一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统及方法，属于电厂烟气处理领域，本系统采用在脱硫塔的烟气输出端依次连接水热回收塔、吸收塔和吸收式热泵，并在其高温脱硫浆液输出端通过闪蒸罐与吸收式热泵相连，采用解吸塔连接在吸收式热泵的冷源输出端，使得本系统可通过溶液吸收法回收脱硫后低温饱和湿烟气中的水分和热量，通过脱硫浆液闪蒸回收脱硫浆液中的水分和热量，达到对烟气中水分、热量的充分回收；本系统将碳捕集与烟气余热回收相结合，通过吸收式热泵将余热回收得到的蒸汽提质，用于MEA溶液的升温，有效降低MEA溶液再生过程的能耗；本系统原理和结构简单，热回收率高，有利于降低烟气中CO2捕集的能耗，具有良好的推广应用价值。良好的推广应用价值。良好的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统及方法


[0001]本专利技术属于电厂烟气处理领域，具体涉及一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统及方法。

技术介绍

[0002]对热电联产机组而言，回收系统中的余热是在不扩大机组规模的情况下增加供热能力的最佳方式之一。目前电厂通常采用喷淋的方法将烟气降至50—60℃后进行排放，未对其中的热量进行回收，造成了能量的浪费。同时喷淋后排放的饱和湿烟气中仍含有部分热量和大量水蒸气，排放至空气中容易形成白色烟羽。
[0003]MEA(单乙醇胺)法是捕集CO2的常用方法，通过MEA的吸收与解吸实现再生循环，但再生过程需要利用高温热源，一般采用电厂汽轮机抽汽，导致技术整体能耗较高。同时，燃煤电厂湿法脱硫塔出口的烟气温度较高，高于MEA工艺对烟气温度的要求，CO2吸收率低。
[0004]CN113007921A公开了一种基于吸收式热泵的锅炉余热梯级利用和深度水热回收系统，利用吸收式热泵实现高含湿量的低温烟气的余热和水进行深度回收利用。但该方案中对脱硫后低温饱和湿烟气的水热回收仅通过一个换热器冷却完成，水热回收率较低，同时吸收塔排放烟气温度较高，白色烟羽现象仍较为明显。
[0005]CN109453620A公开了一种碳捕集与余热回收耦合装置，利用吸收塔和解吸塔实现对工业排出的高温烟气中CO2的捕集和储存，并进行一定的余热回收。但该方案中对烟气余热的利用比较粗糙，且吸收塔烟气温度较高，CO2吸收率低。
[0006]由此可见，采用现有技术对脱硫后低温饱和湿烟气进行水热回收，水热回收率较低，同时吸收塔排放烟气温度较高，不利于CO2的捕集。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统及方法，采用本系统和方法，对脱硫后低温饱和湿烟气水热回收率高，吸收塔排放烟气温度较低，有利于CO2的捕集。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用如下
技术实现思路
：
[0009]一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，包括脱硫塔；
[0010]所述脱硫塔的烟气输出端依次连接有水热回收塔、吸收塔和吸收式热泵；
[0011]所述脱硫塔的高温脱硫浆液输出端通过闪蒸罐与所述吸收式热泵连通；
[0012]所述吸收式热泵的高温富液输出端连接有用于解吸CO2气体的解吸塔。
[0013]进一步地，所述闪蒸罐分为闪蒸罐A区和闪蒸罐B区；所述闪蒸罐A区与所述脱硫塔之间连接有高温脱硫浆液管和低温脱硫浆液管；所述闪蒸罐B区与所述水热回收塔之间连接有浓吸收液管和稀吸收液管；所述闪蒸罐A区和所述闪蒸罐B区均通过蒸汽管与所述吸收式热泵相连。
[0014]进一步地，所述脱硫塔通过饱和湿烟气管与所述水热回收塔相连。
[0015]进一步地，所述水热回收塔通过低温干烟气管与所述吸收塔相连。
[0016]进一步地，所述吸收塔通过富液管与所述吸收式热泵相连。
[0017]进一步地，所述吸收塔与所述吸收式热泵之间设置有贫富液换热器，所述解吸塔的低温贫液输出端依次连接所述贫富液换热器、贫液冷却器和所述吸收塔。
[0018]进一步地，所述解吸塔通过贫液管与所述贫富液换热器相连。
[0019]进一步地，所述吸收式热泵上连接有用于输入驱动蒸汽的驱动蒸汽管、用于排出驱动蒸汽凝水的驱动蒸汽凝水管以及用于排出冷凝水的凝水管。
[0020]进一步地，所述吸收塔上连接有用于排出CO2被吸收后的烟气排气管。
[0021]一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统的工作方法，基于上述一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，包括：
