一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统及方法技术方案

本发明专利技术还公开了一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统及方法，该方法通过烟气冷凝器，回收脱硫烟气中的水，降低机组的水耗；通过烟气冷却器和烟气再热器，将低温烟气的余热用于烟气再热，减少对烟囱的低温腐蚀；利用化学吸收法，通过对CO2的吸收、分离、压缩等步骤，将烟气中的CO2提取出来并转换为便于运输和封存的液态，以减少燃煤发电机组CO2的排放；本发明专利技术将汽轮机中低压缸连通管抽汽依次用于驱动小汽机和再沸器的热源，梯级利用抽汽的压力和温度，降低碳捕集装置的能耗，降低燃煤发电机组的资源消耗和CO2排放。排放。排放。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统及方法


[0001]本专利技术属于燃煤机组节能降耗
，具体涉及一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统及方法。

技术介绍

[0002]燃煤发电机组CO2碳捕集是将烟气中CO2分离并进行封存的技术，目前化学吸收法相对成熟，但是化学吸收法的吸收剂再生过程需要消耗能量，于此同时，液态CO2更便于运输和封存，而CO2压缩过程也是耗能过程，所以碳捕集装置能耗较高，减少燃煤发电机组资源消耗是长期关注的问题。与此同时，为了实现“双碳”目标，对燃煤发电机组的烟气进行碳捕集具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统及方法，以解决现有技术中关于CO2的回收和压缩消耗能量和资源较高的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，包括烟气冷却器，所述烟气冷却器的热侧入口连接有空气预热器的烟气出口，所述烟气冷却器的热侧出口连接有CO2吸收塔，所述CO2吸收塔的液态CO2出口连接有溶液热交换器，溶液热交换器的冷侧出口连接有CO2再生塔，CO2再生塔的上端蒸汽出口连接有气液分离器的蒸汽入口；所述CO2吸收塔中设置有复合胺吸收剂；
[0006]气液分离器的液体出口和CO2再生塔的上端液体入口连接，气液分离器的气体出口连接有第一CO2压缩机，第一CO2压缩机的出口连接有第二CO2压缩机，第二CO2压缩机输出的CO2用于运输或封存。
[0007]本专利技术的进一步改进在于：
[0008]优选的，所述烟气冷却器和CO2吸收塔之间依次设置有除尘器、脱硫塔和烟气冷凝换热器。
[0009]优选的，所述烟气冷却器的冷侧出口连接有烟气再热循环水泵，烟气再热循环水泵的出口连接有烟气再热器的热侧入口，烟气再热器的热侧出口和烟气冷却器的冷侧入口连接；
[0010]所述烟气再热器的冷侧入口和CO2吸收塔的烟气出口连接，烟气再热器的冷侧出口连接有烟囱。
[0011]优选的，所述烟气冷凝换热器的冷侧入口连接有循环冷却水的低温侧，烟气冷凝换热器的冷侧出口连接有循环冷却水的高温侧；
[0012]所述烟气凝汽器的热侧出口烟气温度为35～45℃。
[0013]优选的，所述溶液热交换器和CO2吸收塔之间设置有富液泵，所述溶液热交换器和CO2再生塔之间设置有贫液泵。
[0014]优选的，所述CO2再生塔的上端蒸汽出口和气液分离器的蒸汽入口之间设置有CO2冷却器；CO2冷却器的热侧入口和CO2再生塔的上端蒸汽出口连接，CO2冷却器的热侧出口和气液分离器的蒸汽入口连接；
[0015]CO2冷却器的冷侧入口连接有循环冷却水的低温侧，CO2冷却器的冷侧出口连接有循环冷却水的高温侧；
[0016]优选的，所述第一CO2压缩机的出口和第二CO2压缩机的入口之间设置有级间冷却器；
[0017]级间冷却器的热侧入口和第一CO2压缩机的出口连接，级间冷却器的热侧出口和第二CO2压缩机的出口连接；
[0018]级间冷却器的冷侧入口和循环冷却水的低温侧连接，级间冷却器的冷侧出口和循环冷却水的高温侧连接。
[0019]优选的，所述第一CO2压缩机和第二CO2压缩机的动力传输轴共同连接有小汽机。
[0020]优选的，小汽机的排汽连接有再沸器的热侧入口，再沸器的热侧出口连接至汽轮机凝结水系统；
[0021]所述再沸器的冷侧入口和CO2再生塔的液体出口连接，再沸器的冷侧出口和CO2再生塔的蒸汽入口连接。
[0022]一种上述燃煤发电机组的烟气碳捕集系统的捕集方法，从空气预热器输出的烟气进入烟气冷却器，所述烟气在烟气冷却器内被冷却后回收部分冷凝水后，烟气经过CO2吸收塔，通过复合胺吸收剂吸收烟气中的部分CO2；吸收了CO2的复合胺吸收剂经过溶液热交换器后进入CO2再生塔，复合胺吸收剂在CO2再生塔释放CO2，再次生成贫液，贫液经过溶液热交换器后回到CO2吸收塔循环利用；
