權(quán)利要求書: 1.一種基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,包括:吸收塔(11),包括:
吸收塔第一入口(11A1),位于吸收塔(11)的下部;
吸收塔第二入口(11A2),位于吸收塔(11)的上部,供貧液流入;
吸收塔第一出口(11B1),位于吸收塔(11)的底部,供富液流出;
吸收塔第二出口(11B2),位于吸收塔(11)的頂部;
富液泵(12),包括:
富液泵入口(12A),連通吸收塔第一出口(11B1);
富液泵出口(12B);
煙氣換熱器(13),包括:
煙氣換熱器第一入口(13A1),供外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)入;
煙氣換熱器第二入口(13A2),連通富液泵出口(12B);
煙氣換熱器第一出口(13B1);
煙氣換熱器第二出口(13B2);
煙氣冷卻器(14),包括:
煙氣冷卻器第一入口(14A1),連通煙氣換熱器第一出口(13B1);
煙氣冷卻器第一出口(14B1),連通吸收塔第一入口(11A1);
煙氣冷卻器第二入口(14A2),供外部的冷卻水流入;
煙氣冷卻器第二出口(14B2),供冷卻水流出;
解吸塔(15),包括:
解吸塔第一出口(15B1),位于解吸塔(15)的底部;
解吸塔第二出口(15B2),位于解吸塔(15)的頂部;
貧富液換熱器(16),包括:
貧富液換熱器第一入口(16A1),連通煙氣換熱器第二出口(13B2);
貧富液換熱器第二入口(16A2),連通解吸塔第一出口(15B1);
貧富液換熱器第一出口(16B1);
貧富液換熱器第二出口(16B2);
解吸氣換熱器(17),包括:
解吸氣換熱器第一入口(17A1),連通貧富液換熱器第一出口(16B1);
解吸氣換熱器第二入口(17A2),連通解吸塔第二出口(15B2);
解吸氣換熱器第一出口(17B1);
解吸氣換熱器第二出口(17B2);
凝結(jié)水換熱器(18),包括:
凝結(jié)水換熱器第一入口(18A1),連通解吸氣換熱器第一出口(17B1);
凝結(jié)水換熱器第二入口(18A2),供凝結(jié)水流入;
凝結(jié)水換熱器第一出口(18B1);
凝結(jié)水換熱器第二出口(18B2),供凝結(jié)水流出;
多級(jí)換熱器(19),各級(jí)換熱器(19)包括:級(jí)換熱器第一入口(19A1),連通凝結(jié)水換熱器第一出口(18B1);
級(jí)換熱器第二入口(19A2);
級(jí)換熱器第一出口(19B1),連通解吸塔(15);
級(jí)換熱器第二出口(19B2);
其中,外部的帶有二氧化碳的煙氣經(jīng)由煙氣換熱器第一入口(13A1)進(jìn)入煙氣換熱器(13)進(jìn)行熱交換以放熱降溫,并經(jīng)由煙氣換熱器第一出口(13B1)、煙氣冷卻器第一入口(14A1)進(jìn)入煙氣冷卻器(14),煙氣冷卻器(14)中的煙氣與經(jīng)由煙氣冷卻器第二入口(14A2)進(jìn)入的冷卻水進(jìn)行熱交換,煙氣放熱降溫然后經(jīng)由煙氣冷卻器第一出口(14B1)、吸收塔第一入口(11A1)進(jìn)入吸收塔(11),煙氣中的二氧化碳與經(jīng)由吸收塔第二入口(11A2)噴淋而下的貧液逆流接觸,貧液吸收二氧化碳變?yōu)楦灰海溆嗟奈幢晃盏臒煔饨?jīng)由吸收塔第二出口(11B2)排出;
富液經(jīng)由吸收塔第一出口(11B1)、富液泵入口(12A)進(jìn)入富液泵(12),然后經(jīng)由富液泵出口(12B)、煙氣換熱器第二入口(13A2)進(jìn)入煙氣換熱器(13)并與外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)行熱交換,富液吸熱升溫;
然后富液經(jīng)由煙氣換熱器第二出口(13B2)、貧富液換熱器第一入口(16A1)進(jìn)入貧富液換熱器(16)進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;
然后富液經(jīng)由貧富液換熱器第一出口(16B1)、解吸氣換熱器第一入口(17A1)進(jìn)入解吸氣換熱器(17)進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;
之后富液經(jīng)由解吸氣換熱器第一出口(17B1)、凝結(jié)水換熱器第一入口(18A1)進(jìn)入凝結(jié)水換熱器(18)進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;
再之后富液經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第一出口(18B1)、各級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第一入口(19A1)進(jìn)入各級(jí)換熱器(19)中進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;
