一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统技术方案

本实用新型专利技术涉及烟气净化及利用技术领域，尤其是一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统。该种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，包括缓冲罐、第一冷却器、分水罐、压缩机、稳压罐、两个脱硫床、两个干燥床、第二冷却器、预冷器、液化器、制冷系统、精馏塔、过冷器和成品罐。本实用新型专利技术的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，将从烟气中捕集得到的二氧化碳压缩、撤热降温、去除腐蚀性杂质和水分，经过初提纯和精提纯工序将二氧化碳提纯至食品级，并贮存至成品罐内，便于以各种形式对外输送，极大地减少二氧化碳的排放量，系统环保，能耗低，实现了资源高效回收再利用。

A carbon dioxide compression and purification system for coal-fired boiler

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统
本技术涉及烟气净化及利用
，尤其是一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统。
技术介绍
随着工业化进程的发展,二氧化碳作为废气的排放量逐年递增。二氧化碳的来源主要有天然气开采及其燃烧、合成氨生产、石油炼制工业、炼钢工业、锅炉燃烧、焦炭及重油燃烧。过量的二氧化碳的排放，会造成温室效应，给环境带来很大危害。因此控制二氧化碳的排放量，及对排放的二氧化碳回收、利用，已成为世界各国十分关注的问题。二氧化碳具有不支持燃烧，且密度又比空气大的特性，是作为灭火器填充物的绝佳材料。二氧化碳也是一种工业及食品原料，被广泛应用在制纯碱、尿素和汽水等行业上。固态二氧化碳则可用作致冷剂，用来保藏很容易腐败的食品。近年来，随着石油供应的紧俏，二氧化碳驱油技术孕育而生，通过该技术即可使二氧化碳的封存，也可使提高石油的采集率，这使得二氧化碳得到了更广泛的应用。现有的燃煤烟气中二氧化碳提纯工艺通常对烟气进行首先进行溶液吸附富集后，对溶液进行加热蒸发二氧化碳，并收集液化的二氧化碳进行重复利用，此类二氧化碳提纯技术对二氧化碳的提纯程度低，不能满足工业需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，克服前述现有技术的不足，对烟气中回收得到的二氧化碳压缩提纯至食品级，并减少向大气中二氧化碳排放量。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，包括缓冲罐、第一冷却器、分水罐、压缩机、稳压罐、脱硫床系统、干燥床系统、第二冷却器、预冷器、液化器、制冷系统、精馏塔、过冷器和成品罐，所述的缓冲罐的入口与二氧化碳原料气来气管道相连接，缓冲罐的出口与第一冷却器的入口通过管道相连接，第一冷却器的出口与分水罐的入口通过管道相连接，分水罐顶部的排气口与压缩机的进口通过管道相连接，压缩机的出口与稳压罐的入口通过管道相连接，稳压罐的出口分别与两个脱硫床的入口通过管道相连接，两个脱硫床的出口通过管道分别与脱硫气母管入口段相连接，脱硫气母管出口段通过管道分别与两个干燥床的入口相连接，两个干燥床顶部出口通过管道分别与干燥气母管入口端相连接，干燥气母管出口端与第二冷却器的入口通过管道相连接，第二冷却器的出口与预冷器的入口通过管道相连接，预冷器的出口与液化器的入口通过管道相连接，液化器的出口与精馏塔的入口通过管道相连接，精馏塔塔底排出口与过冷器的入口相连接，过冷器的出口与成品罐底部入口通过管道相连接；所述脱硫床系统是用于去除二氧化碳中的硫分的成套设备；干燥床系统是用于对二氧化碳进行脱水干燥的的成套设备；同时脱硫床系统、干燥床系统都设计为具有两个同样体积的圆筒形吸附床，且每个吸附床内都装有等重量的吸附剂，两个床吸附和再生过程轮换操作，保持生产连续进行。