙氣出口，所述冷煙氣出口與所述煙氣進(jìn)口連通，所述噴淋冷卻塔用于將煙氣冷卻至零度以下并輸送至所述吸附塔內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋冷卻塔將所述煙氣冷卻至-25℃--5℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，其特征在于，還包括吸附再生塔，所述吸附再生塔與所述吸附塔連通，用于將在所述吸附塔內(nèi)吸附飽和的吸附劑加熱解吸再生并將再生后的吸附劑輸送至所述吸附塔內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域且公開了一種煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)，包括吸附塔、第一換熱器和吸收塔本發(fā)明的實施例的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)將煙氣的低溫吸附與碳捕集的結(jié)合，通過熱交換的方式，在提高了低溫吸附后凈煙氣的溫度的同時，還降低了吸收塔排出的碳捕集后凈煙氣的溫度，避免了因吸附后的凈煙氣溫度過低，對凈煙氣的碳捕集所產(chǎn)生的負(fù)面影響，提高了吸收塔內(nèi)吸收劑的碳捕集效率和性能，有助于實現(xiàn)更高效的碳捕集，同時還滿足了碳捕集后的凈煙氣的排放溫度。本發(fā)明的煙氣低溫凈化與碳捕集耦合系統(tǒng)可以減少甚至避免采用外供熱源對吸附后的低溫凈煙氣進(jìn)行加熱升溫，降低了系統(tǒng)消耗，節(jié)省系統(tǒng)運行成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉練波,劉啟偉,焦增彤,仇曉龍,楊月婷,趙強
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21