烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法，其中，该系统包括：二氧化硫与一氧化氮分离单元，其输入端与灵活调峰煤电机组连接，用于将机组产生的烟气中二氧化硫与一氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化氮分离单元，其输入端与二氧化硫与一氧化氮分离单元的输出端连接，用于将输出的烟气中的二氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化碳提纯单元，其输入端与二氧化氮分离单元的输出端连接，用于将输出的烟气进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；捕集单元，其输入端与二氧化碳提纯单元的输出端连接，用于将包含二氧化碳的混合气体进行提取得到二氧化碳气体，并将剩余烟气排出。该系统可脱除污染物和二氧化碳。污染物和二氧化碳。污染物和二氧化碳。

【技术实现步骤摘要】
烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法


[0001]本专利技术涉及烟气净化领域，特别涉及一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来我国以风电、光伏为代表的新能源发电开始大力发展。但这些电源不稳定、具有随机性和波动性，给电网灵活性调峰带来挑战。因此传统火电机组亟需灵活调峰转型，大力提高煤电机组的灵活性。煤电机组需要煤炭和天然气等化石燃料作为燃料供应，化石燃料燃烧过程中会产生烟气污染物(主要是SO2和NO
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)和CO2排放。为了保证灵活调峰煤电机组的污染物与二氧化碳的净零排放，现有技术中，先进行脱硫，再进行脱销，最后脱除二氧化碳；脱硫需要添加一些还原性的催化剂(例如：石灰石、氧化钙)，之后脱销也需要添加一些还原性的催化剂(例如：尿素)，最后添加催化剂脱除二氧化碳。其工艺比较复杂，催化剂无法重复利用，成本比较高，且脱除的二氧化碳直接排出，浪费资源。
[0003]针对现有技术中通过添加催化剂来脱除污染物和二氧化碳，其工艺复杂、成本高，且脱除的二氧化碳直接排出，浪费资源的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法，以解决现有技术中通过添加催化剂来脱除污染物和二氧化碳，其工艺复杂、成本高，且脱除的二氧化碳直接排出，浪费资源的问题。
[0005]为达到上述目的，一方面，本专利技术提供了一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统，所述污染物包括：二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮；该系统包括：二氧化硫与一氧化氮分离单元，其输入端与灵活调峰煤电机组连接，用于将所述灵活调峰煤电机组产生的烟气中的二氧化硫与一氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化氮分离单元，所述二氧化氮分离单元的输入端与所述二氧化硫与一氧化氮分离单元的输出端相连接，用于将所述二氧化硫与一氧化氮分离单元中输出的烟气中的二氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化碳提纯单元，所述二氧化碳提纯单元的输入端与所述二氧化氮分离单元的输出端相连接，用于将所述二氧化氮分离单元中输出的烟气进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；捕集单元，所述捕集单元的输入端与所述二氧化碳提纯单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的混合气体进行提取，得到二氧化碳气体，并将剩余烟气排出。
[0006]可选的，所述捕集单元包括：吸收塔，所述吸收塔的输入端与所述二氧化碳提纯单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的混合气体吸收，生成富含二氧化碳的液体，并从其第一输出端输出，将剩余烟气从其第二输出端排出；贫富液换热器，所述贫富液换热器的输入端与所述吸收塔的第一输出端相连接，用于将输出的所述富含二氧化碳的液体进行加热，输出加热后的液体；再生塔，所述再生塔的输入端与所述贫富液换热器的输出端相连接，用于将输出的加热后的液体进行解吸，使其中的二氧化碳气体再生。
[0007]可选的，所述二氧化硫与一氧化氮分离单元包括：对二氧化硫和一氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜；所述对二氧化硫和一氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜的孔径为2.8～3.17埃米。
[0008]可选的，所述二氧化氮分离单元包括：对二氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜；所述对二氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜的孔径为3.3埃米。
[0009]可选的，所述二氧化碳提纯单元包括：石墨烯无机膜，用于将所述二氧化氮分离单元中输出的烟气进行第一次提纯，得到包含二氧化碳的第一混合气体；所述石墨烯无机膜的通道为3.3～3.6埃米。
[0010]可选的，所述二氧化碳提纯单元还包括：第一分离膜，所述第一分离膜的输入端与所述石墨烯无机膜的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的第一混合气体进行第二次提纯，得到包含二氧化碳的第二混合气体；第二分离膜，所述第二分离膜的输入端与所述第一分离膜的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的第二混合气体进行第三次提纯，得到所述包含二氧化碳的混合气体。
[0011]可选的，还包括：第一气体储存罐、第二气体储存罐、第三气体储存罐。
[0012]可选的，所述第一气体储存罐的输入端与所述二氧化硫与一氧化氮分离单元的输出端相连接；所述第二气体储存罐的输入端与所述二氧化氮分离单元的输出端相连接；所述第三气体储存罐设置于所述第一分离膜与所述第二分离膜之间。
