一种太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集技术，具体涉及中低温太阳能及地热能与烟气中二氧化碳捕集系统的集成，利用太阳能和地热能联合提供二氧化碳捕集系统的能量补偿，以降低太阳能间歇性对捕集系统的影响，同时有效地降低电厂因抽蒸汽所带来的效率下降。
【背景技术】
[0002]二氧化碳捕集与封存(CCS)是应对气候变化问题最具发展前景的解决方案之一。人类活动所造成的CO2排放源，以火力发电厂为主的发电行业和其他能源转换行业占总排放量的40%，钢铁、水泥等工业行业占25.8%，这些固定的⑶2排放源促进了 CCS技术的发展。
[0003]目前在CO2捕集方面研究和采用较多的是醇胺法(MEA法)，其运用于燃煤电厂已有工程示范，但是由于醇胺类化学吸收剂与CO2之间的结合力较强，故再生时需要水耗大量热能，现有技术的能量来源主要是电厂汽轮机的中低压缸抽汽。
[0004]太阳能作为一种可再生的清洁能源，储量非常丰富，其开发利用潜力十分巨大，但太阳能的间歇性造成系统的不稳定，为了保证太阳能的可靠利用，一般需要进行储热或其它辅助系统辅助利用，但辅助系统的利用增大了系统的成本。
[0005]地热能作为一种清洁能源，其储量丰富的特点日益受到越来越多国家的重视，开发和利用地热能具有极其深远的战略意义。同时地热能的相对稳定性也成为其利用的一大优势。
[0006]将太阳能及地热能与现有的二氧化碳捕集系统结合，白天利用太阳能集热产生捕集系统解吸所需温度的热能进行解吸，晚上及太阳能不足时利用地热能进行补充，可以实现捕集系统的稳定运行，并大幅降低从电厂汽轮机中抽蒸汽的能耗，在维持电厂稳定性的同时实现可再生能源与电厂二氧化碳减排的双重功效，有力推动我国可再生能源与烟气捕集集成技术的大规模应用。
【发明内容】
[0007]针对二氧化碳捕集过程的能耗问题以及太阳能的间歇性特征，本发明提出一种太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集系统，充分利用太阳能与地热能的特点，实现二氧化碳捕集系统的稳定运行。
[0008]为了有效地解决上面的技术问题，本发明一种太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集系统，包括电厂发电系统、二氧化碳捕集系统、太阳能集热系统和地热能系统;所述电厂发电系统包括输煤器、锅炉、汽轮机、乏汽凝汽器、第一栗、低压回水加热器以及高压回水加热器，所述乏汽凝汽器、低压回水加热器和高压回水加热器均与所述汽轮机相连，其中，所述锅炉、汽轮机、乏汽凝汽器、第一栗、低压回水加热器以及高压回水加热器依次串联构成了一蒸汽发电系统;所述二氧化碳捕集系统包括烟气预处理装置、吸收塔、富液栗、贫/富液换热器、贫液栗、解吸塔、多级压缩装置和再沸器;所述锅炉的排烟口与所述烟气预处理装置的入口连接，所述烟气预处理装置的出口连接至所述吸收塔下部的气体入口；所述贫/富液换热器分别与所述贫液栗的出口、所述解吸塔上部的富液喷淋入口、所述富液栗的出口及所述吸收塔上部的贫液喷淋入口相连;所述解吸塔底部的入口分别与所述再沸器的出口及所述贫液栗的入口相连，所述解吸塔顶部的气体出口连接到所述多级压缩装置的入口；所述太阳能集热系统由太阳能集热场、、集热场入口阀、集热换热器、第二栗以及集热场出口阀串联组成;所述太阳能集热场由太阳能集热器阵列构成;所述地热能系统由地热生产井、地热系统入口阀、过滤器、地热换热器、第三栗、地热系统出口阀以及注入井串联组成;所述再沸器高温侧流体分成第一和第二两支路，其中，第一支路与所述集热换热器连接，第二支路与地热换热器连接，第一支路上设有第一集热控制阀和第二集热控制阀，第二支路上设有第一地热控制阀和第二地热控制阀；第一支路和第二支路中换热后的工作流体汇合至主管路后通过第四栗再进入再沸器中。
