一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置的制作方法

1.本实用新型属于烟气回收领域，具体涉及一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置。


背景技术：

2.二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。目前全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量达到近300亿吨，二氧化碳利用量则仅为1亿吨左右，远不到排放总量的百分之一。
3.离子液体是一种环境友好型的绿色溶剂、催化剂和吸收剂，具有不易挥发、热稳定性良好、蒸气压低等优点，同时能够设计链接特定的官能团，有效实现二氧化碳的捕集，具有工业化的潜力。
4.现有二氧化碳捕集技术中，一方面存在对能量的浪费行为，导致供热收入过高，同时现有技术中也缺少对昼夜温度变化的适应能力，严重影响了机组工作的稳定性，也没能涉及到对可再生能源的利用。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置，以解决现有技术中热量回收率很低，且无法在气温变化剧烈时保证系统温度的稳定，同时现有技术未涉及可再生能源的利用的问题。
6.为达上述目的，本实用新型提出如下方案：
7.一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置，包括第一换热器、吸收塔、太阳能光热转换装置、解吸塔、第二换热器和第三换热器；
8.第一换热器上设有第一换热器烟气入口、第一换热器烟气出口和第一换热器热网水入口；第一换热器烟气入口连通第一换热器烟气出口；
9.吸收塔上设有吸收塔烟气入口、吸收塔离子液体入口、吸收塔第二换热器烟气入口和吸收塔离子液体出口；
10.太阳能光热转换装置上设有光热离子液体入口和光热离子液体出口；
11.解吸塔上设有解吸塔离子液体入口、解吸塔离子液体出口和解吸塔二氧化碳出口；
12.第二换热器上设有第二换热器二氧化碳入口、第二换热器热网水入口和第二换热器热网水出口；第二换热器热网水入口连通第二换热器热网水出口；
13.第三换热器上设有第三换热器离子液体入口、第三换热器离子液体出口、第三换热器热网水入口和第三换热器热网水出口；第三换热器离子液体入口连通第三换热器离子液体出口，第三换热器热网水入口连通第三换热器热网水出口；
14.第一换热器烟气入口连接烟气入口，第一换热器烟气出口连接吸收塔烟气入口，吸收塔离子液体出口连接光热离子液体入口，光热离子液体出口连接解吸塔离子液体入
口，解吸塔离子液体出口连接第三换热器离子液体入口，解吸塔二氧化碳出口连接第二换热器二氧化碳入口，第二换热器热网水出口连接第三换热器热网水入口，第三换热器热网水出口连接第一换热器热网水入口，第三换热器离子液体出口连接吸收塔离子液体入口。
15.优选的，还包括储热罐，储热罐上设有储热罐离子液体入口、储热罐离子液体出口、储热罐烟气入口、储热罐烟气出口、储热罐热网水入口和储热罐热网水出口；储热罐离子液体入口连接储热罐离子液体出口，储热罐热网水入口连接储热罐烟气入口，储热罐烟气出口连接储热罐热网水出口；
16.光热离子液体出口连接储热罐离子液体入口，储热罐离子液体出口连接解吸塔离子液体入口，第三换热器热网水出口连接储热罐热网水入口，储热罐烟气入口连接第一换热器热网水入口；
17.储热罐热网水出口连接烟气入口，储热罐烟气出口连接吸收塔离子液体出口。
18.优选的，第一换热器热网水出口连通热网。
19.优选的，吸收塔上设有吸收塔烟气出口，吸收塔烟气出口连接烟囱。
20.优选的，吸收塔烟气出口位于吸收塔的顶部。
21.优选的，第二换热器上设有第二换热器二氧化碳出口，第二换热器二氧化碳出口连接第二换热器二氧化碳入口。
22.优选的，其特征在于，吸收塔上吸收塔离子液体出口位于吸收塔底部。
23.优选的，其特征在于，解吸塔上解吸塔二氧化碳出口位于解吸塔顶部，解吸塔离子液体出口位于解吸塔底部。
24.优选的，热网水在第一换热器中与烟气换热后，热网水温度大于100摄氏度小于130摄氏度。
25.本实用新型的有益之处在于。
26.利用烟气分流与储热罐，在多个换热器中实现对热量的多级利用，增加了供热收入。
27.储热罐通过调节烟气的分流比，白天更多的烟气流向储能罐，晚上流向储能罐的较少，是现在温差变化下的系统温度调节。
28.利用太阳能光热转换装置加热离子液体，实现对可再生能源的利用。
附图说明
