基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统及其控制方法。碳捕集系统主要由二氧化碳捕集系统、光热蒸汽生成系统和分子光热储能系统组成。本发明专利技术通过二氧化碳捕集系统脱除烟气中的二氧化碳，减少碳排放，通过光热蒸汽生成系统为解吸塔提供所需蒸汽，辅助解吸；通过分子光热储能系统预热解吸塔进口富液，保证解吸所需温度水平；太阳能不足时由再沸器提供蒸汽，由分子光热储能系统中的能量储存装置释放能量加热富液。本发明专利技术充分利用了太阳能资源，通过“光‑化学能‑热”和“光‑热”转换，大幅度降低了吸收法碳捕集过程的能耗，促进了我国太阳能和碳捕集技术的发展。

Carbon capture system and its control method based on photothermal steam generation and molecular photothermal energy storage assisted desorption

【技术实现步骤摘要】
基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统及其控制方法
本专利技术涉及基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助再生的碳捕集技术，具体涉及化学吸收法碳捕集技术，利用光热蒸汽生成技术提供蒸汽辅助碳捕集解吸过程，以及利用分子光热储能技术辅助加热和储能。
技术介绍
大气中二氧化碳浓度的不断升高，对全球气候变化产生了巨大影响，正备受国际社会关注。在众多减排技术中，二氧化碳捕集与封存(CCS)被认为是解决碳排放问题的关键技术。我国是碳排放大国，在2017年，碳排放占世界总额的28％，因此，有必要大力发展碳捕集技术。在当前的电厂和工业结构下，化学吸收法是研究较多且应用成熟的碳捕集方法。然而化学吸收法尤其是醇胺法存在较大的缺陷，即需要巨大的再生能耗，主要体现在再沸器中，例如，对于单乙醇胺(MEA)，再沸器能耗达3-4GJ/tCO2。目前燃煤电厂碳捕集系统中，再沸器所需蒸汽由汽轮机抽汽提供，从而导致发电效率降低和成本损失，这也是限制吸收法碳捕集技术商业化的重要因素。因此，降低解吸过程能耗是化学吸收法碳捕集技术发展的重要方向。太阳能是一种重要的可再生能源，具有储量丰富、清洁的优势，具有巨大的开发利用潜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统，包括二氧化碳捕集系统、光热蒸汽生成系统和分子光热储能系统；其特征在于,所述二氧化碳捕集系统适用于采用化学吸收法的捕集系统，所述光热蒸汽生成系统为解吸过程提供所需蒸汽量，分子光热储能系统辅助加热。

【技术特征摘要】
1.基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统，包括二氧化碳捕集系统、光热蒸汽生成系统和分子光热储能系统；其特征在于,所述二氧化碳捕集系统适用于采用化学吸收法的捕集系统，所述光热蒸汽生成系统为解吸过程提供所需蒸汽量，分子光热储能系统辅助加热。2.根据权利要求1所述的基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统，其特征在于,所述二氧化碳捕集系统包括吸收塔(1)、富液泵(2)、贫/富液换热器(3)、解吸塔(4)、气液分离器(5)、再沸器(6)、控制阀二(7)、贫液泵(8)、冷凝器(9)；所述吸收塔(1)底部富液出口与所述富液泵(2)入口相连，所述吸收塔(1)顶部贫液入口与所述冷凝器(9)出口相连；所述贫/富液换热器(3)分别与冷凝器(9)入口、富液泵(2)出口、贫液泵(8)出口和换热器(20)富液入口相连；所述冷凝器(9)另外两出入口接冷却水系统；所述解吸塔(4)顶部富液入口分别与换热器(20)富液出口和气液分离器(5)底部液体出口相连，所述解吸塔(4)顶部气体出口与气液分离器(5)顶部气体入口相连；所述解吸塔(4)底部出口分别与光热蒸汽生成系统底部进口和再沸器(6)入口相连；所述解吸塔(4)底部入口分别与光热蒸汽生成系统顶部蒸汽出口和再沸器(6)蒸汽出口相连，所述再沸器(6)蒸汽出口与所述解吸塔(4)底部入口之间安装控制阀二(7),所述光热蒸汽生成系统蒸汽出口与所述解吸塔(4)底部入口之间安装控制阀一(10)；所述光热蒸汽生成系统底部贫液出口和所述再沸器(6)底部贫液出口均连接至所述贫液泵(8)进口；所述光热蒸汽生成系统包括聚光器(14)、玻璃盖板(13)、吸收体(12)、多孔介质/隔热层(11)、控制阀一(10)；所述玻璃盖板(13)、吸收体(12)、多孔介质/隔热层(11)组成蒸汽生成器；所述聚光器(14)位于所述蒸汽生成器上面，采用复合抛物面聚光器(CPC)或线性菲涅尔透镜；所述玻璃盖板(13)采用双层玻璃以达到保温作用；所述吸收体(12)位于所述多孔介质/隔热层(11)上层；所述多孔介质/隔热层(11)位于所述吸收体(12)和底部液体之间，有两种结构，一种为多孔介质包裹隔热材料层；另一种为多孔介质位于隔热材料上层，同时隔热材料中穿插多孔材料连接下层水与多孔介质层；所述分子光热储能系统由太阳能收集器(15)、储存装置(16)、控制阀三(17)、控制阀四(18)、能量提取装置(19)、换热器(20)、工质泵(21)、工质罐(22)组成；所述太阳能收集器(15)出口与储存装置(16)进口相连，所述储存装置(16)两个出口分别通过控制阀三(17)和控制阀四(18)连接至所述能量提取装置(19)，所述能量提取装置(19)出口与换热器(20)工质入口相连，所述换热器(20)工质出口、所述工质泵(21)进出口、所述工质罐(22)进出口、所述太阳能收集器(15)入口依次连接；所述能量提取装置(19)内部含有催化剂或加热装置。3.根据权利要求1所述的基于光热蒸汽生成和分子光热储能辅助解吸的碳捕集系统，其特征在于，待分离气体由底部进入所述吸收塔(1)，吸收剂从顶部进入所述吸收塔(1)，所述待分离气体和所述吸收剂充分接触，待分离气体中二氧化碳被吸收剂吸收，吸收剂吸收二氧化碳后形成富液...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，付建欣，邓帅，孙太尉，王珺瑶，徐耀锋，王福中，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12