[0022]烟气经脱硫塔处理，得到饱和湿烟气和高温脱硫浆液，饱和湿烟气依次经水热回收塔和吸收塔处理，得到的MEA富液进入吸收式热泵；高温脱硫浆经闪蒸罐处理，得到的闪蒸蒸汽进入吸收式热泵，MEA富液结合闪蒸蒸汽经吸收式热泵处理得到高温富液，高温富液经解吸塔解吸，完成CO2捕集。
[0023]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，本系统采用在脱硫塔的烟气输出端依次连接水热回收塔、吸收塔和吸收式热泵，并在其高温脱硫浆液输出端通过闪蒸罐与吸收式热泵相连，采用解吸塔连接在吸收式热泵的冷源输出端，使得本系统可通过溶液吸收法回收脱硫后低温饱和湿烟气中的水分和热量，通过脱硫浆液闪蒸回收脱硫浆液中的水分和热量，达到对烟气中水分、热量的充分回收；本系统将碳捕集与烟气余热回收相结合，通过吸收式热泵将余热回收得到的蒸汽提质，用于MEA溶液的升温，有效降低MEA溶液再生过程的能耗；本系统原理和结构简单，热回收率高，有利于降低烟气中CO2捕集的能耗，具有良好的推广应用价值。
[0025]优选地，本专利技术的闪蒸罐分为闪蒸罐A区和闪蒸罐B区，闪蒸罐A区和闪蒸罐B区共用一个蒸汽输出口与吸收式热泵相连，高温脱硫浆液闪蒸的同时，稀吸收液进入闪蒸罐B区，再生成浓吸收液循环利用，产生闪蒸蒸汽与脱硫浆液闪蒸产生的闪蒸蒸汽一起进入吸收式热泵，极大提高了真空装置利用率。
[0026]优选地，本专利技术的吸收式热泵连接了用于排出冷凝水的凝水管，闪蒸蒸汽凝结成的冷凝水品质较高，可用作脱硫补水或电厂工艺水，便于冷凝水的收集再利用。
[0027]本专利技术还提供一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统的工作方法，基于上述一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，采用本方法对脱硫后饱和湿烟气的水热回收率较高，并且实现了吸收塔入口烟气温度较低，有利于CO2的吸收捕集。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例提供的一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统的结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]脱硫塔
‑
1；水热回收塔
‑
2；吸收塔
‑
3；解吸塔
‑
4；闪蒸罐
‑
5；闪蒸罐A区
‑5‑
1；闪蒸罐B区
‑5‑
2；吸收式热泵
‑
6；烟气管
‑
7；高温脱硫浆液管
‑
8；饱和湿烟气管
‑
9；低温脱硫浆液管
‑
10；蒸汽管
‑
11；浓吸收液管
‑
12；低温干烟气管
‑
13；稀吸收液管
‑
14；驱动蒸汽管
‑
15；驱动蒸汽凝水管
‑
16；凝水管
‑
17；排气管
‑
18；富液管
‑
19；高温富液管
‑
20；贫液管
‑
21；CO2管道
‑
22；贫富液换热器
‑
23；贫液冷却器
‑
24。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，包括脱硫塔(1)；所述脱硫塔(1)的烟气输出端依次连接有水热回收塔(2)、吸收塔(3)和吸收式热泵(6)；所述脱硫塔(1)的高温脱硫浆液输出端通过闪蒸罐(5)与所述吸收式热泵(6)连通；所述吸收式热泵(6)的高温富液输出端连接有用于解吸CO2气体的解吸塔(4)。2.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，所述闪蒸罐(5)分为闪蒸罐A区(5
‑
1)和闪蒸罐B区(5
‑
2)；所述闪蒸罐A区(5
‑
1)与所述脱硫塔(1)之间连接有高温脱硫浆液管(8)和低温脱硫浆液管(10)；所述闪蒸罐B区(5
‑
2)与所述水热回收塔(2)之间连接有浓吸收液管(12)和稀吸收液管(14)；所述闪蒸罐A区(5
‑
1)和所述闪蒸罐B区(5
‑
2)均通过蒸汽管(11)与所述吸收式热泵(6)相连。3.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，所述脱硫塔(1)通过饱和湿烟气管(9)与所述水热回收塔(2)相连。4.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，所述水热回收塔(2)通过低温干烟气管与所述吸收塔(3)相连。5.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集的烟气余热深度利用系统，其特征在于，所述吸收塔(3)通...

【专利技术属性】
技术研发人员：安航，于腾洋，周贤，牟丹妮，潘千里，彭烁，高伟斌，田亚光，张云鹏，李凌杉，
申请(专利权)人：华能北京热电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：