一种基于化学吸收法电厂烟气CO2捕集过程中热量利用方法技术

本发明专利技术涉及二氧化碳捕集技术，尤其涉及捕集过程中产生的余热利用技术。主要从两种技术出发对系统中的热量进行充分利用，其中采用热泵技术回收脱碳后的烟气热量至再生塔中用于贫液的吸热再生，回收经过贫富液换热器的贫液冷却前的低热量至生活供暖及制造冷凝水。本发明专利技术通过对系统能量的高效利用，节约能源，降低电厂烟气脱碳成本，提高经济性；不仅对高热量的热能回收利用至补偿耗热，同样对低温位热能利用提出方案，真正实现过程中热量的高效利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于化学吸收法电厂烟气CO2捕集过程中热量利用方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕集技术，尤其涉及捕集过程中产生的余热利用技术。

技术介绍

[0002]温室气体的过量排放造成全球气温变暖，在所有温室气体中，CO2排放量最大，其对温室效应的贡献超过了60％。目前国内在二氧化碳捕集纯化系统节能降耗方面取得了巨大的进步，在单项技术节能、工艺调整等方面取得了重大进展，但由于二氧化碳捕集系统点多面广线长，混和气吸收，分离解析，换热器换热等过程中用热点多，工艺复杂，对整个系统的能耗情况、节点的相互影响，能量利用的薄弱环节还缺乏整体把握，在二氧化碳捕集系统用能的分析尚未形成一套广泛适用的有效评价方法，目前的二氧化碳捕集系统节能工作还缺乏整体规划，节能工作还存在一定的研究潜力。
[0003]目前国内外CO2捕集系统的CO2捕集量都不大，仍然处在研究试验阶段，工业应用还不成熟。乙醇胺(MEA)化学吸收法是目前捕集CO2的主要方法，其主要制约瓶颈是能耗过高，塔顶排出的净烟气会带走近75％的反应热。本项目基于其过程中产生的热量进行高效利用：(1)采用热泵技术充分利用吸收塔中的反应热提供解吸过程能耗；(2)对系统低温余热利用至生活供暖及制造冷凝水。通过对系统能量的高效利用，节约能源，降低电厂烟气脱碳成本，提高经济性。

技术实现思路

[0004]为了克服上述问题，本专利技术采用热泵技术利用吸收过程中系统贫液余热及吸收塔中的反应热、低温余热等热量用于提供解吸能耗，实现对系统热量进行高效利用。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]主要从两种技术出发对系统中的热量进行充分利用，其中采用热泵技术回收脱碳后的烟气热量至再生塔中用于贫液的吸热再生，回收经过贫富液换热器的贫液冷却前的低热量至生活供暖及制造冷凝水。
[0007]1)利用贫液余热及吸收塔中的反应热提供解吸能耗；
[0008]利用热泵余热回收技术，回收捕集系统贫液余热及吸收塔中的反应热等余热，进一步加热富液、解吸塔补液，以降低捕集工艺解吸总能耗，从而减少CO2捕集消耗的蒸汽量。塔顶排出的净烟气会带走近75％的反应热，因此将吸收塔放出的反应热利用热泵过程回收提质输送到解吸塔用于贫液的吸热再生，实现了系统内化学过程与热过程的耦合联用。换热后的贫液需降温才能进入吸收塔开始下一个循环，不仅增加了冷却负荷还造成热能浪费，因此可再应用热泵对贫液余热提质，将得到的高品位热能用于解吸。
[0009]2)低温余热利用至生活供暖及制造冷凝水；
[0010]贫液冷却器将贫液从65℃降低到40℃，再生气冷凝器将再生气从98℃降低到40℃，这部分由冷却水带走的热能数量大，温位低，因此这部分热能温位低，工艺利用价值不大，可以用作生活取暖或者用作加热锅炉给水，以降低能耗，也可以起到节约能源的作用。
目前，大部分供暖是采用热水进行供暖，可将由冷却水带走的低温位热能与城市热网供暖系统循环水进行间接换热，循环达到余热利用的目的。
[0011]本专利技术的有益效果：
[0012]1、本专利技术通过对系统能量的高效利用，节约能源，降低电厂烟气脱碳成本，提高经济性；
[0013]2、本专利技术不仅对高热量的热能回收利用至补偿耗热，同样对低温位热能利用提出方案，真正实现过程中热量的高效利用。
附图说明
[0014]图1为本专利所述MEA化学吸收法工艺流程图。
[0015]图2为本专利所述的热泵原理图。
[0016]图3为吸收塔进出口物流的相关焓差分析
[0017]图4为贫液余热提质的高品位热能用于解吸的热泵回收系统。
[0018]图5为热泵将热量由低温位传导到高温位循环过程示意图。
[0019]图6为热量利用技术路线。
具体实施方式
[0020]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0021]工作过程：
[0022]在解吸塔冷凝器和再沸器之间存在能位差，蒸气冷凝相变能量不能用于再沸器中水的汽化，汽提会耗费大量的蒸气；吸收剂再生所需热量源自再沸器，虽然在吸收塔吸收CO2发生放热反应会产生等量的反应热，但由于吸收塔的温度低于解吸塔，热量难以用于解吸塔中吸收剂的再生。因此整个解吸过程对热能利用不充分，导致化学吸收CO2捕集过程的高能耗。
[0023]利用热泵余热回收技术，回收捕集吸收塔中的反应热提质输送到解吸塔用于贫液的吸热再生，进一步加热富液、解吸塔补液，再应用热泵对贫液余热提质，将得到的高品位热能用于解吸，降低捕集工艺解吸总能耗。再生气含有大量余热的气、汽混合气体，将其在洗气塔中与水用换热器进行间接冷却，再生气余热同时可以收回大量的冷凝水。将凝水用凝水泵送往再生塔顶部或中部，作为塔的补水，或送往储罐储存，用作其它处补充水。
[0024]以上给出的实施例是实现本专利技术较优的例子，本专利技术不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本专利技术技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于化学吸收法电厂烟气CO2捕集过程中热量利用方法，其特征在于，包括吸收塔(1)，所述吸收塔(1)塔底排出的酸气的吸收液(富液)进入富液泵(2)，所述富液泵(2)将富液加压送至再生塔(3)，通过热泵(4)利用再生后的吸收溶液(贫液)的余热对富液进行加热，所述热泵(4)系统中有压缩机(5)压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处，所述热泵(4)内有蒸发器(6)是输出冷量，使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，吸收被冷却物体的热量，所述热泵(4)有冷凝器(7)输出热量被冷却介质带走，所述热泵(4)有节流阀(8)对循环工质起到节流降压作用，所述富液从再生塔(8)上部进入，通过解吸部分CO2后进入煮沸器(9)，所述再生塔(8)塔底流出解吸后的贫液，再经过贫富液换热器(10)换热，所述贫富液换热器(10)换热后的贫液用泵(11)送至贫液冷却器(12)，所述冷却器(12)冷却后的贫液进入吸收塔(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓琪，李亚楠，刘诺，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：