一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置制造方法及图纸

一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，包括太阳能发电器、太阳能制冷器、太阳能集热器、有机朗肯循环发电器以及烟气加压与降温子系统、二氧化碳吸附子系统、二氧化碳解吸子系统和二氧化碳液化子系统。太阳能发电器提供子系统所需电能，太阳能制冷器提供二氧化碳液化子系统冷凝气体二氧化碳所需冷量，太阳能集热器利用导热油加热二氧化碳气体，为子系统再生提供热量，并将日间产生的太阳热能储存起来；有机朗肯循环发电器用于在夜间代替太阳能发电器，同时配合二氧化碳液化子系统驱动各子系统在夜间持续工作。本实用新型专利技术可以实现全天候无间断运行，具有操作简单、负荷调整弹性大、安全可靠、环境友好且能源利用效率高的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置


[0001]本技术涉及太阳能储能及电厂烟气净化
，具体涉及一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业化的快速发展，伴随着大量的化石燃料被消耗，二氧化碳大量排放而带来的环境问题日益严重。与此同时，作为废气的二氧化碳也是一种宝贵的碳、氧资源，它在地球的储量比天然气、石油和煤的总和还多数倍。但是，由于回收二氧化碳的措施不利，每年能够回收再利用的二氧化碳还不足排放量的1％，既造成了大气的污染和温室效应，又浪费了宝贵的资源。因此，二氧化碳的捕集和回收研究受到国内外的广泛关注，已经成为未来社会经济发展的一个重要方向。在我国，燃煤电厂烟气二氧化碳气体排放的绝对数量，约占我国二氧化碳气体排放总量的一半。目前，烟气二氧化碳的捕集主要方法是利用碱性溶液对烟气进行洗涤，脱除烟气中的二氧化碳。该方法虽然吸收速率快、脱除效果好，但吸收过程中吸收剂使用量很大，吸收剂再生的热量消耗也会非常大。现有发电厂用烟气二氧化碳捕集装置的热源形式多以电厂抽蒸汽和烟气余热等作为再生热源，使得电厂的发电效率降低。因此，降低二氧化碳捕集的能量消耗，提高过程的经济性，是烟气二氧化碳捕集最主要的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，实现了二氧化碳的捕集过程与可再生能源利用的高度集成，既能实现对发电厂烟气二氧化碳的高效分离和纯化的功能，又能充分利用清洁能源实现减排任务。
[0004]为了实现上述目的，本技术有如下的技术方案：
[0005]一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，包括太阳能发电器、太阳能制冷器、太阳能集热器、有机朗肯循环发电器以及烟气加压与降温子系统、二氧化碳吸附子系统、二氧化碳解吸子系统和二氧化碳液化子系统，所述的太阳能发电器用于提供烟气加压与降温子系统、二氧化碳解吸子系统及二氧化碳液化子系统所需电能，太阳能制冷器用于提供二氧化碳液化子系统冷凝气体二氧化碳所需冷量，太阳能集热器利用导热油加热二氧化碳气体，为二氧化碳吸附子系统的再生提供热量，并且将日间产生的太阳热能储存起来；所述的有机朗肯循环发电器用于在夜间代替太阳能发电器，同时配合二氧化碳液化子系统利用储存的液体二氧化碳作为工质驱动烟气加压与降温子系统、二氧化碳吸附子系统、二氧化碳解吸子系统在夜间持续工作。
[0006]作为优选，所述烟气加压与降温子系统包括烟气管道、第三尾气换热器、二氧化碳换热器、第一压缩膨胀一体机、第一水冷器、第二尾气换热器、第一压缩机、第二压缩膨胀一体机、第二水冷器、第一尾气换热器以及气液分离器；所述第三尾气换热器、二氧化碳换热
器的管程以及第一压缩膨胀一体机的压缩端入口通过管道依次与烟气管道相连；第一压缩膨胀一体机的压缩端出口依次连接第一水冷器与第二尾气换热器的管程，再分别连接第一压缩机或第二压缩膨胀一体机的压缩端之后，依次与第二水冷器、第一尾气换热器以及气液分离器相连。
