专利名称：一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟气二氧化碳捕集技术领域，具体涉及一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统。
背景技术：
近年来，全球变暖给政府和能源企业带来的压力迅速增高，很多西方国家已经开始推动实质性的脱碳工作。随着我国碳排放量超过美国以及国际减排的呼声的加强，电厂二氧化碳捕集及封存技术很有可能成为我国中短期所需的技术。我国现有电站中70%以上为传统火力发电。所以，开发适合传统电厂的醇胺吸收法捕碳技术，是最为迫切的需求。利用醇胺溶液从烟气中进行二氧化碳捕集的技术在化工行业已经成熟。但是，由于电站烟气具有气量大，分压低等特点，该技术运用于电站最大的问题是能耗高，蒸汽消耗量大。要减少消耗，提高效率，需要通过开发新型的系统及子系统来提高该技术的可大规模推广性。对于传统的二氧化碳捕集技术，溶液在常压下再生，再生出的二氧化碳也为常压状态，为实现对二氧化碳永久封存，需要对二氧化碳进行压缩以注入地质结构中封存。而二氧化碳气体的压缩从常压至可用于封存的压力(至少8MPa)需要消耗大量的压缩功，据估算约占当量发电量的8 12%。同时由于在常压状态下再生，大量的水蒸气会随着二氧化碳气体的解吸而同时产生，水蒸气的体积比占了整个再生气体的50%以上，其潜热消耗了大量蒸汽，造成系统能耗大，而这部分水蒸气随后通过冷凝器冷凝后送回系统，造成能源损失。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，该再生系统可用于燃煤电站锅炉和化工领域，具有分别在高、中压环境下再生出二氧化碳的特点，再生后的二氧化碳只需相对较低的压缩功就能压缩到可以进行封存的压力。而用于提高液体压力的高压泵所消耗的能量相对压缩气体而言则要小很多。 同时本发明在高压再生塔后增设了中压再生塔，进一步提高溶液的再生度并促进二氧化碳的解吸。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案—种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，包括吸收装置1，吸收装置I的溶液进口连通中压再生塔5的溶液出口，吸收装置I的溶液出口端连通高压液体泵2的液体进口，高压液体泵2的富液出口与贫富液换热器3的富液进口相连通，贫富液换热器3的贫液进口及富液出口与高压再生塔4相对应的贫富液进出口相连通，贫富液换热器3的贫液出口与中压再生塔5的贫液进口相连通，中压再生塔5顶部气体出口与二氧化碳增压机6的气体进口相连通，高压再生塔4顶部二氧化碳出口及二氧化碳增压机6 二氧化碳出口汇合连通二氧化碳冷却器7的进口，二氧化碳冷却器7的二氧化碳出口与二氧化碳压缩机8的进口相连通。所述吸收装置I为采用化学吸收法的二氧化碳吸收装置，可分别或同时采用常压、中压、强化吸收、中间冷却工艺，设备为填料或板式塔。所述高压液体泵2为液体高压泵。所述贫富液换热器3为板式或管壳式液液换热器。所述高压再生塔4为填料或板式蒸馏塔，且带有外部热源。所述中压再生塔5为填料或板式蒸馏塔。所述二氧化碳增压机6为二氧化碳中压压缩机。所述二氧化碳冷却器7为实现气体冷却的换热器。 所述二氧化碳压缩机8为二氧化碳多级压缩机。与现有技术相比，本发明具有以下优点I、富液在高压环境下再生，一般为3 4MPa，再生后的二氧化碳只需相对较低的压缩功就能压缩到可以进行封存的压力(8MPa以上)。而现有技术通常在常压再生，再生后的常压二氧化碳气体还需要压缩至8MPa，需要消耗大量压缩功。本发明用于提高液体压力的高压液体泵所消耗的能量相对压缩气体而言则要小很多。2、本发明在高压再生塔后增设了中压再生塔5，进一步提高溶液的再生度并促进二氧化碳的解吸。3、在不提高再生温度情况下提高再生压力，饱和水蒸汽分压降低，水不易蒸发，很大程度上降低了由于水的气化造成的大量潜热损失。本发明采用高压再生方案，再生气中水蒸气的体积含量低于4%，96%以上为二氧化碳气体，既减少了再生塔中的热耗，也降低了再生气后续的冷却负荷。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作更详细的说明。参照附图，一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，包括吸收装置1，吸收装置I的溶液进口连通中压再生塔5的溶液出口，吸收装置I的溶液出口端连通高压液体泵2的液体进口，高压液体泵2的富液出口与贫富液换热器3的富液进口相连通，贫富液换热器3的贫液进口及富液出口与高压再生塔4相对应的贫富液进出口相连通，贫富液换热器3的贫液出口与中压再生塔5的贫液进口相连通，中压再生塔5顶部气体出口与二氧化碳增压机6的气体进口相连通，高压再生塔4顶部二氧化碳出口及二氧化碳增压机6 二氧化碳出口汇合连通二氧化碳冷却器7的进口，二氧化碳冷却器7的二氧化碳出口与二氧化碳压缩机8的进口相连通。所述吸收装置I为采用化学吸收法的二氧化碳吸收装置，可分别或同时采用常压、中压、强化吸收、中间冷却工艺，设备为填料或板式塔。所述高压液体泵2为液体高压泵。所述贫富液换热器3为板式或管壳式液液换热器。