吸熱升溫后的富液經(jīng)由各級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第一出口(19B1)進(jìn)入解吸塔(15)中進(jìn)行解吸;
流入解吸塔(15)中的富液經(jīng)由解吸塔(15)解吸成貧液和含二氧化碳的產(chǎn)品氣;
貧液經(jīng)由解吸塔第一出口(15B1)、貧富液換熱器第二入口(16A2)進(jìn)入貧富液換熱器(16)中并與貧富液換熱器(16)中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,然后貧液經(jīng)由貧富液換熱器第二出口(16B2)以及吸收塔第二入口(11A2)進(jìn)入吸收塔(11)中循環(huán)利用;
產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸塔第二出口(15B2)以及解吸氣換熱器第二入口(17A2)進(jìn)入解吸氣換熱器(17)以與經(jīng)由貧富液換熱器第一出口(16B1)、解吸氣換熱器第一入口(17A1)進(jìn)入解吸氣換熱器(17)的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,之后產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸氣換熱器第二出口(17B2)、各級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二入口(19A2)進(jìn)入各級(jí)換熱器(19)并進(jìn)行熱交換以放熱降溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,解吸塔(15)還包括:解吸塔第一入口(15A1),位于解吸塔(15)的上部;
解吸塔第二入口(15A2),位于解吸塔(15)的中部;
各個(gè)級(jí)換熱器第一出口(19B1)連通解吸塔第一入口(15A1)和解吸塔第二入口(15A2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,解吸塔(15)還包括:解吸塔第三入口(15A3);
基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:
第一產(chǎn)品氣冷卻器(20),包括:
第一產(chǎn)品氣冷卻器第一入口(20A1),連通解吸氣換熱器第二出口(17B2);
第一產(chǎn)品氣冷卻器第二入口(20A2),供冷卻水進(jìn)入;
第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口(20B1);
第一產(chǎn)品氣冷卻器第二出口(20B2),供冷卻水流出;
產(chǎn)品氣分離器(21),包括:
產(chǎn)品氣分離器入口(21A),連通第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口(20B1);
產(chǎn)品氣分離器第一出口(21B1);
產(chǎn)品氣分離器第二出口(21B2),連通解吸塔第三入口(15A3);
多級(jí)壓縮機(jī)(22),各級(jí)壓縮機(jī)(22)包括:壓縮機(jī)入口(22A);
壓縮機(jī)出口(22B),連通對(duì)應(yīng)級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二入口(19A2);
其中,多級(jí)壓縮機(jī)(22)中的第一級(jí)壓縮機(jī)(22)的壓縮機(jī)入口(22A)連通產(chǎn)品氣分離器第一出口(21B1),其余的各級(jí)壓縮機(jī)(22)的壓縮機(jī)入口(22A)連通上一級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二出口(19B2);
流入解吸塔(15)中的富液經(jīng)由解吸塔(15)解吸成貧液和產(chǎn)品氣,產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸塔第二出口(15B2)、解吸氣換熱器第二入口(17A2)進(jìn)入解吸氣換熱器(17)與解吸氣換熱器(17)中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫;
