【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种烟气余热及二氧化碳捕集系统，涉及制冷、工业废气处理、二氧化碳捕集，具体涉及一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统。
技术介绍
1、随着人们生活水平的提高，日常生活不可避免地会产生大量垃圾，垃圾焚烧发电厂能够利用垃圾燃烧所释放的热量推动汽轮机和发电机工作从而产生电能，对垃圾进行减量化、无害化和资源化处理，是目前处理生活垃圾的最佳方式。垃圾焚烧产生的烟气含有较多的有害物质，烟气中含有大量的热量未得到充分利用从而造成能量的浪费，另外经处理后的烟气含有大量的二氧化碳，直接排入环境会加剧温室效应。
2、现有的垃圾焚烧电厂对烟气余热的利用率较低，并且由于生活垃圾的热值往往偏低，垃圾焚烧炉中需要加入煤、天然气等一次能源使得烟气中二氧化碳含量较高，目前的垃圾焚烧发电厂将处理后的烟气冷却后直接排入大气，碳排放量大幅增加。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统。系统解决现有的垃圾焚烧电厂烟气余热利用效率低，二氧化碳排放量大的问题。通过新型喷射-压缩制冷系统高效利用烟气余热的同时，将处理后的烟气中的二氧化碳捕集和甲烷化，生成的甲烷可用做燃料进入天然气系统，从而实现垃圾焚烧电厂的低碳排放。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一、一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统：
4、包括用于垃圾焚烧后的烟气的甲烷化的烟气处理及甲烷化子系统。
5
6、包括用于烟气处理及甲烷化子系统产生的烟气的压缩液化及存储的二氧化碳压缩液化子系统。
7、所述的喷射-压缩制冷子系统包括烟气换热器、循环水泵、发生器、喷射器、冷凝器、三通阀、制冷剂泵、第一节流阀、气液分离器、截止阀、第二节流阀、蒸发器和变频压缩机，烟气换热器的第一进口与循环水泵的出口连通，烟气换热器的第一出口与发生器的第一进口连通，烟气换热器的第二进口和第二出口分别与喷射-压缩制冷子系统连通；发生器的水出口与循环水泵的进口连通，发生器的制冷剂出口与喷射器的一次流入口连通，喷射器的出口及变频压缩机的出口分别与冷凝器的进口连通，三通阀的进口与冷凝器的出口连通，三通阀的第一出口与第一节流阀入口连通，三通阀的第二出口与制冷剂泵的进口连通，制冷剂泵出口与发生器的第二进口连通；第一节流阀出口与气液分离器的进口连通，气液分离器的上端出口与截止阀进口连通，截止阀的出口与喷射器的二次流入口连通；气液分离器的下端出口与第二节流阀的入口连通，第二节流阀的出口与蒸发器制冷剂的第一入口连通，蒸发器的第一出口与变频压缩机的入口连通，蒸发器的二氧化碳入口和二氧化碳出口分别与二氧化碳压缩液化子系统连通。
8、优选的，烟气换热器装有温度传感器和电加热装置以监测和维持喷射-压缩制冷子系统的正常运行。
9、所述的烟气处理及甲烷化子系统包括垃圾进料器、垃圾焚烧炉、余热锅炉、烟气分解器、吸附装置、二氧化碳分离器、冷却塔、电解水装置、氢气压缩设备、二氧化碳高压压缩设备、混合器、预热器、反应釜和冷却器，垃圾进料器的出口与垃圾焚烧炉的进口连通，垃圾进料器的进口为开放端口，垃圾焚烧炉的烟气出口与余热锅炉的烟气进口连通，余热锅炉的烟气出口与喷射-压缩制冷子系统的烟气换热器的第二进口连通，烟气换热器的第二出口与烟气分解器的进口连通，烟气分解器的出口与吸附装置的进口连通，吸附装置的出口与二氧化碳分离器的进口连通，二氧化碳分离器的第一出口与冷却塔的进口连通，冷却塔的出口连通大气，二氧化碳分离器的第二出口分别与二氧化碳高压压缩设备的进口以及二氧化碳压缩液化子系统连通，二氧化碳高压压缩设备的出口与混合器的第一进口连通，电解水装置的第一出口与氢气压缩设备的进口连通，电解水装置的第二出口连通垃圾焚烧炉，氢气压缩设备的出口与混合器的第二进口连通，混合器的出口与预热器的进口连通，预热器的出口与反应釜的进口连通，反应釜的出口与冷却器的进口连通，冷却器的水出口为开放端口，冷却器的甲烷出口连通垃圾焚烧炉或外部天然气系统。