[0009]进一步讲，所述太阳能集热器阵列由多组太阳能集热器串、并联而成，所述太阳能集热器的类型是复合抛物聚光集热器、槽式集热器、菲涅尔集热器、碟式集热器及塔式集热器中的一种或是几种的组合。
[0010]所述地热能系统的热源是浅层地热水、深层地热流体和干热盐中的一种或几种的组合。
[0011]本发明中，电厂发电系统中锅炉燃烧后会产生大量含有一定浓度的烟气，烟气经过预处理装置处理后从塔底进入吸收塔，与塔顶喷淋的化学吸收液进行接触，吸收烟气中的二氧化碳，形成富液，富液经富液栗与贫/富液换热器换热后从塔顶喷淋到解吸塔进行再生，同时再沸器提供解吸所需的热量，解吸出的二氧化碳经过气液分离器将部分水蒸汽进行冷凝回流至解吸塔，分离出的二氧化碳经过压缩后进行存储。解吸出二氧化碳后的贫液经贫液栗、贫/富液换热器以及贫液冷凝器后重新喷淋到吸收塔并形成整个吸收解吸循环。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0013](I)将太阳能中低温集热与CO2捕集系统结合，可以充分利用中低温太阳能集热系统在捕集再生的温度范围内的高集热效率，以降低传统电厂抽取高品位能源所造成的捕集效率的降低，提高系统综合效率。
[0014](2)直接利用中低品位热能实现再沸器的能量需求，实现能量品位的对接，避免传统捕集方法大量使用降温减压后的蒸汽所带来的不可逆损失，造成高品位能源的浪费。
[0015](3)降低了现有技术中传统的原有系统大量抽汽再生对汽轮机的不利影响。
[0016](4)太阳能与地热能可以很好地适应电厂的运行模式，在白天用电高峰时充分利用太阳能和地热能实现捕集系统的能量供应，而在夜间无太阳能时也正是用电低谷时，可以利用地热能或抽汽提供热量，以维持电厂的运行平稳。
【附图说明】
[0017]图1为本发明太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集系统结构示意图；
[0018]图中:1-输煤器，2-锅炉，3-汽轮机，4-乏汽凝汽器，5-第一栗，6_低压回水换热器，7-高压回水换热器，8-烟气预处理装置，9-吸收塔，10-富液栗，11-贫/富液换热器，12-贫液栗，13-解吸塔，14-多级压缩装置，15-再沸器，16-地热生产井，17-地热系统入口阀，18-过滤器，19-地热换热器，20-第三栗，21-地热系统出口阀，22-注入井，23-第二地热控制阀，24-第四栗，25-第一地热控制阀，26-第一集热控制阀，27-集热换热器，28-第二集热控制阀，29-第二栗，30-集热场出口阀，31-集热器阵列，32-集热场入口阀。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细地描述。
[0020]本发明一种太阳能与地热能联合辅助二氧化碳捕集系统，如图1所示，包括电厂发电系统、二氧化碳捕集系统、太阳能集热系统和地热能系统。
[0021]所述电厂发电系统包括输煤器1、锅炉2、汽轮机3、乏汽凝汽器4、第一栗5、低压回水加热器6以及高压回水加热器7，所述乏汽凝汽器4、低压回水加热器6和高压回水加热器7均与所述汽轮机3相连，其中，所述锅炉2、汽轮机3、乏汽凝汽器4、第一栗5、低压回水加热器6以及高压回水加热器7依次串联构成了一蒸汽发电系统；
[0022]所述二氧化碳捕集系统包括烟气预处理装置8、吸收塔9、富液栗10、贫/富液换热器11、贫液栗12、解吸塔13、多级压缩装置14和再沸器15;所述锅炉2的排烟口与所述烟气预处理装置8的入口连接，所述烟气预处理装置8的出口连接至所述吸收塔9下部的气体入口 ；经过预处理装置8脱硫脱硝后的烟气从吸收塔9的底部进入塔内进行二氧化碳捕集;所述贫/富液换热器11分别与所述贫液栗12的出口、所述解吸塔13上部的富液喷淋入口、所述富液栗10的出口及所述吸收塔9上部的贫液喷淋入口相连;所述解吸塔13底部的入口分别与所述再沸器15的出口及所述贫液栗12的入口相连，所述解吸塔13顶部的气体出口连接到所述多级压缩装置14底部的入口，经过多级压缩后进行存储。