[0013]另一方面，本专利技术提供了一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集方法，该方法采用上述的烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统，包括以下步骤：S101，将灵活调峰煤电机组产生的烟气输入到二氧化硫与一氧化氮分离单元中，以将所述烟气中的二氧化硫与一氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；S102，将所述二氧化硫与一氧化氮分离单元中输出的烟气中的二氧化氮气体通过二氧化氮分离单元分离出来，并将剩余烟气输出；S103，将所述二氧化氮分离单元中输出的烟气通过二氧化碳提纯单元进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；S104，将所述包含二氧化碳的混合气体通过捕集单元进行提取，得到二氧化碳气体，并将剩余烟气排出。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]本专利技术提供了一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统及方法，该系统通过设计二氧化硫与一氧化氮分离单元、二氧化氮分离单元、二氧化碳提纯单元来代替现有技术中的催化剂，可以快速的将二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和二氧化碳脱除，简化工艺过程；且可以重复利用，无需使用大量的催化剂，节省成本。脱除后的二氧化碳通过捕集单元捕集并进行提纯，而不是直接排出浪费，充分利用了资源。
[0016]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统的结构示意图；
[0019]图2为一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集方法的流程图。
[0020]符号说明：
[0021]二氧化硫与一氧化氮分离单元
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1，二氧化氮分离单元
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2，二氧化碳提纯单元
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3，吸收塔
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4，贫富液换热器
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5，再生塔
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6，第一气体储存罐
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7，第二气体储存罐
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8，第三气体储存罐
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9，灵活调峰煤电机组
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10，第一输出端
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41，第二输出端
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42。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气中污染物净化与二氧化碳捕集系统，所述污染物包括：二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮；其特征在于，该系统包括：二氧化硫与一氧化氮分离单元，其输入端与灵活调峰煤电机组连接，用于将所述灵活调峰煤电机组产生的烟气中的二氧化硫与一氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化氮分离单元，所述二氧化氮分离单元的输入端与所述二氧化硫与一氧化氮分离单元的输出端相连接，用于将所述二氧化硫与一氧化氮分离单元中输出的烟气中的二氧化氮气体分离出来，并将剩余烟气输出；二氧化碳提纯单元，所述二氧化碳提纯单元的输入端与所述二氧化氮分离单元的输出端相连接，用于将所述二氧化氮分离单元中输出的烟气进行提纯，得到包含二氧化碳的混合气体；捕集单元，所述捕集单元的输入端与所述二氧化碳提纯单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的混合气体进行提取，得到二氧化碳气体，并将剩余烟气排出。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述捕集单元包括：吸收塔，所述吸收塔的输入端与所述二氧化碳提纯单元的输出端相连接，用于将所述包含二氧化碳的混合气体吸收，生成富含二氧化碳的液体，并从其第一输出端输出，将剩余烟气从其第二输出端排出；贫富液换热器，所述贫富液换热器的输入端与所述吸收塔的第一输出端相连接，用于将输出的所述富含二氧化碳的液体进行加热，输出加热后的液体；再生塔，所述再生塔的输入端与所述贫富液换热器的输出端相连接，用于将输出的加热后的液体进行解吸，使其中的二氧化碳气体再生。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述二氧化硫与一氧化氮分离单元包括：对二氧化硫和一氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜；所述对二氧化硫和一氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜的孔径为2.8～3.17埃米。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述二氧化氮分离单元包括：对二氧化氮气体具有选择性催化作用的分子筛膜；所述对二氧化氮气体具有选择性催...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘牛，张珂新，郭东方，牛红伟，刘练波，郜时旺，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：