10、氢气压缩设备为多级压缩，包括压缩机和级间冷却器；二氧化碳高压压缩设备为多级压缩，包括压缩机和级间冷却器。
11、所述的二氧化碳压缩液化子系统包括二氧化碳低压压缩设备、油分离及干燥设备和储存罐，二氧化碳低压压缩设备的进口与烟气处理及甲烷化子系统的二氧化碳分离器的第二出口连通，二氧化碳低压压缩设备的出口与油分离及干燥设备的进口连通，油分离及干燥设备的出口与喷射-压缩制冷子系统的蒸发器的二氧化碳进口连通，蒸发器的二氧化碳出口与储存罐的进口连通。
12、二氧化碳低压压缩设备为多级压缩，包括压缩机和级间冷却器。
13、所述的烟气分解器内装有填料球和内外电极，能够提高烟气中的二噁英的降解率。烟气处理时以烟气分解器代替布袋除尘器。优选的，烟气分解器内有内筒和外筒，内筒和外筒之间填充填料球，外筒缠有外电极，内筒内侧设置有内电极。填料球主要为高分子聚合物。
14、所述的吸附装置内填有活性炭和沸石等多种填料，能够吸收烟气中的多种有害物质，增强对烟气的净化作用。优选的，吸附装置内吸附填料主要为活性炭和沸石，辅助填料为硅酸钠和生石灰。
15、二、一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统的捕集方法：
16、所述的烟气处理及甲烷化子系统将垃圾进行焚烧处理，然后产生烟气进入喷射-压缩制冷子系统中，喷射-压缩制冷子系统将烟气进行低温处理并同时进行烟气余热利用，喷射-压缩制冷子系统将烟气低温处理后输出至烟气处理及甲烷化子系统中，烟气处理及甲烷化子系统将低温烟气进行净化处理后再分离出二氧化碳，分离出的不含污染物的烟气冷却后排放至大气，分离出的二氧化碳则分为两部分，二氧化碳的其中一部分进入二氧化碳压缩液化子系统中压缩处理后传输至喷射-压缩制冷子系统中进行液化处理，喷射-压缩制冷子系统将液化后的二氧化碳传输至二氧化碳压缩液化子系统中进行储存或传输至外部运输车中进行运输；二氧化碳的另一部分继续经烟气处理及甲烷化子系统处理后进行甲烷化分离出甲烷和水，分离出的甲烷传输至垃圾焚烧炉作为辅助燃料或外部的天然气系统中，分离出的水直接排出。
17、所述的烟气处理及甲烷化子系统将垃圾由垃圾进料器进入垃圾焚烧炉进行焚烧处理，垃圾焚烧处理过程中产生带有大量余热的烟气进入余热锅炉中，在余热锅炉中的水与烟气进行热交换变为高温高压水蒸气并推动余热锅炉的汽轮机和电机进行发电；同时，从余热锅炉输出的烟气仍带有较多热能，进入烟气换热器中与循环水进行热交换后变为低温烟气，从烟气换热器出来的低温烟气进入烟气分解器中进行二噁英类化合物的有效降解并分解出降解后的烟气，降解后的烟气进入吸附装置中进行硫化物、氮氧化物、烟尘和重金属等的有效吸收并分解出净化处理后的烟气，净化处理后的烟气进入二氧化碳分离器中进行二氧化碳的分离，分离后的烟气进入冷却塔中冷却后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的喷射-压缩制冷子系统包括烟气换热器(4)、循环水泵(16)、发生器(17)、喷射器(18)、冷凝器(19)、三通阀(20)、制冷剂泵(21)、第一节流阀(22)、气液分离器(23)、截止阀(24)、第二节流阀(25)、蒸发器(26)和变频压缩机(27)，烟气换热器(4)的第一进口与循环水泵(16)的出口连通，烟气换热器(4)的第一出口与发生器(17)的第一进口连通，烟气换热器(4)的第二进口和第二出口分别与喷射-压缩制冷子系统连通；发生器(17)的水出口与循环水泵(16)的进口连通，发生器(17)的制冷剂出口与喷射器(18)的一次流入口连通，喷射器(18)的出口及变频压缩机(27)的出口分别与冷凝器(19)的进口连通，三通阀(20)的进口与冷凝器(19)的出口连通，三通阀(20)的第一出口与第一节流阀(22)入口连通，三通阀(20)的第二出口与制冷剂泵(21)的进口连通，制冷剂泵(21)出口与发生器(17)的第二进口连
