燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置，它由烟气预处理系统、吸收塔、再生塔、排气洗涤系统、溶液加热回收器、产品气处理系统（包括冷凝器、气液分离器、压缩机）组成。集成了常规燃煤电厂烟气净化装置、增设的高效旋流器以及化学吸收系统，使燃煤锅炉排放的大量二氧化碳气体得到捕集，减少温室气体的排放；独特的双吸收塔布置使捕集系统运行更加灵活，提高了运行可靠性；吸收溶液回收工艺降低了溶液消耗；贫富液换热器、产品气富液换热器的布置降低了捕集系统的能量消耗；采用内置式溶液煮沸器，有效降低蒸汽消耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气净化以及温室气体减排领域，具体涉及一种燃煤电厂烟 气中二氧化碳捕集方法和装置
技术介绍
燃煤电厂二氧化碳气体排放是我国温室气体的最主要排放源，约占我国 二氧化碳气体排放总量的一半。近年来，随着火电装机容量的迅速扩展，燃 煤电厂二氧化碳气体排放的绝对数量和相对比例还将进一步增加。因此，二 氧化碳气体的减排将是我国燃煤发电未来可持续发展的瓶颈之一。由于我国 以煤发电为主的能源结构以及今后对燃煤发电的长期投入，从燃煤烟气中有 效的脱除二氧化碳气体将刻不容缓。目前，我国还没有针对燃煤电厂烟气中二氧化碳气体捕集的具体的工艺 技术，还停留在概念设计、理论研究等阶段。在化工行业，如天然气净化、 合成氨生产以及氩气制造过程中，二氧化碳的脱除已经部分工业化，在这些工艺过程中，二氧化碳气体的分压相当高，常超过0.5大气压，对处理过后 气体中二氧化碳的浓度也要求很高，例如氩气制造中二氧化碳含量要求低于 0.1%，合成氨中二氧化碳更要求降到16ppm以下。基于待处理气体中二氧化 碳浓度不同，脱除的方法也不一样，主要集中在吸收法、吸附法、冷凝、膜 分离等方法。例如在合成氨生产过程中，处理气体中二氧化碳含量高达50% 以上，而且二氧化碳去除成本可算入最终产品中，因此与回收燃煤烟气中的 二氧化碳情形完全不同，后者所回收(捕集)的二氧化碳最主要是从减少温 室气体排放量着眼，此外在燃煤发电厂锅炉排放的烟气量相当大，所需要的操作费用也相对较大，尤其是再生过程中的能量消耗，因此如何降低二氧化 碳捕集的能量消耗是燃煤电厂关心的最主要问题之一。另外由于电厂承担着 供应电网电力的任务，调峰调负荷是电厂运行的一个特点，由此带来的就是 烟气量的变化，因此二氧化碳捕集的装置也需要具备相应的负荷调整能力。燃煤电厂二氧化碳处理过程中还需要考虑氮氧化物(N0X)、硫氧化物(SCO、粉尘等的影响，而这些成分在天然气及合成氨等二氧化碳捕集工艺中是可以 忽略的，也就是说目前化工领域的二氧化碳捕集工艺至今无法应用于燃煤电 厂烟气中二氧化碳捕集。由于燃煤电厂锅炉是温室气体二氧化碳主要来源之 一，因此从减少温室气体排放的观点来看，必须针对性地建立适用的二氧化 碳捕集工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使燃煤锅炉排放的大量二氧化碳气体得到捕 集，减少温室气体的排放的燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集方法和装置。为达到上述目的，本专利技术的装置包括包括与燃煤锅炉来流烟气依次相 连的脱硝装置、除尘装置、脱硫装置和旋流器，其特点是，旋流器的出口通 过风机加压后与吸收塔的底部相连，烟气自下向上流动，与从吸收塔上部入 塔的能够吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接触，脱除二氧化碳的烟气经 尾气排空口排出，吸收了二氧化碳的富液通过富液泵加压由再生塔上部进入， 在再生塔底部设置有内置式煮沸器，再生塔的顶部出气口还依次与产品气富 液换热器、产品气冷凝器、气液分离器和二氧化碳压縮机相连，分离后的二 氧化碳经二氧化碳压縮机压縮后排出，解吸二氧化碳后的贫液由再生塔底流 出。本专利技术的吸收塔由两个串联或并联的单塔构成；吸收塔顶的顶部还设置洗涤段，吸收塔还与尾气洗涤液贮槽相连，脱除二氧化碳后的烟气由于携带部分吸收溶质的蒸汽，由吸收塔顶部的洗涤段水洗，洗涤水存入尾气洗涤液 贮槽，尾气洗涤液贮槽的出口还与再生塔的底部相连通，尾气洗涤液贮槽的 入口通过管路与气液分离器相连；解吸二氧化碳后的贫液由再生塔底流出， 经贫富液换热器换热后，用泵送至贫液冷却器，然后部分溶液旁路通过活性 炭过滤器过滤溶液中的杂质，冷却过滤后的吸收溶液(贫液)进入吸收塔吸收段上部喷淋；吸收塔与再生塔相连接的管路上还依次设置有产品气富液换 热器和贫富液换热器；再生塔贫液出口管路上还设置有溶液r:槽；再生塔15 的底部还连接有再生回收器。