[0007]作为优选，所述二氧化碳吸附子系统包括第一吸附器与第二吸附器，所述二氧化碳解吸子系统包括真空泵、第三压缩膨胀一体机、二氧化碳气体管道、尾气管道以及水管道，所述二氧化碳液化子系统包括二氧化碳加热器、第二压缩机、第三水冷器、二氧化碳冷凝器、液体二氧化碳储罐、二氧化碳蒸发器；所述气液分离器的气相出口与第一吸附器或第二吸附器的下部通道连接，第一吸附器或第二吸附器的下部通道还通过管道连接真空泵或第三压缩膨胀一体机的压缩端之后，依次经二氧化碳加热器、第一吸附器或第二吸附器的床层加热管道、二氧化碳换热器壳程进入二氧化碳气体管道或第二压缩机的入口；所述第一吸附器或第二吸附器的上部通道通过管道依次与第一压缩膨胀一体机膨胀端、第一尾气换热器、第二尾气换热器和第三尾气换热器壳程和尾气管道连接；所述第二压缩机出口通过管道依次与第三水冷器、二氧化碳冷凝器壳程和液体二氧化碳储罐连接，液体二氧化碳储罐的出口通过管道依次连接二氧化碳蒸发器壳程之后，分别与第三压缩膨胀一体机和第二压缩膨胀一体机的膨胀端连接，再经过二氧化碳换热器的壳程和二氧化碳气体管道连接；所述二氧化碳换热器的壳程、第一水冷器的壳程、第二尾气换热器壳程和气液分离器的排液口通过管道与水管道连接。
[0008]作为优选，本技术的装置还包括第一导热油储罐和第二导热油储罐，所述二氧化碳加热器的入口通过管道与第一导热油储罐的导热油出口连接，所述二氧化碳加热器的出口通过管道与第二导热油储罐导热油入口连接；第二导热油储罐与太阳能集热器的导热油入口通过管道连接；太阳能集热器导热油出口输出部分高温导热油通过管道依次与第一导热油储罐和二氧化碳加热器的壳程连接，另一部分高温导热油经由管道连接第一导热油储罐，将日间产生的太阳热能储存起来；所述第一导热油储罐还通过管道连接有机朗肯循环发电器，有机朗肯循环发电器的导热油出口汇同二氧化碳加热器的出口与第二导热油储罐导热油入口连接。
[0009]作为优选，本技术的装置还包括若干个控制阀门，其中，所述第三压缩膨胀一体机的压缩端入口管道上设置第一控制阀门，第三压缩膨胀一体机的压缩端出口管道上设置第四控制阀门，真空泵的入口管道上设置第二控制阀门，真空泵的出口管道上设置第三控制阀门；第二导热油储罐与太阳能集热器之间的连接管道上设置第五控制阀门；第二压缩膨胀一体机的压缩端出口管道上设置第六控制阀门，第一压缩机的出口管道上设置第七控制阀门，第一压缩机的入口管道上设置第八控制阀门，第二压缩膨胀一体机的压缩端入口管道上设置第九控制阀门；液体二氧化碳储罐的出口管道上设置第十控制阀门；第二压缩膨胀一体机的膨胀端出口管道上设置第十一控制阀门；二氧化碳换热器与二氧化碳气体管道之间的管道上设置第十二控制阀门；气液分离器的气相出口与第一吸附器的下部通道之间设置第十三控制阀门，气液分离器的气相出口与第二吸附器的下部通道之间设置第十四控制阀门；所述第一吸附器以及第二吸附器的下部通道与真空泵或第三压缩膨胀一体机的压缩端之间分别设置第十五控制阀门与第十六控制阀门；第一吸附器以及第二吸附器的上部通道与第一压缩膨胀一体机膨胀端之间分别设置第十七控制阀门与第十八控制阀门；
第三压缩膨胀一体机的膨胀端出口管道上设置第十九控制阀门；二氧化碳加热器与第一吸附器以及第二吸附器的床层加热管道之间分别设置第二十一控制阀门和第二十控制阀门；二氧化碳换热器与第二压缩机之间的管路上设置第二十二控制阀门；第一导热油储罐与有机朗肯循环发电器之间的管路上设置第二十三控制阀门。
[0010]作为优选，所述太阳能发电器通过电缆与真空泵、第一压缩机和第二压缩机连接。
[0011]作为优选，所述有机朗肯循环发电器通过电缆与真空泵、第一压缩机和第二压缩机连接。
[0012]作为优选，所述有机朗肯循环发电器的有机工质气相出口通过管道与二氧化碳蒸发器的管程入口连接，其有机工质液相入口通过管道与二氧化碳蒸发器的管程出口连接。