[0023]从CO2再生塔中输出的富含CO2的蒸汽进入气液分离器完成气液分离，气体状的CO2依次经过第一CO2压缩机和第二CO2压缩机(18)后形成被压缩的CO2，被压缩的CO2被运输或封存。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术公开了一种燃煤发电机组烟气碳捕集系统。该系统包括烟气冷却器，烟气冷却器连接有CO2吸收塔，CO2吸收塔通过溶液热交换器连接有CO2再生塔，CO2再生塔的出口连接有气液分离器，气液分离器的气体出口依次连接有有第一CO2压缩机和第二CO2压缩机；该系统中，烟气冷却器、烟气再热器以及烟气再热循环水泵组成的循环将低温烟气余热用于加热除尘、脱硫、碳捕集之后的烟气，合理利用低温余热，并减少对烟囱造成的低温腐蚀；烟气冷凝器对烟气进行冷凝，不仅回收了烟气中部分水，减少了机组的水耗，而且降低了进入CO2吸收塔的烟气温度，提高了CO2吸收效率；利用汽轮机中低压缸连通管抽汽先驱动小汽机为第一CO2压缩机和第二CO2压缩机18提供动力，然后利用小汽机排汽作为再沸器的热源蒸汽，梯级利用汽轮机中低压缸连通管抽汽的余压和热负荷，实现能量的梯级利用，降低碳捕集装置的能耗。
[0026]本专利技术还公开了一种燃煤发电机组烟气碳捕集方法，该方法通过烟气冷凝器，回收脱硫烟气中的水，降低机组的水耗；通过烟气冷却器和烟气再热器，将低温烟气的余热用于烟气再热，减少对烟囱的低温腐蚀；利用化学吸收法，通过对CO2的吸收、分离、压缩等步骤，将烟气中的CO2提取出来并转换为便于运输和封存的液态，以减少燃煤发电机组CO2的排
放；本专利技术将汽轮机中低压缸连通管抽汽依次用于驱动小汽机和再沸器的热源，梯级利用抽汽的压力和温度，降低碳捕集装置的能耗，降低燃煤发电机组的资源消耗和CO2排放。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的一种耦合余热和水协同回收的燃煤发电机组烟气碳捕集系统结构图；
[0028]其中：1为烟气冷却器、2为除尘器、3为脱硫塔、4为烟气冷凝换热器、5为CO2吸收塔、6为烟气再热器、7为烟囱、8为富液泵、9为溶液热交换器、10为CO2再生塔、11为贫液泵、12为CO2冷却器、13为气液分离器、14为小汽机、15为再沸器、16为第一CO2压缩机、17为级间冷却器、18为第二CO2压缩机、19为烟气再热循环水泵、A为循环冷却水低温侧、B为循环冷却水高温侧。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步详细描述：
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；术语“第一”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，包括烟气冷却器(1)，所述烟气冷却器(1)的热侧入口连接有空气预热器的烟气出口，所述烟气冷却器(1)的热侧出口连接有CO2吸收塔(5)，所述CO2吸收塔(5)的液态CO2出口连接有溶液热交换器(9)，溶液热交换器(9)的冷侧出口连接有CO2再生塔(10)，CO2再生塔(10)的上端蒸汽出口连接有气液分离器(13)的蒸汽入口；所述CO2吸收塔(5)中设置有复合胺吸收剂；气液分离器(13)的液体出口和CO2再生塔(10)的上端液体入口连接，气液分离器(13)的气体出口连接有第一CO2压缩机(16)，第一CO2压缩机(16)的出口连接有第二CO2压缩机(18)，第二CO2压缩机(18)输出的CO2用于运输或封存。2.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，所述烟气冷却器(1)和CO2吸收塔(5)之间依次设置有除尘器(2)、脱硫塔(4)和烟气冷凝换热器(4)。3.根据权利要求2所述的一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，所述烟气冷却器(1)的冷侧出口连接有烟气再热循环水泵(19)，烟气再热循环水泵(19)的出口连接有烟气再热器(6)的热侧入口，烟气再热器(6)的热侧出口和烟气冷却器(1)的冷侧入口连接；所述烟气再热器(6)的冷侧入口和CO2吸收塔(5)的烟气出口连接，烟气再热器(6)的冷侧出口连接有烟囱(7)。4.根据权利要求2所述的一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，所述烟气冷凝换热器(4)的冷侧入口连接有循环冷却水的低温侧，烟气冷凝换热器(4)的冷侧出口连接有循环冷却水的高温侧；所述烟气凝汽器(4)的热侧出口烟气温度为35～45℃。5.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，所述溶液热交换器(9)和CO2吸收塔(5)之间设置有富液泵(8)，所述溶液热交换器(9)和CO2再生塔(10)之间设置有贫液泵(11)。6.根据权利要求1所述的一种燃煤发电机组的烟气碳捕集系统，其特征在于，所述CO2再生塔(10)的上端蒸汽出口和气液分离器(13)的蒸汽入口之间设置有CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯旋，万超，荆涛，王明勇，李永康，李高潮，贾明晓，韩立，邹洋，杨珍帅，
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：