本专利技术的方法为首先燃烧锅炉来流烟气经脱硝装置、除尘装置、脱硫 装置和旋流器脱除来流烟气中的硝、硫、粉尘和水气进入单塔运行、双塔串 联或者并联运行的吸收塔；烟气自下向上流动，与从吸收塔上部入塔的能够 吸收二氧化碳的吸收溶液形成逆流接触，脱除二氧化碳的烟气经尾气排空口 排出，吸收了二氧化碳的富液通过富液泵加压由再生塔上部进入；再生塔底 部的煮沸器使溶液汽化上升，与富液接触使二氧化碳气体释出，释出的二氧 化碳气体和部分溶液蒸汽进入再生塔的洗涤区蒸汽被移除，离开再生塔的二 氧化碳气体和水蒸汽首先进入产品气富液换热器，利用产品气的热量加热富 液，随后进入冷凝器、气液分离器，水蒸汽被冷凝成液态水并分离送回再生 塔，而二氧化碳气体则再排出进入压縮机，二氧化碳气体被压縮至150bar使 用管道输送或者其他输运方式运送至二氧化碳处理场所封存。由于本专利技术集成了常规燃煤电厂烟气净化装置、增设的高效旋流器以及 化学吸收系统，使燃煤锅炉排放的大量二氧化碳气体得到捕集，减少温室气 体的排放；独特的双吸收塔布置使捕集系统运行更加灵活，提高了运行可靠 性；吸收溶液回收工艺降低了溶液消耗；贫富液换热器、产品气富液换热器的布置降低了捕集系统的能量消耗；采用内置式溶液煮沸器，有效降低蒸汽消耗。 附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术的装置包括与燃煤锅炉来流烟气1依次相连的脱硝装置2、除尘装置3、脱硫装置4和旋流器5，旋流器5的出口通过风机加压后 与两个串联或并联的吸收塔6、 7的底部相连，烟气自下向上流动，与从吸收 塔6、 7上部入塔的能够吸收二氧化碳的吸收溶液形成逆流接触，脱除二氧化 碳的烟气经尾气排空口 9排出，吸收了二氧化碳的富液通过富液泵加压由再 生塔15上部进入，吸收塔6、 7与再生塔15相连接的管路上还依次设置有产 品气富液换热器14和贫富液换热器13，在再生塔15底部设置有煮沸器16， 再生塔15的顶部出气口还依次与产品气富液换热器14、产品气冷凝器19、 气流分离器20和二氧化碳压縮机22相连，分离后的二氧化碳经二氧化碳压 縮机22压縮后排出，解吸二氧化碳后的贫液由再生塔15底流出，吸收塔顶 6、 7的顶部还设置洗涤段，吸收塔6、 7还与尾气洗涤液贮槽8相连，脱除 二氧化碳后的烟气由于携带部分吸收溶质的蒸汽，由吸收塔顶部的洗涤段水 洗，洗涤水存入尾气洗涤液贮槽8，尾气洗涤液E:槽8的出口还与再生塔15 的底部相连通，且在再生塔15的贫液出口管路上还设置有溶液C:槽17，尾 气洗涤液贮槽8的入口通过管路21与气液分离器20相连，解吸二氧化碳后 的贫液由再生塔15底流出，经贫富液换热器13换热后，用泵送至贫液冷却 器10，然后部分溶液旁路通过活性炭过滤器12过滤溶液中的杂质，冷却过 滤后的吸收溶液(贫液)进入吸收塔6、 7吸收段上部喷淋，再生塔15的底部还连接有再生回收器18。两吸收塔串联运行时，贫液首先经过吸收塔7吸收烟气中的二氧化碳， 从塔底出来的为半富液，经过半富液冷却器11冷却后再进入吸收塔6，进一 步吸收烟气中的二氧化碳；串联运行时烟气的走向是先通过吸收塔6，从塔 顶排放后再进入吸收塔7，最后从吸收塔7塔顶排放到大气中。由于燃煤锅炉烟气含有会污染化学吸收溶液的成分，如S0X、 Na及粉尘， 一般来说，S0x含量在300-300本文档来自技高网...
【技术保护点】
燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集装置，包括与燃煤锅炉来流烟气（１）依次相连的脱硝装置（２）、除尘装置（３）、脱硫装置（４）和旋流器（５），其特征在于：旋流器（５）的出口通过风机加压后与吸收塔（６、７）的底部相连，烟气自下向上流动，与从吸收塔（６、７）上部入塔的能够吸收二氧化碳的乙醇胺溶液形成逆流接触，脱除二氧化碳的烟气经尾气排空口（９）排出，吸收了二氧化碳的富液通过富液泵加压由再生塔（１５）上部进入，在再生塔（１５）底部设置有内置式煮沸器（１６），再生塔（１５）的顶部出气口还依次与产品气富液换热器（１４）、产品气冷凝器（１９）、气液分离器（２０）和二氧化碳压缩机（２２）相连，分离后的二氧化碳经二氧化碳压缩机（２２）压缩后排出，解吸二氧化碳后的贫液由再生塔（１５）底流出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许世森，刘练波，郜时旺，陶继业，牛红伟，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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