[0013]作为优选，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，其特征在于：包括太阳能发电器(1)、太阳能制冷器(2)、太阳能集热器(24)、有机朗肯循环发电器(21)以及烟气加压与降温子系统、二氧化碳吸附子系统、二氧化碳解吸子系统和二氧化碳液化子系统，所述的太阳能发电器(1)用于提供烟气加压与降温子系统、二氧化碳解吸子系统及二氧化碳液化子系统所需电能，太阳能制冷器(2)用于提供二氧化碳液化子系统冷凝气体二氧化碳所需冷量，太阳能集热器(24)利用导热油加热二氧化碳气体，为二氧化碳吸附子系统的再生提供热量，并且将日间产生的太阳热能储存起来；所述的有机朗肯循环发电器(21)用于在夜间代替太阳能发电器(1)，同时配合二氧化碳液化子系统利用储存的液体二氧化碳作为工质驱动烟气加压与降温子系统、二氧化碳吸附子系统、二氧化碳解吸子系统在夜间持续工作。2.根据权利要求1所述用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，其特征在于：所述烟气加压与降温子系统包括烟气管道(60)、第三尾气换热器(23)、二氧化碳换热器(8)、第一压缩膨胀一体机(3)、第一水冷器(5)、第二尾气换热器(20)、第一压缩机(4)、第二压缩膨胀一体机(11)、第二水冷器(6)、第一尾气换热器(7)以及气液分离器(19)；所述第三尾气换热器(23)、二氧化碳换热器(8)的管程以及第一压缩膨胀一体机(3)的压缩端入口通过管道依次与烟气管道(60)相连；第一压缩膨胀一体机(3)的压缩端出口依次连接第一水冷器(5)与第二尾气换热器(20)的管程，再分别连接第一压缩机(4)或第二压缩膨胀一体机(11)的压缩端之后，依次与第二水冷器(6)、第一尾气换热器(7)以及气液分离器(19)相连。3.根据权利要求2所述用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，其特征在于：所述二氧化碳吸附子系统包括第一吸附器(9)与第二吸附器(10)，所述二氧化碳解吸子系统包括真空泵(12)、第三压缩膨胀一体机(13)、二氧化碳气体管道(61)、尾气管道(63)以及水管道(64)，所述二氧化碳液化子系统包括二氧化碳加热器(26)、第二压缩机(15)、第三水冷器(18)、二氧化碳冷凝器(17)、液体二氧化碳储罐(14)、二氧化碳蒸发器(16)；所述气液分离器(19)的气相出口与第一吸附器(9)或第二吸附器(10)的下部通道连接，第一吸附器(9)或第二吸附器(10)的下部通道还通过管道连接真空泵(12)或第三压缩膨胀一体机(13)的压缩端之后，依次经二氧化碳加热器(26)、第一吸附器(9)或第二吸附器(10)的床层加热管道、二氧化碳换热器(8)壳程进入二氧化碳气体管道(61)或第二压缩机(15)的入口；所述第一吸附器(9)或第二吸附器(10)的上部通道通过管道依次与第一压缩膨胀一体机(3)膨胀端、第一尾气换热器(7)、第二尾气换热器(20)和第三尾气换热器(23)壳程和尾气管道(63)连接；所述第二压缩机(15)出口通过管道依次与第三水冷器(18)、二氧化碳冷凝器(17)壳程和液体二氧化碳储罐(14)连接，液体二氧化碳储罐(14)的出口通过管道依次连接二氧化碳蒸发器(16)壳程之后，分别与第三压缩膨胀一体机(13)和第二压缩膨胀一体机(11)的膨胀端连接，再经过二氧化碳换热器(8)的壳程和二氧化碳气体管道(61)连接；所述二氧化碳换热器(8)的壳程、第一水冷器(5)的壳程、第二尾气换热器(20)壳程和气液分离器(19)的排液口通过管道与水管道(64)连接。4.根据权利要求3所述用于烟气二氧化碳捕集的变温变压吸附装置，其特征在于：还包括第一导热油储罐(22)和第二导热油储罐(25)，所述二氧化碳加热器(26)的入口通过管道与第一导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉宏艳，高艳锋，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：