3.根据权利要求2所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的烟气处理及甲烷化子系统包括垃圾进料器(1)、垃圾焚烧炉(2)、余热锅炉(3)、烟气分解器(5)、吸附装置(6)、二氧化碳分离器(7)、冷却塔(8)、电解水装置(9)、氢气压缩设备(10)、二氧化碳高压压缩设备(11)、混合器(12)、预热器(13)、反应釜(14)和冷却器(15)，垃圾进料器(1)的出口与垃圾焚烧炉(2)的进口连通，垃圾进料器(1)的进口为开放端口，垃圾焚烧炉(2)的烟气出口与余热锅炉(3)的烟气进口连通，余热锅炉(3)的烟气出口与喷射-压缩制冷子系统的烟气换热器(4)的第二进口连通，烟气换热器(4)的第二出口与烟气分解器(5)的进口连通，烟气分解器(5)的出口与吸附装置(6)的进口连通，吸附装置(6)的出口与二氧化碳分离器(7)的进口连通，二氧化碳分离器(7)的第一出口与冷却塔(8)的进口连通，冷却塔(8)的出口连通大气，二氧化碳分离器(7)的第二出口分别与二氧化碳高压压缩设备(11)的进口以及二氧化碳压缩液化子系统连通，二氧化碳高压压缩设备(11)的出口与混合器(12)的第一进口连通，电解水装置(9)的第一出口与氢气压缩设备(10)的进口连通，电解水装置(9)的第二出口连通垃圾焚烧炉(2)，氢气压缩设备(10)的出口与混合器(12)的第二进口连通，混合器(12)的出口与预热器(13)的进口连通，预热器(13)的出口与反应釜(14)的进口连通，反应釜(14)的出口与冷却器(15)的进口连通，冷却器(15)的水出口为开放端口，冷却器(15)的甲烷出口连通垃圾焚烧炉(2)或外部的天然气系统。
4.根据权利要求2所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的二氧化碳压缩液化子系统包括二氧化碳低压压缩设备(28)、油分离及干燥设备(29)和储存罐(30)，二氧化碳低压压缩设备(28)的进口与烟气处理及甲烷化子系统连通，二氧化碳低压压缩设备(28)的出口与油分离及干燥设备(29)的进口连通，油分离及干燥设备(29)的出口与喷射-压缩制冷子系统的蒸发器(26)的二氧化碳进口连通，蒸发器(26)的二氧化碳出口与储存罐(30)的进口连通。
5.根据权利要求3所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的烟气分解器(5)内装有填料球和内外电极。
6.根据权利要求3所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的吸附装置(6)内填有活性炭和沸石。
7.根据权利要求1-6任一所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统的捕集方法，其特征在于，包括：所述的烟气处理及甲烷化子系统将垃圾进行焚烧处理，然后产生烟气进入喷射-压缩制冷子系统中，喷射-压缩制冷子系统将烟气进行低温处理并同时进行烟气余热利用，喷射-压缩制冷子系统将烟气低温处理后输出至烟气处理及甲烷化子系统中，烟气处理及甲烷化子系统将低温烟气进行净化处理后再分离出二氧化碳，分...