进一步的，所述精馏塔的上部设置有全凝器，全凝器通过制冷系统产生的液态制冷剂作为冷源进行降温，将气态组分冷凝成液态组分，未经全凝器冷凝液化的轻组分，由精馏塔顶部排气口排除。进一步的，所述精馏塔的下部设置有再沸器，再沸器通过吸收制冷系统中气态制冷剂热量使下部的部分液态组分挥发，形成气态组分；再沸器作为制冷系统中的冷却器使用，制冷系统中的气态制冷剂通过再沸器中的液态二氧化碳降温冷却形成液态制冷剂，并完成制冷剂在制冷系统中的循环。进一步的，所述过冷器的出口与成品罐底部入口之间的管道中间引出一条支管与第一阀门的入口相连接；成品罐底部排出管道上引出一条支管与第二阀门的入口相连接；第一阀门的出口、第二阀门的出口、精馏塔顶部排气口均通过各自引出的支管分别与母管管道相连接。母管管道与预冷器的冷端入口相连，预冷器的冷端出口引出第一管道，第一管道分别与脱硫塔原烟道、脱硫床再生加热器的入口、干燥床再生加热器的入口、脱硫床顶部连通管、干燥床顶部连通管通过管道并列连接。进一步的，所述第一管道上设置有第三阀门，第三阀门将第一管道分隔开来，第三阀门用于分配调整预冷器冷段出口引出第一管道输送至脱硫床系统、干燥床系统、脱硫床再生加热器、干燥床再生加热器气量，及第一管道直接排放至脱硫塔原烟道中的气量；所述脱硫床再生加热器、干燥床再生加热器可互为备用，供脱硫床系统、干燥床系统再生使用。进一步的，所述脱硫床系统底部连通管上引出一条支管与第一管道连接至第三阀门出口后端；干燥床系统底部连通管上引出一条支管与第一管道连接至第三阀门出口后端。进一步的，所述制冷系统同时向第一冷却器、液化器、精馏塔上部的全凝器和过冷器提供冷源，制冷系统为能满足将精馏塔上部全凝器中的气体和液化器中的气体降温冷凝成液态的成套设备，制冷系统中使用的制冷剂符合国家相关环保要求，根据实际生产地点及条件，第一冷却器可不采用制冷系统提供的冷源，使用循环冷却水进行冷却亦可，这样能够节省对制冷系统的投资。本技术的有益效果是：与现有技术相比，本技术的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，将从烟气中捕集得到的二氧化碳压缩、撤热降温、去除腐蚀性杂质和水分，经过初提纯和精提纯工序将二氧化碳提纯至食品级，并贮存至成品罐内，便于以各种形式对外输送，极大地减少二氧化碳的排放量，系统环保，能耗低，实现了资源高效回收再利用。附图说明图1为本技术的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统的流程图；图2为本技术的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统的制冷系统制冷剂供给流程图；其中，1缓冲罐、2第一冷却器、3分水罐、4压缩机、5稳压罐、6脱硫床系统、7干燥床系统、8第二冷却器、9预冷器、10液化器、11制冷系统、12精馏塔、13过冷器、14成品罐、15全凝器、16再沸器、17第一阀门、18第二阀门、19母管管道、20第一管道、21脱硫床再生加热器、22干燥床再生加热器、23脱硫床顶部连通管、24干燥床顶部连通管、25第三阀门、26脱硫床底部连通管、27干燥床底部连通管。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实施例应用于烟气二氧化碳捕集后的压缩提纯。在本实施例中经烟气二氧化碳捕捉系统获得二氧化碳的体积浓度为90％，温度为45℃，压力为0.12MPa。如图1所示，一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，包括缓冲罐1、第一冷却器2、分水罐3、压缩机4、稳压罐5、脱硫床系统6、干燥床系统7、第二冷却器8、预冷器9、液化器10、制冷系统11、精馏塔12、过冷器13和成品罐14，所述的缓冲罐1的入口与二氧化碳原料气来气管道相连接，二氧化碳原料气进入缓冲罐1稳压，将压力控制在0.11±0.05Mpa范围之内，缓冲罐1的出口与第一冷却器2的入口通过管道相连接，经缓冲罐1稳压后二氧化碳原料气进入第一冷却器2撤热降温，温度由45℃降至25℃，因此处降温幅度大，且本实施例实施地点循环冷却水全年的平均温度为25℃，无法满足解吸气