太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实现燃煤机组的烟气减排的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO2吸收系统、太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统；所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器、锅炉、汽轮机、凝汽器及凝结水泵，所述凝结水泵与省煤器相连；所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器、氨气/空气混合器、氨喷射网格设备、脱硝反应器、空气预热器、电除尘器及脱硫系统，所述氨喷射网格设备与省煤器相连。本发明专利技术的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，液氨脱硝系统、脱硫系统、单乙醇胺脱碳系统能够完成对燃煤机组烟气中的NOx、SO2、CO2进行脱除，实现燃煤机组的烟气减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃煤机组设备，尤其是一种太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统。
技术介绍
经济发展被视为环境变化的驱动力，随着全球经济的发展，能源消耗逐年增加，能源的过度消耗进一步加大了能源供应压力、环境污染、气候恶化等问题。联合国环境规划署(UNEP)2013年末出台的《环境署排放情况差距报告》指出，世界在努力减少温室气体排放方面成绩不佳，即便各国兑现了当前的气候承诺，2020年温室气体的排放量很可能相当于80到120亿吨二氧化碳当量，这要超出所建议的世界气温上升幅度低于2℃的建议水平。面对日益增长的环境危机，不断变化的气候格局，现已有多个全球和地区协议来解决环境问题，如《21世纪议程》(UNCED1992)、《约翰内斯堡行动计划》(WSSD2002)、《长程越界空气污染公约》(CLRTAP)(UNECE1979)等。良好功能的生态系统对于可持续的社会和经济进步必不可少，为了解决环境、社会和经济的可持续性问题，世界各国都在调整能源消费结构，积极寻求提高能源利用效率的新途径，开展可再生能源利用技术研究，逐步实现高效、节能、减排的总体目标。目前，能源结构正朝着科学、绿色、低碳方向发展。燃煤发电机组是CO2、NOx集中、稳定的排放源，目前碳捕集技术主要以单乙醇胺(MEA)化学吸收法为主，NOx的脱除主要以液氨法为主。燃烧后脱碳脱硝系统中吸收剂和还原剂需要消耗大量的热能，传统方法是以机组抽汽作为脱碳脱硝系统的热源，这对机组的经济安全运行相当不利。如果能将分离之后的CO2利用，并为脱碳脱硝系统提供能量，既能满足脱碳解吸能耗和脱硝消耗能耗的问题，也可以解决CO2的再利用问题。这样既满足了碳减排的要求，达到了资源循环利用的目的，可整体提高系统的经济性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种实现燃煤机组的烟气减排的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统。实现本专利技术目的的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO2吸收系统、太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统；所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器、锅炉、汽轮机、凝汽器及凝结水泵，所述凝结水泵与省煤器相连；所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器、氨气/空气混合器、氨喷射网格设备、脱硝反应器、空气预热器、电除尘器及脱硫系统，所述氨喷射网格设备与省煤器相连；所述单乙醇胺CO2吸收系统包括依次相连的吸收塔、第一溶液泵、第二溶液换热器、再生塔、再沸器，所述第二溶液换热器与再生塔之间还设有第二溶液泵，所述吸收塔与第二溶液换热器之间还依次设有第一溶液换热器和混合器，所述再生塔还连接有资源化利用设备，所述吸收塔与脱硫系统相连；所述太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统包括依次连接的工质泵、地热能辅助系统、膨胀机、换热器及储罐，所述地热能辅助系统与膨胀机之间还连接有并联设置的太阳能集热器和储能器；所述膨胀机上还连接有发电机，所述膨胀机还与液氨蒸发器相连；所述发电机分别与第一溶液泵和第二溶液泵、凝结水泵和工质泵相连；所述储罐还与液氨蒸发器、再生塔和资源化利用设备相连。本专利技术的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统的有益效果如下：(1)本专利技术的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，液氨脱硝系统、脱硫系统、单乙醇胺脱碳系统能够完成对燃煤机组烟气中的NOx、SO2、CO2进行脱除，实现燃煤机组的烟气减排。(2)充分利用地热能、太阳能等可再生能源，减少化石燃料消耗。(3)充分利用捕集到的CO2，一方面使其资源化转化；另一方面通过以地热能、太阳能为热源的超临界CO2朗肯循环，实现CO2发电，为整个系统提供动力源。(4)CO2换热器凝结的热量为CO2吸收剂的解吸提供热源，改善从机组抽汽为吸收剂解吸提供热源的供能方式。