【技术特征摘要】
1.一种利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的喷射-压缩制冷子系统包括烟气换热器(4)、循环水泵(16)、发生器(17)、喷射器(18)、冷凝器(19)、三通阀(20)、制冷剂泵(21)、第一节流阀(22)、气液分离器(23)、截止阀(24)、第二节流阀(25)、蒸发器(26)和变频压缩机(27)，烟气换热器(4)的第一进口与循环水泵(16)的出口连通，烟气换热器(4)的第一出口与发生器(17)的第一进口连通，烟气换热器(4)的第二进口和第二出口分别与喷射-压缩制冷子系统连通；发生器(17)的水出口与循环水泵(16)的进口连通，发生器(17)的制冷剂出口与喷射器(18)的一次流入口连通，喷射器(18)的出口及变频压缩机(27)的出口分别与冷凝器(19)的进口连通，三通阀(20)的进口与冷凝器(19)的出口连通，三通阀(20)的第一出口与第一节流阀(22)入口连通，三通阀(20)的第二出口与制冷剂泵(21)的进口连通，制冷剂泵(21)出口与发生器(17)的第二进口连通；第一节流阀(22)出口与气液分离器(23)的进口连通，气液分离器(23)的上端出口与截止阀(24)进口连通，截止阀(24)的出口与喷射器(18)的二次流入口连通；气液分离器(23)的下端出口与第二节流阀(25)的入口连通，第二节流阀(25)的出口与蒸发器制冷剂(26)的第一入口连通，蒸发器(26)的第一出口与变频压缩机(27)的入口连通，蒸发器(26)的二氧化碳入口和二氧化碳出口分别与二氧化碳压缩液化子系统连通。
3.根据权利要求2所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的烟气处理及甲烷化子系统包括垃圾进料器(1)、垃圾焚烧炉(2)、余热锅炉(3)、烟气分解器(5)、吸附装置(6)、二氧化碳分离器(7)、冷却塔(8)、电解水装置(9)、氢气压缩设备(10)、二氧化碳高压压缩设备(11)、混合器(12)、预热器(13)、反应釜(14)和冷却器(15)，垃圾进料器(1)的出口与垃圾焚烧炉(2)的进口连通，垃圾进料器(1)的进口为开放端口，垃圾焚烧炉(2)的烟气出口与余热锅炉(3)的烟气进口连通，余热锅炉(3)的烟气出口与喷射-压缩制冷子系统的烟气换热器(4)的第二进口连通，烟气换热器(4)的第二出口与烟气分解器(5)的进口连通，烟气分解器(5)的出口与吸附装置(6)的进口连通，吸附装置(6)的出口与二氧化碳分离器(7)的进口连通，二氧化碳分离器(7)的第一出口与冷却塔(8)的进口连通，冷却塔(8)的出口连通大气，二氧化碳分离器(7)的第二出口分别与二氧化碳高压压缩设备(11)的进口以及二氧化碳压缩液化子系统连通，二氧化碳高压压缩设备(11)的出口与混合器(12)的第一进口连通，电解水装置(9)的第一出口与氢气压缩设备(10)的进口连通，电解水装置(9)的第二出口连通垃圾焚烧炉(2)，氢气压缩设备(10)的出口与混合器(12)的第二进口连通，混合器(12)的出口与预热器(13)的进口连通，预热器(13)的出口与反应釜(14)的进口连通，反应釜(14)的出口与冷却器(15)的进口连通，冷却器(15)的水出口为开放端口，冷却器(15)的甲烷出口连通垃圾焚烧炉(2)或外部的天然气系统。
4.根据权利要求2所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的二氧化碳压缩液化子系统包括二氧化碳低压压缩设备(28)、油分离及干燥设备(29)和储存罐(30)，二氧化碳低压压缩设备(28)的进口与烟气处理及甲烷化子系统连通，二氧化碳低压压缩设备(28)的出口与油分离及干燥设备(29)的进口连通，油分离及干燥设备(29)的出口与喷射-压缩制冷子系统的蒸发器(26)的二氧化碳进口连通，蒸发器(26)的二氧化碳出口与储存罐(30)的进口连通。
5.根据权利要求3所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的烟气分解器(5)内装有填料球和内外电极。
6.根据权利要求3所述的利用垃圾焚烧电厂烟气余热及二氧化碳捕集系统，其特征在于：所述的吸附装置(6)内填有活性炭和沸石...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，徐英杰，孙哲，毛剑峰，刘嘉濛，
申请(专利权)人：浙江工业大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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