29.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
30.图1为一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置示意图。
31.图2为本装置去掉储热罐后的示意图。
32.图中，1为第一换热器，2为吸收塔，3为太阳能光热转换装置，4为储热罐，5为解吸塔，6为第二换热器，7为第三换热器；
33.10为烟气入口，11为第一换热器烟气入口，12为第一换热器烟气出口，13为第一换热器热网水入口，14为第一换热器热网水出口；
34.21为吸收塔烟气入口，22为吸收塔烟气出口，23为吸收塔离子液体入口，24为吸收
塔第二换热器烟气入口，25为吸收塔离子液体出口；
35.31为光热离子液体入口，32为光热离子液体出口；
36.41为储热罐离子液体入口，42为储热罐离子液体出口，43为储热罐烟气入口，44为储热罐烟气出口，45为储热罐热网水入口，46为储热罐热网水出口；
37.51为解吸塔离子液体入口，52为解吸塔离子液体出口，53为解吸塔二氧化碳出口；
38.61为第二换热器二氧化碳入口，62为第二换热器二氧化碳出口，63为第二换热器热网水入口，64为第二换热器热网水出口；
39.71为第三换热器离子液体入口，72为第三换热器离子液体出口，73为第三换热器热网水入口，74为第三换热器热网水出口。
具体实施方式
40.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本实用新型所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。
42.实施例1：
43.请参阅图1及图2所示，本实用新型公开一种耦合储热与光热的带碳捕集的烟气余热回收装置，包括第一换热器1、吸收塔2、太阳能光热转换装置3、储热罐4、解吸塔5、第二换热器6和第三换热器7；
44.第一换热器1上设有第一换热器烟气入口11、第一换热器烟气出口12、第一换热器热网水入口13和第一换热器热网水出口14；第一换热器烟气入口11连通第一换热器烟气出口12，第一换热器热网水出口14连通第一换热器热网水入口13，第一换热器热网水出口14连通热网。
45.吸收塔2上设有吸收塔烟气入口21、吸收塔烟气出口22、吸收塔离子液体入口23、吸收塔第二换热器烟气入口24和吸收塔离子液体出口25；吸收塔烟气出口22连接烟囱，吸收塔离子液体出口25位于吸收塔2底部，吸收塔烟气出口22位于吸收塔2的顶部。吸收塔烟气出口22连接烟囱。
46.太阳能光热转换装置3上设有光热离子液体入口31和光热离子液体出口32；
47.储热罐4上设有储热罐离子液体入口41、储热罐离子液体出口42、储热罐烟气入口43、储热罐烟气出口44、储热罐热网水入口45和储热罐热网水出口46；
48.解吸塔5上设有解吸塔离子液体入口51、解吸塔离子液体出口52和解吸塔二氧化碳出口53，解吸塔二氧化碳出口53位于解吸塔5顶部，解吸塔离子液体出口52位于解吸塔5底部。
49.第二换热器6上设有第二换热器二氧化碳入口61、第二换热器二氧化碳出口62、第二换热器热网水入口63和第二换热器热网水出口64；第二换热器热网水入口63连通第二换热器热网水出口64，第二换热器二氧化碳出口62连接第二换热器二氧化碳入口61。第二换热器二氧化碳出口62连接二氧化碳储罐。
50.第三换热器7上设有第三换热器离子液体入口71、第三换热器离子液体出口72、第三换热器热网水入口73和第三换热器热网水出口74；第三换热器离子液体入口71连通第三换热器离子液体出口72，第三换热器热网水入口73连通第三换热器热网水出口74；
51.第一换热器烟气入口11和储热罐烟气入口43连接烟气入口10，第一换热器烟气出口12 连接吸收塔烟气入口21，储热罐热网水出口46连接第一换热器热网水入口13，吸收塔离子液体出口25连接光热离子液体入口31，光热离子液体出口32连接储热罐离子液体入口41，储热罐烟气出口44连接吸收塔第二换热器烟气入口24，储热罐离子液体出口42连接解吸塔离子液体入口51，解吸塔二氧化碳出口53连接第二换热器二氧化碳入口61，解吸塔离子液体出口52连接第三换热器离子液体入口71，第二换热器热网水出口64连接第三换热器热网水入口73，第三换热器热网水出口74连接储热罐热网水入口45，第三换热器离子液体出口72连接吸收塔离子液体入口23；
52.实施例2：
53.如图1，烟气经烟气入口10进入管道，一部分烟气经第一换热器烟气入口11进入第一换热器1，第一换热器1中的烟气与热网水换热，烟气降温经第一换热器烟气入口12和吸收塔烟气入口21进入吸收塔2；
