本发明专利技术公开了一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，该集成系统主要由燃煤发电子系统、抽汽减压减温循环子系统、二氧化碳捕集子系统、太阳能集热子系统以及供热子系统五部分组成。各子系统之间主要通过换热器及相关管路与阀门连接，构成集成系统。为满足燃煤发电子系统、二氧化碳捕集子系统及供热子系统在不同季节不同时刻的用热需求，通过输出端阀门控制的方式，将太阳能集热量供入不同子系统。系统夏季可实现维持电厂电力输出和二氧化碳减排的双重功效，冬季在实现燃煤电厂二氧化碳减排的基础上增加供热面积。集成系统同时实现可再生能源利用与电厂二氧化碳捕集，有力推动我国太阳能利用与二氧化碳捕集技术的大规模应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，该集成系统主要由燃煤发电子系统、抽汽减压减温循环子系统、二氧化碳捕集子系统、太阳能集热子系统以及供热子系统五部分组成。各子系统之间主要通过换热器及相关管路与阀门连接，构成集成系统。为满足燃煤发电子系统、二氧化碳捕集子系统及供热子系统在不同季节不同时刻的用热需求，通过输出端阀门控制的方式，将太阳能集热量供入不同子系统。系统夏季可实现维持电厂电力输出和二氧化碳减排的双重功效，冬季在实现燃煤电厂二氧化碳减排的基础上增加供热面积。集成系统同时实现可再生能源利用与电厂二氧化碳捕集，有力推动我国太阳能利用与二氧化碳捕集技术的大规模应用。【专利说明】
本专利技术涉及一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热集成的方法及系统，具体涉及二氧化碳捕集电厂与太阳能集热、供热系统的集成，针对不同季节不同时刻设定不同的运行模式，实现了二氧化碳捕集电厂热量的综合利用。
技术介绍
CO2被认为是引发温室效应的罪魁祸首。从1850年工业革命开始至今，大气中CO2平均浓度从280ppm上升至370ppm,与此同时全球平均气温上升了 0.6?1°C。政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测，到2100年，大气中CO2含量将攀升至570ppm，引起全球平均温度升高1.9°C。据全球碳计划最新研究数据显示，2013年全球CO2排放量比2012年增长 2.1%,达到360亿吨，创历史新高。 全球范围内，由人为排放所导致的大气中CO2含量的激增，主要来自化石燃料的燃烧，其中燃煤电厂排放的CO2约占化石燃料燃烧排放CO2量的33?40%。因此，燃煤电厂CO2捕集技术为减小温室气体对环境的影响，并允许人类继续使用化石燃料直到可再生能源技术得到大范围的应用提供了一个中长期的解决方案。 针对燃煤电厂烟气中浓度低、流量大的CO2，最有前景的方法是使用能够选择性吸收CO2的溶剂进行化学吸收，其中乙醇胺(MEA)溶液由于吸收速率快、吸收效率高、技术成熟，已被应用于燃煤电厂CO2捕集，但其吸收液再生能耗大、运行费用高是限制MEA溶液吸收法大范围应用的主要因素。因此，从系统的层面对二氧化碳捕集电厂进行集成，对系统中的热量按温度梯度进行综合利用，以实现系统整体热效率的提高。
技术实现思路
本专利技术目的是在系统的层面对二氧化碳捕集电厂进行集成，对系统中的热量按温度梯度进行综合利用，以实现系统整体热效率的提高。 本专利技术一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，包括通过管道相连的燃煤发电子系统、抽汽减压减温循环子系统、二氧化碳捕集子系统、太阳能集热子系统和供热子系统，所述管路上设有多个阀门，多个阀门中包括有闸阀、三通旋塞阀和混合阀；所述燃煤发电子系统由燃煤锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、冷凝器、4台低压给水加热器、除氧器、3台高压给水加热器及给水泵串联组成；所述抽汽减压减温循环子系统由减压阀、换热器、两个混合阀及混水泵组成；所述二氧化碳捕集子系统包括烟气预处理装置、吸收塔、富液泵、贫/富液换热器、贫液泵、解吸塔、溶液泵和再沸器；所述太阳能集热子系统包括太阳能集热器阵列、导热介质循环泵和太阳能给水加热换热器；所述太阳能集热子系统用于为二氧化碳捕集子系统和供热子系统供热及为燃煤发电子系统的给水加热；所述太阳能集热子系统的出口分别与太阳能供热换热器的高温端入口、太阳能给水加热换热器的高温端入口相连；所述太阳能集热子系统的入口分别与太阳能供热换热器的高温端出口、太阳能给水加热换热器的高温端出口相连，并通过阀门的控制，将所述太阳能集热子系统的集热量供给再沸器；所述供热子系统包括一次网换热器、二次网换热器和太阳能供热换热器和用户末端散热器；所述供热子系统包括电厂供热网供热和太阳能集热供热，当电厂供热网无法满足供热需求时，采用太阳能集热子系统为用户供暖，即:所述太阳能集热子系统与太阳能供热换热器的高温端相连，太阳能供热换热器的低温端与用户末端散热器相连。 