(5)在膨胀机做功之后的高温低压CO2为液氨蒸发器提供热源，使液氨蒸发为氨气进入到脱硝系统中，改善从机组抽汽或电加热为蒸发器供能的方式。附图说明图1为本专利技术的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO2吸收系统、太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统；所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器1、锅炉2、汽轮机3、凝汽器4及凝结水泵5，所述凝结水泵5与省煤器1相连；所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器6、氨气/空气混合器7、氨喷射网格设备8、脱硝反应器9、空气预热器10、电除尘器11及脱硫系统12，所述氨喷射网格设备8与省煤器1相连；所述单乙醇胺CO2吸收系统包括依次相连的吸收塔13、第一溶液泵14、第二溶液换热器15、再生塔16、再沸器17，所述第二溶液换热器15与再生塔16之间还设有第二溶液泵18，所述吸收塔13与第二溶液换热器15之间还依次设有第一溶液换热器20和混合器19，所述再生塔16还连接有资源化利用设备21，所述吸收塔13与脱硫系统12相连；所述太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统包括依次连接的工质泵22、地热能辅助系统23、膨胀机26、换热器28及储罐29，所述地热能辅助系统23与膨胀机26之间还连接有并联设置的太阳能集热器24和储能器25；所述膨胀机26上还连接有发电机27，所述膨胀机26还与液氨蒸发器6相连；所述发电机27分别与第一溶液泵14和第二溶液泵18、凝结水泵5和工质泵22相连；所述储罐29还与液氨蒸发器6、再生塔16和资源化利用设备21相连。燃煤发电系统通过凝结水泵5连接太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统连接；燃煤发电系统通过省煤器1与脱硝脱硫系统连接；脱硝脱硫系统通过吸收塔13与脱碳系统连接，通过液氨蒸发器6与太阳能、地热能-超临界CO2朗肯循环系统连接；太阳能、地热能-超临界CO2朗肯循环系统中CO2换热器28的水侧通过管路连接至再沸器17。液氨蒸发器6和从膨胀机26排出的CO2换热后产生氨气，氨气和空气在氨气/空气混合器7中混合后和烟气经由氨喷射网格设备8进入脱硝反应器9，脱硝后的烟气经空气预热器10、电除尘器11及脱硫系统12进入吸收塔13。吸收塔13底部连接第一溶液泵14，第一溶液泵连接第一溶液和第二溶液换热器15的入口，第一溶液和第二溶液换热器的出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，其特征在于：包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO2吸收系统、太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统；所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器、锅炉、汽轮机、凝汽器及凝结水泵，所述凝结水泵与省煤器相连；所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器、氨气/空气混合器、氨喷射网格设备、脱硝反应器、空气预热器、电除尘器及脱硫系统，所述氨喷射网格设备与省煤器相连；所述单乙醇胺CO2吸收系统包括依次相连的吸收塔、第一溶液泵、第二溶液换热器、再生塔、再沸器，所述第二溶液换热器与再生塔之间还设有第二溶液泵，所述吸收塔与第二溶液换热器之间还依次设有第一溶液换热器和混合器，所述再生塔还连接有资源化利用设备，所述吸收塔与脱硫系统相连；所述太阳能与地热能辅助超临界CO2朗肯循环系统包括依次连接的工质泵、地热能辅助系统、膨胀机、换热器及储罐，所述地热能辅助系统与膨胀机之间还连接有并联设置的太阳能集热器和储能器；所述膨胀机上还连接有发电机，所述膨胀机还与液氨蒸发器相连；所述发电机分别与第一溶液泵和第二溶液泵、凝结水泵和工质泵相连；所述储罐还与液氨蒸发器、再生塔和资源化利用设备相连。...

【技术特征摘要】
1.太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统，其特征在于：
包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO2吸收系统、太阳能与地热能
辅助超临界CO2朗肯循环系统；
所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器、锅炉、汽轮机、凝汽器及凝结
水泵，所述凝结水泵与省煤器相连；
所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器、氨气/空气混合器、氨喷
射网格设备、脱硝反应器、空气预热器、电除尘器及脱硫系统，所述氨喷射网
格设备与省煤器相连；
所述单乙醇胺CO2吸收系统包括依次相连的吸收塔、第一溶液泵、第二溶
液换热器、再生塔、再沸器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继选，刘小贞，马士英，杨艳慈，杨静，左丽娜，索晓冉，薛磊，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13