54.另一部分烟气经储热罐烟气入口43进入储热罐4，储热罐4将来自烟气的热量储存起来，降温后的烟气经储热罐烟气出口44和吸收塔第二换热器烟气入口24进入吸收塔2；
55.吸收塔2中的烟气与离子液体接触，离子液体吸收二氧化碳，贫二氧化碳的烟气经吸收塔烟气出口22排出，进入烟囱；
56.富二氧化碳的离子液体经吸收塔离子液体出口25和光热离子液体入口31进入太阳能光热转换装置3，加热后经光热离子液体出口32和储热罐离子液体入口41进入储热罐4，在储热罐4中富二氧化碳的离子液体再次被加热，经储热罐离子液体出口42和解吸塔离子液体入口51进入解吸塔5；
57.富二氧化碳的离子液体在解吸塔5中发生解吸，解吸出的二氧化碳经解吸塔二氧化碳出口53和第二换热器二氧化碳入口61进入第二换热器6，解吸出贫二氧化碳的离子液体经解吸塔离子液体出口52和第三换热器离子液体入口71进入第三换热器7；
58.热网水经第二换热器热网水入口63进入第二换热器6，与来自解吸塔5的二氧化碳换热，二氧化碳降温后经第二换热器二氧化碳出口62排出，进入二氧化碳储罐，升温后的热网水经第二换热器热网水出口64和第三换热器热网水入口73进入第三换热器7；
59.第三换热器7中的热网水与贫二氧化碳的离子液体换热，热网水再升温，经第三换热器热网水出口74和储热罐热网水入口45进入储热罐4，贫二氧化碳的离子液体降温，经第三换热器离子液体出口72和吸收塔离子液体入口23进入吸收塔2；
60.储热罐4中的热网水升温并经储热罐热网水出口46和第一换热器热网水入口13进入第一换热器1；
61.热网水在第一换热器1中与烟气换热，热网水升温，经第一换热器热网水出口14进入热网。
62.热网水在第一换热器1中与烟气换热后，热网水温度大于100摄氏度小于130摄氏度。
63.实施例3：
64.当不需要储热罐适应温度变化时时，可以去掉储热罐，此时：
65.第一换热器烟气入口11连接烟气入口10，第一换热器烟气出口12连接吸收塔烟气入口 21，吸收塔离子液体出口25连接光热离子液体入口31，光热离子液体出口32连接解吸塔离子液体入口51，解吸塔离子液体出口52连接第三换热器离子液体入口71，解吸塔二氧化碳出口53连接第二换热器二氧化碳入口61，第二换热器热网水出口64连接第三换热器热网水入口73，第三换热器热网水出口74连接第一换热器热网水入口13，第三换热器离子液体出口72连接吸收塔离子液体入口23。
66.如图2，烟气通过第一换热器烟气入口11进入第一换热器1，在换热器中与热网水换热，烟气降温，热网水升温，第一换热器烟气出口12和吸收塔烟气入口21进入吸收塔2，烟气中的二氧化碳被离子液体吸收，二氧化碳被吸收的烟气经吸收塔烟气出口22排出，富二氧化碳的离子液体经吸收塔离子液体出口25和太阳能光热转换装置离子液体入口31送至太阳能光热转换装置3，富二氧化碳的离子液体在太阳能光热转换装置3内部升温，后经太阳能光热转换装置离子液体出口32和解吸塔离子液体入口51进入解吸塔5，富二氧化碳离子液体在解吸塔 5中发生解吸，分离出的二氧化碳经解吸塔二氧化碳出口53和第二换热器二氧化碳入口61进入第三换热器6，分离出的贫二氧化碳的离子液体经解吸塔离子液体出口52和第三换热器离子液体入口71进入第二换热器7，热网水经第二换热器热网水入口63进入第三换热器6，热网水在第三换热器中与来自解吸塔5的二氧化碳进行换热，二氧化碳降温，热网水升温，降温后的二氧化碳经第二换热器二氧化碳出口62进入二氧化碳储罐，升温后的热网水经第二换热器热网水出口65和第三换热器热网水入口73进入第二换热器7，升温后的热网水与来自解吸塔5的贫二氧化碳离子液体发生换热，热网水升温，贫二氧化碳离子液体降温，降温后贫二氧化碳离子液体经第三换热器离子液体出口72和吸收塔离子液体入口23进入吸收塔2，升温后的热网水经第三换热器热网水出口75和第一换热器热网水出口13进入第一换热器1，并在第一换热器1中升温，此时热网水温度大于100摄氏度，小于130摄氏度，最后经第一换热器热网水出口15回到热网中。
67.本装置中，通过热网回水作为冷源，减少了循环冷却水的用量和消耗，达到了一定的节水效果。利用太阳能对富二氧化碳离子液体加热，提供了更多的热量。通过能量的充分利用，可以供给最高达到130℃的热网水。利用烟气分流和储热罐，可以在气温变化剧烈时，依然有效控制热网回水的温度和进入解吸塔的离子液体的温度。
68.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
69.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。