的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用混合工質(zhì)脫除C02的技術(shù)，具體涉及一種利用混合工質(zhì)通過熱力驅(qū)動(dòng)的緊湊型脫除co2的系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)技術(shù)的發(fā)展使化石燃料的消耗劇增，導(dǎo)致大氣中二氧化碳的濃度增大、全球氣候日益變暖，煙氣中0)2脫除后再排入空氣成為應(yīng)對氣候變化的重要戰(zhàn)略選項(xiàng)。因此，應(yīng)對全球氣候變化和酸雨污染的關(guān)鍵是控制二氧化碳的排放?；厥辗蛛x的二氧化碳有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，不僅可以作為碳元素的來源，還可以通過不同的反應(yīng)途徑，生成多種關(guān)乎國計(jì)民生的碳產(chǎn)品，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前工業(yè)上的二氧化碳脫除系統(tǒng)形式比較多樣，不同分離方法有不同的優(yōu)點(diǎn)和不足，如歐專局公開號為W02013000953A2(2012)的專利文獻(xiàn)中公開了 AN AMINE ABSORBENT AND A METHOD FOR C02 CAPTURE (—種胺吸收劑和二氧化碳捕獲的方法)，此系統(tǒng)中二氧化碳精餾時(shí)冷凝液采用傳統(tǒng)的回流至解吸塔方式，同時(shí)在吸收塔入口設(shè)置有再冷器，系統(tǒng)有貧液循環(huán)栗和富液循環(huán)栗提供循環(huán)動(dòng)力，系統(tǒng)不足是系統(tǒng)較龐大，并且系統(tǒng)冷凝的回流液直接進(jìn)入再生塔，系統(tǒng)的能耗不能得到有效的降低。
[0004]中國公開號為CN102380261A的發(fā)明專利申請公開了一種采用微旋風(fēng)分離器的煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)氣體由圓柱形容器的進(jìn)氣口進(jìn)入，再由位于進(jìn)氣口處的擋板分成三路后進(jìn)入微旋風(fēng)分離器中進(jìn)行旋流分離，其中左右兩路氣體由外側(cè)的微旋風(fēng)分離器進(jìn)行旋流分離，而中間一路氣體通過導(dǎo)氣管進(jìn)入位于腔體中心的微旋風(fēng)分離器進(jìn)行旋流分離，分離出的液體通過導(dǎo)氣管從排液口排出，氣體通過導(dǎo)氣管從排氣口排出。該方法主要依靠旋流離心力進(jìn)行分離，系統(tǒng)最大的不足是捕集率不高，同時(shí)二氧化碳的純度也相對不高。
[0005]中國專利公開為CN102635873A的專利文獻(xiàn)中公開了一種常規(guī)電廠鍋爐二氧化碳捕集及循環(huán)方法。它是將純氧和C02同時(shí)送入常規(guī)電廠鍋爐替代單純送入空氣燃燒使發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的C02收集利用。此方法屬于燃燒前二氧化碳捕集技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是需要純氧燃燒，大大增加了技術(shù)難度和成本投入。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有工業(yè)上出現(xiàn)較多的二氧化碳脫除系統(tǒng)共同不足之處是，設(shè)備較為復(fù)雜，或者采用動(dòng)力學(xué)或者物理分離，捕集率不高，分離后的二氧化碳純度也相對不高，針對本專利的目的，目前尚無統(tǒng)一有效系統(tǒng)設(shè)備，如果能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，既能實(shí)現(xiàn)對二氧化碳的減排要求，又能簡化系統(tǒng)設(shè)備，提高二氧化碳脫除的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的雙豐收，進(jìn)而提尚一■氧化碳脫除的綜合效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有脫碳設(shè)備再生熱能消耗量大、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不足，提供一種適用于中小型含碳煙氣源、結(jié)構(gòu)緊湊的的低能耗脫碳系統(tǒng)設(shè)備，同時(shí)可以利用冷凝集液器所產(chǎn)生的低溫冷凝混合工質(zhì)與解吸發(fā)生器所產(chǎn)生的高溫混合工質(zhì)混合產(chǎn)生吸收器2所需的中溫混合工質(zhì)，省去混合工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的冷凝環(huán)節(jié)，降低能耗、提高二氧化碳的純度的同時(shí)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。也可以利用系統(tǒng)設(shè)備的連接方式按照吸收式循環(huán)進(jìn)行低能耗運(yùn)行控制。