所述高压再生塔4为填料或板式蒸馏塔，且带有外部热源。所述中压再生塔5为填料或板式蒸馏塔。所述二氧化碳增压机6为二氧化碳中压压缩机，压缩至约4MPa。所述二氧化碳冷却器7为实现气体冷却的换热器。 所述二氧化碳压缩机8为二氧化碳多级压缩机，压缩至8MPa以上。本发明的工作原理为来自吸收装置I的富液通过高压液体泵2升压至3 4MPa， 流经贫富液换热器3充分回收贫液的热量，再进入高压再生塔4进行再生。在提供了外部热源的高压再生塔4中，再生压力为3 4MPa，再生温度为120 140°C，富液在高压再生塔4再生后形成半贫液由塔底进入贫富液换热器3，与来自吸收装置的富液换热后进入中压再生塔5中进一步再生，中压再生塔中再生压力约为O. 6MPa，再生后形成的贫液进入吸收装置I继续吸收原料气中的二氧化碳。系统的再生气分为两部分，一部分来自中压再生塔5顶部，压力约为O. 6MPa，水蒸汽含量约为8%，在经过二氧化碳增压机6增压及去除部分水分后与来自高压再生塔顶部的再生气混合，混合的再生气压力约为3. 5MPa，水蒸汽含量低于4%。混合后的再生气经过二氧化碳冷却器7冷却后进入二氧化碳压缩机8，将二氧化碳气体压缩至满足封存的压力，一般为SMPa以上。
权利要求
1.一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，包括吸收装置(1)，吸收装置(I)的溶液进口连通中压再生塔(5)的溶液出口，吸收装置(I)的溶液出口端连通高压液体泵(2)的液体进口，高压液体泵(2)的富液出口与贫富液换热器(3)的富液进口相连通，贫富液换热器(3)的贫液进口及富液出口与高压再生塔(4)相对应的贫富液进出口相连通，贫富液换热器(3)的贫液出口与中压再生塔(5)的贫液进口相连通，中压再生塔(5)顶部气体出口与二氧化碳增压机(6)的气体进口相连通，高压再生塔(4)顶部二氧化碳出口及二氧化碳增压机(6 ) 二氧化碳出口汇合连通二氧化碳冷却器(7 )的进口，二氧化碳冷却器(7 )的二氧化碳出口与二氧化碳压缩机(8)的进口相连通。
2.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述吸收装置(I)为采用化学吸收法的二氧化碳吸收装置，可分别或同时采用常压、中压、强化吸收、中间冷却工艺，设备为填料或板式塔。
3.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述高压液体泵(2)为液体高压泵。
4.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述贫富液换热器(3)为板式或管壳式液液换热器。
5.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述高压再生塔(4)为填料或板式蒸馏塔，且带有外部热源。
6.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述中压再生塔(5)为填料或板式蒸馏塔。
7.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述二氧化碳增压机(6)为二氧化碳中压压缩机。
8.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述二氧化碳冷却器(7)为实现气体冷却的换热器。
9.根据权利要求I所述的一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，其特征在于，所述二氧化碳压缩机(8)为二氧化碳多级压缩机。
全文摘要
一种用于烟气脱碳的高、中压再生系统，包括和吸收装置相连的中压再生塔及高压液体泵，与高压液体泵相连的贫富液换热器，与贫富液换热器相连高压再生塔和中压再生塔，与中压再生塔相连的二氧化碳增压机，与高压再生塔顶部及二氧化碳增压机二氧化碳出口汇合连通的二氧化碳冷却器，与二氧化碳冷却器相连通的二氧化碳压缩机，该系统可用于燃煤电站锅炉和化工领域，具有分别在高、中压环境下再生出二氧化碳的特点，再生后的二氧化碳只需相对较低的压缩功就能压缩到可以进行封存的压力，而用于提高液体压力的高压泵所消耗的能量相对压缩气体而言则要小很多，同时本发明在高压再生塔后增设了中压再生塔，进一步提高溶液的再生度并促进二氧化碳的解吸。
文档编号C01B31/20GK102698566SQ201210187550
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者刘练波, 张竹砚, 牛红伟, 许世森, 郜时旺 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司