所述管路上的多个阀门的连接关系如下:一个三通阀V-29的入口 I与汽轮机低压缸第五级抽汽点连接，该三通阀V-29的出口 2与低压给水加热器高温端入口相连，该三通阀V-29的出口 3与换热器高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V-1、减压阀V-2和混合阀V-25 ;换热器高温端出口与一混合阀V-26的入口 I相连，混合阀V-26的出口 3与混水泵的入口相连，其间管路设有闸阀V-28，混水泵出口与所述混合阀V-25的入口 I相连；混合阀V-26的出口 2与一次网换热器高温端入口相连；烟气预处理装置与吸收塔入口间的管路上设置有闸阀V-3 ;换热器低温端出口与再沸器高温端入口间管路上设置有闸阀V-6和三通旋塞阀V-12 ;再沸器高温端出口与换热器低温端入口间管路上设置有闸阀V-5和三通旋塞阀V-4 ;太阳能集热子系统中太阳能集热器阵列的出口与一三通旋塞阀V-9的入口 2相连，三通旋塞阀V-9的出口 I与太阳能给水加热换热器的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V-1O和三通旋塞阀V-1l ;太阳能给水加热换热器的高温端出口与一三通旋塞阀V-15的入口 I相连，其间管路上设有闸阀V-13和三通旋塞阀V-14 ;三通旋塞阀V-15的出口 3与导热介质循环泵入口相连；太阳能集热子系统4中设有连接于太阳能集热器阵列并联之路之间的闸阀V-18和闸阀V-19 ;所述三通旋塞阀V-1l的出口 I与所述三通旋塞阀V-12的入口 2相连，其间管路上设有闸阀V-8，所述三通旋塞阀V-4的出口 3与所述三通旋塞阀V-14的入口 2相连，其间管路上设有闸阀V-7 ;所述三通旋塞阀V-9的出口 3与太阳能供热换热器的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V-16 ;太阳能供热换热器的高温端出口与所述三通旋塞阀V-15的入口 2相连，其间管路上设有闸阀V-17 ;用户末端散热器出口与一三通旋塞阀V-20的入口 3相连，用户末端散热器入口与一三通旋塞阀V-27的出口 2相连；太阳能供热换热器的低温端出口与所述三通旋塞阀V-27的入口 3相连，其间管路上设有闸阀V-21，所述三通旋塞阀V-20的出口 2与太阳能供热换热器的低温端入口相连，所述三通旋塞阀V-20的出口 I与二次网换热器低温端入口相连，其间管路上设有闸阀V-22，二次网换热器低温端出口与所述三通旋塞阀V-27的入口 I相连；一次网换热器的低温端出口与热网循环泵的入口相连，其间管路上设有闸阀V-23，二次网换热器的高温端出口与一次网换热器的低温端入口相连，其间管路上设有闸阀V-24 ;通过上述各阀门的开启或关闭控制各子系统之间的连通与断开。 本专利技术太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的方法，包括两种冬季供热和两种夏季供能方法，其中: 冬季供热方法之一:二氧化碳捕集子系统开启，此时，采用电厂抽蒸汽为二氧化碳捕集供能，然后利用余热为用户供暖；白天时，太阳能集热子系统为供热后的锅炉给水加热，各阀门的开启或关闭状态为:闸阀V-1、闸阀V-3、闸阀V-5、闸阀V-6、闸阀V-10、闸阀V-13、闸阀V-18、闸阀V-19、闸阀N-22、闸阀V-23、闸阀V-24、闸阀V-28开启；闸阀V-7、闸阀V-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，包括通过管道相连的燃煤发电子系统(1)、抽汽减压减温循环子系统(2)、二氧化碳捕集子系统(3)、太阳能集热子系统(4)和供热子系统(5)，所述管路上设有多个阀门，多个阀门中包括有闸阀、三通旋塞阀和混合阀；其特征在于：所述燃煤发电子系统(1)由燃煤锅炉(E‑1)、汽轮机高压缸(E‑2)、汽轮机中压缸(E‑3)、汽轮机低压缸(E‑4)、发电机(E‑5)、冷凝器(E‑6)、4台低压给水加热器(E‑7、E‑8、E‑9、E‑10)、除氧器(E‑11)、3台高压给水加热器(E‑12、E‑13、E‑14)及给水泵(E‑15)串联组成；所述抽汽减压减温循环子系统(2)由减压阀(V‑2)、换热器(H‑1)、混合阀(V‑25)、(V‑26)及混水泵(E‑16)组成；所述二氧化碳捕集子系统(3)包括烟气预处理装置(E‑17)、吸收塔(E‑18)、富液泵(E‑19)、贫/富液换热器(H‑2)、贫液泵(E‑20)、解吸塔(E‑21)、溶液泵(E‑22)和再沸器(H‑3)；所述太阳能集热子系统(4)包括太阳能集热器阵列(E‑23)、导热介质循环泵(E‑26)和太阳能给水加热换热器(H‑6)；所述太阳能集热子系统(4)用于为二氧