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種利用混合工質(zhì)通過熱力驅(qū)動(dòng)的緊湊型脫除C02的系統(tǒng)，包括與煙氣預(yù)處理單元依次相連的吸收器、溶液栗、溶液熱交換器、解吸發(fā)生器、冷凝集液器和C02壓縮機(jī)；所述煙氣預(yù)處理器連接至吸收器氣體進(jìn)口，所述吸收器的液體出口連接至所述溶液栗，所述溶液熱交換器的低溫側(cè)出口與所述解吸發(fā)生器的進(jìn)口相連，所述解吸發(fā)生器的蒸汽出口連接至所述冷凝集液器；所述解吸發(fā)生器的液體出口連接至所述溶液熱交換器的高溫側(cè)進(jìn)口，所述溶液熱交換器的高溫側(cè)出口連接至所述吸收器的液體進(jìn)口 ；在所述溶液熱交換器與所述吸收器的連接管路上設(shè)有再生液節(jié)流閥，所述吸收器與所述冷凝集液器的連接管路上設(shè)有冷凝液節(jié)流閥；所述吸收器完成二氧化碳的吸收工作，含有二氧化碳的混合氣體在壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入吸收器與其內(nèi)部噴淋的混合工質(zhì)進(jìn)行熱質(zhì)交換后被混合工質(zhì)吸收形成含有二氧化碳的混合溶液，凈化后的氣體從所述吸收器排空，混合溶液經(jīng)所述溶液栗和溶液熱交換器進(jìn)入解吸發(fā)生器進(jìn)行分離；所述溶液栗的工作壓力為2Mpa，所述溶液栗進(jìn)行吸收二氧化碳后的混合溶液的輸送工作，將混合溶液由吸收器運(yùn)送至解吸發(fā)生器；所述解吸發(fā)生器的工作溫度為110?125°C，所述解吸發(fā)生器將吸收器輸送過來的含有二氧化碳的混合溶液進(jìn)行分離；分離后的二氧化碳和部分混合工質(zhì)蒸汽的混合氣體被送往冷凝集液器進(jìn)行進(jìn)一步分離，不含二氧化碳的混合工質(zhì)送往吸收器繼續(xù)吸收二氧化碳；所述節(jié)流閥對不含二氧化碳的混合工質(zhì)進(jìn)行節(jié)流降壓，降低后的壓力等于吸收器所需的壓力。
[0009]進(jìn)一步講，本發(fā)明利用混合工質(zhì)通過熱力驅(qū)動(dòng)的緊湊型脫除C02的系統(tǒng)，其中，所述溶液熱交換器對吸收器排出的含有二氧化碳的混合溶液與解吸發(fā)生器解吸出的不含二氧化碳的混合工質(zhì)進(jìn)行熱量交換，使系統(tǒng)保持低溫吸收二氧化碳、高溫解吸二氧化碳的工況。
[0010]所述冷凝集液器對解吸發(fā)生器解吸出的二氧化碳和混合工質(zhì)的混合溶液進(jìn)行進(jìn)一步冷卻分離，冷凝后的混合工質(zhì)留待繼續(xù)吸收二氧化碳。
[0011 ] 所述節(jié)流閥控制由冷凝集液器進(jìn)入吸收器的混合工質(zhì)的流量。
[0012]煙氣經(jīng)空氣預(yù)處理單元后進(jìn)入吸收器與混合工質(zhì)進(jìn)行熱質(zhì)交換，C02被混合工質(zhì)吸收，脫碳后的氣體進(jìn)入大氣，含有二氧化碳的混合溶液經(jīng)過熱交換器升溫后進(jìn)入解吸發(fā)生器進(jìn)行co2分離，分離出的C02經(jīng)壓縮后存儲(chǔ)；不含0)2的混合工質(zhì)經(jīng)熱交換器降溫后與冷凝集液器產(chǎn)生的低溫吸收工質(zhì)混合后進(jìn)入吸收器重新吸收co2。系統(tǒng)裝置省去混合工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的冷凝環(huán)節(jié)，節(jié)流閥代替高溫栗，按照吸收式熱力循環(huán)特點(diǎn)對系統(tǒng)設(shè)備的連接進(jìn)行低能耗運(yùn)行控制。降低能耗的同時(shí)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的的同時(shí)，提高了環(huán)境效益。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014](1)本發(fā)明系統(tǒng)是基于吸收式熱力循環(huán)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，因此可以充分利用吸收式熱力循環(huán)的特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行控制。
[0015](2)現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在吸收器的進(jìn)口處設(shè)有高溫溶液栗及再冷設(shè)備，本發(fā)明采用節(jié)流閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫溶液栗，既簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)更加緊湊，又提高了系統(tǒng)的壽命；另外，又去掉了吸收工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的再冷設(shè)備，在充分利用能源的同時(shí)又促進(jìn)了噴淋效果，增強(qiáng)吸收工質(zhì)的熱質(zhì)交換。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1-空氣預(yù)處理單元，2-吸收器，3-解吸發(fā)生器，4-冷凝集液器，5-溶液換熱器，6-溶液栗，7-節(jié)流閥，8-節(jié)流閥，9- C02壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明利用吸收完二氧化碳的混合溶液和解吸二氧化碳后的混合工質(zhì)內(nèi)部間的換熱提高解吸熱源的熱量利用效率，通過低溫混合工質(zhì)與高溫混合工質(zhì)的混合形成吸收二氧化碳所需的混合工質(zhì)的溫度，降低吸收混合工質(zhì)進(jìn)一步冷凝時(shí)熱量的損失的同時(shí)提高冷凝器中二氧化碳的濃度。實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域煙氣0)2脫除的同時(shí)，提高能量利用效率，達(dá)到節(jié)能減排雙重效益。
[0021]具體組成是:煙氣經(jīng)空氣預(yù)處理單元后進(jìn)入吸收器與混合工質(zhì)進(jìn)行熱質(zhì)交換，C02被混合工質(zhì)吸收，脫碳后的氣體進(jìn)入大氣，含有二氧化碳的混合溶液經(jīng)過熱交換器升溫后進(jìn)入解吸發(fā)生器進(jìn)行C02分離，分離出的C02經(jīng)壓縮后存儲(chǔ)；不含0)2的混合工質(zhì)經(jīng)熱交換器降溫后與冷凝集液器產(chǎn)生的低溫吸收工質(zhì)混合后進(jìn)入吸收器重新吸收C02。系統(tǒng)裝置省去混合工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的冷凝環(huán)節(jié)，節(jié)流閥代替高溫栗，按照吸收式熱力循環(huán)特點(diǎn)對系統(tǒng)設(shè)備的連接