的降温要求，为此此处第一冷却器2通过氨制冷设备产生的液氨进行降温，第一冷却器2的出口与分水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，其特征在于：包括缓冲罐(1)、第一冷却器(2)、分水罐(3)、压缩机(4)、稳压罐(5)、脱硫床系统(6)、干燥床系统(7)、第二冷却器(8)、预冷器(9)、液化器(10)、制冷系统(11)、精馏塔(12)、过冷器(13)和成品罐(14)，所述的缓冲罐(1)的入口与二氧化碳原料气来气管道相连接，缓冲罐(1)的出口与第一冷却器(2)的入口通过管道相连接，第一冷却器(2)的出口与分水罐(3)的入口通过管道相连接，分水罐(3)顶部的排气口与压缩机(4)的进口通过管道相连接，压缩机(4)的出口与稳压罐(5)的入口通过管道相连接，稳压罐(5)的出口与脱硫床系统(6)中的两个脱硫床的入口通过管道分别连接，脱硫床系统(6)中的两个脱硫床底部出口分别通过管道与脱硫气母管入口端相连接，脱硫气母管出口端通过管道分别与干燥床系统(7)中两个干燥床底部入口相连接，干燥床系统(7)中的两个干燥床顶部出口通过管道分别与干燥气母管入口端相连接，干燥气母管出口端与第二冷却器(8)的入口通过管道相连接，第二冷却器(8)的出口与预冷器(9)的入口通过管道相连接，预冷器(9)的出口与液化器(10)的入口通过管道相连接，液化器(10)的出口与精馏塔(12)的入口通过管道相连接，精馏塔(12)塔底排出口与过冷器(13)的入口相连接，过冷器(13)的出口与成品罐(14)底部入口通过管道相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，其特征在于：包括缓冲罐(1)、第一冷却器(2)、分水罐(3)、压缩机(4)、稳压罐(5)、脱硫床系统(6)、干燥床系统(7)、第二冷却器(8)、预冷器(9)、液化器(10)、制冷系统(11)、精馏塔(12)、过冷器(13)和成品罐(14)，所述的缓冲罐(1)的入口与二氧化碳原料气来气管道相连接，缓冲罐(1)的出口与第一冷却器(2)的入口通过管道相连接，第一冷却器(2)的出口与分水罐(3)的入口通过管道相连接，分水罐(3)顶部的排气口与压缩机(4)的进口通过管道相连接，压缩机(4)的出口与稳压罐(5)的入口通过管道相连接，稳压罐(5)的出口与脱硫床系统(6)中的两个脱硫床的入口通过管道分别连接，脱硫床系统(6)中的两个脱硫床底部出口分别通过管道与脱硫气母管入口端相连接，脱硫气母管出口端通过管道分别与干燥床系统(7)中两个干燥床底部入口相连接，干燥床系统(7)中的两个干燥床顶部出口通过管道分别与干燥气母管入口端相连接，干燥气母管出口端与第二冷却器(8)的入口通过管道相连接，第二冷却器(8)的出口与预冷器(9)的入口通过管道相连接，预冷器(9)的出口与液化器(10)的入口通过管道相连接，液化器(10)的出口与精馏塔(12)的入口通过管道相连接，精馏塔(12)塔底排出口与过冷器(13)的入口相连接，过冷器(13)的出口与成品罐(14)底部入口通过管道相连接。


2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，其特征在于：所述的脱硫床系统(6)包含两个脱硫床，每个脱硫床设计相同，且床体内都装有等重量的吸附剂；干燥床系统(7)包含两个干燥床，每个干燥床设计相同，且床体内都装有等重量的吸附剂；脱硫床系统(6)中两个脱硫床入口管道之间、出口管道之间分别设置有脱硫床顶部连通管(23)、脱硫床底部连通管(26)；干燥床系统(7)中两个干燥床入口管道之间、出口管道之间分别设置有干燥床底部连通管(27)、干燥床顶部连通管(24)。


3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统，其特征在于：所述制冷系统(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：王意兴，李刚，亓志斌，陈绍云，樊海敬，侯兴民，朱鑫鹏，张永春，宋子义，
申请(专利权)人：东营市港城热力有限公司，大连理工大学，
类型：新型
国别省市：山东;37