化碳捕集子系统(3)和供热子系统(5)供热及为燃煤发电子系统(1)的给水加热；所述太阳能集热子系统(4)的出口分别与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端入口、太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端入口相连；所述太阳能集热子系统(4)的入口分别与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端出口、太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端出口相连，并通过阀门的控制，将所述太阳能集热子系统(4)的集热量供给再沸器(H‑3)；所述供热子系统(5)包括一次网换热器(H‑5)、二次网换热器(H‑4)和太阳能供热换热器(H‑7)和用户末端散热器(E‑24)；所述供热子系统(5)包括电厂供热网供热和太阳能集热供热，当电厂供热网无法满足供热需求时，采用太阳能集热子系统(4)为用户供暖，即：所述太阳能集热子系统(4)与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端相连，太阳能供热换热器(H‑7)的低温端与用户末端散热器(E‑24)相连；所述管路上的多个阀门的连接关系如下：一个三通阀V‑29的入口1与汽轮机低压缸(E‑4)第五级抽汽点连接，该三通阀V‑29的出口2与低压给水加热器(E‑10)高温端入口相连，该三通阀V‑29的出口3与换热器(H‑1)高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑1、减压阀V‑2和混合阀V‑25；换热器(H‑1)高温端出口与一混合阀V‑26的入口1相连，混合阀V‑26的出口3与混水泵(E‑16)的入口相连，其间管路设有闸阀V‑28，混水泵(E‑16)出口与所述混合阀V‑25的入口1相连；混合阀V‑26的出口2与一次网换热器(H‑5)高温端入口相连；烟气预处理装置(E‑17)与吸收塔(E‑18)入口间的管路上设置有闸阀V‑3；换热器(H‑1)低温端出口与再沸器(H‑3)高温端入口间管路上设置有闸阀V‑6和三通旋塞阀V‑12；再沸器(H‑3)高温端出口与换热器(H‑1)低温端入口间管路上设置有闸阀V‑5和三通旋塞阀V‑4；太阳能集热子系统(4)中太阳能集热器阵列(E‑23)的出口与一三通旋塞阀V‑9的入口2相连，三通旋塞阀V‑9的出口1与太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑10和三通旋塞阀V‑11；太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端出口与一三通旋塞阀V‑15的入口1相连，其间管路上设有闸阀V‑13和三通旋塞阀V‑14；三通旋塞阀V‑15的出口3与导热介质循环泵(E‑26)入口相连；太阳能集热子系统(4)中设有连接于太阳能集热器阵列(E‑23)并联之路之间的闸阀V‑18和闸阀V‑19；所述三通旋塞阀V‑11的出口1与所述三通旋塞阀V‑12的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑8，所述三通旋塞阀V‑4的出口3与所述三通旋塞阀V‑14的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑7；所述三通旋塞阀V‑9的出口3与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑16；太阳能供热换热器(H‑7)的高温端出口与所述三通旋塞阀V‑15的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑17；用户末端散热器(E‑24)出口与一三通旋塞阀V‑20的入口3相连，用户末端散热器(E‑24)入口与一三通旋塞阀V‑27的出口2相连；太阳能供热换热器(H‑7)的低温端出口与所述三通旋塞阀V‑27的入口3相连，其间管路上设有闸阀V‑21，所述三通旋塞阀V‑20的出口2与太阳能供热换热器(H‑7)的低温端入口相连，所述三通旋塞阀V‑20的出口1与二次网换热器(H‑4)低温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑22，二次网换热器(...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，李浩，王甫，封换换，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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