然后產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸氣換熱器第二出口(17B2)、第一產(chǎn)品氣冷卻器第一入口(20A1)進(jìn)入第一產(chǎn)品氣冷卻器(20),與經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第二入口(20A2)進(jìn)入第一產(chǎn)品氣冷卻器(20)的冷卻水進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫并經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第二出口(20B2)流出,產(chǎn)品氣放熱降溫;
降溫后的產(chǎn)品氣經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口(20B1)、產(chǎn)品氣分離器入口(21A)進(jìn)入產(chǎn)品氣分離器(21)以將產(chǎn)品氣進(jìn)行氣液分離,分離出的液體經(jīng)由產(chǎn)品氣分離器第二出口(21B2)、解吸塔第三入口(15A3)進(jìn)入解吸塔(15)中再利用;
而分離出液體后的產(chǎn)品氣經(jīng)由產(chǎn)品氣分離器第一出口(21B1)、一級(jí)壓縮機(jī)(22)的壓縮機(jī)入口(22A)進(jìn)入一級(jí)壓縮機(jī)(22),一級(jí)壓縮機(jī)(22)對(duì)產(chǎn)品氣壓縮升溫,升溫后的產(chǎn)品氣經(jīng)由一級(jí)壓縮機(jī)(22)的壓縮機(jī)出口(22B)、一級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二入口(19A2)進(jìn)入一級(jí)換熱器(19)與富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,并經(jīng)由一級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二出口(19B2)、下一級(jí)壓縮機(jī)(22)的壓縮機(jī)入口(22A)進(jìn)入下一級(jí)壓縮機(jī)(22)中再被利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,多級(jí)換熱器(19)為三級(jí)且包括一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和三級(jí)換熱器;
多級(jí)壓縮機(jī)(22)為三級(jí)且包括一級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和三級(jí)壓縮機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:貧液泵(23),包括:
貧液泵入口(23A),連通貧富液換熱器第二出口(16B2);
貧液泵出口(23B);
貧液冷卻器(24),包括:
貧液冷卻器第一入口(24A1),連通貧液泵出口(23B);
貧液冷卻器第二入口(24A2),供外部的冷卻水進(jìn)入;
貧液冷卻器第一出口(24B1),連通吸收塔第二入口(11A2);
貧液冷卻器第二出口(24B2),供冷卻水流出;
其中,流入解吸塔(15)中的富液經(jīng)由解吸塔(15)解吸成貧液和產(chǎn)品氣,貧液經(jīng)由解吸塔第一出口(15B1)、貧富液換熱器第二入口(16A2)進(jìn)入貧富液換熱器(16)中并與貧富液換熱器(16)中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫;
然后貧液經(jīng)由貧富液換熱器第二出口(16B2)、貧液泵入口(23A)進(jìn)入貧液泵(23)并經(jīng)由貧液泵出口(23B)、貧液冷卻器第一入口(24A1)進(jìn)入貧液冷卻器(24)中與經(jīng)由貧液冷卻器第二入口(24A2)流入的冷卻水進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫而貧液放熱降溫,冷卻后的貧液經(jīng)由貧液冷卻器第一出口(24B1)、吸收塔第二入口(11A2)進(jìn)入吸收塔(11)中循環(huán)利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,解吸塔(15)還包括:解吸塔第三出口(15B3);
解吸塔第四入口(15A4);
基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:
再沸器(25),包括:
再沸器第一入口(25A1),供外部的飽和蒸汽進(jìn)入;
再沸器第二入口(25A2),連通解吸塔第三出口(15B3);
再沸器第一出口(25B1),連通凝結(jié)水換熱器第二入口(18A2);
再沸器第二出口(25B2),連通解吸塔第四入口(15A4);
解吸塔(15)中的發(fā)生部分解吸的富液定義為半貧液,半貧液經(jīng)由解吸塔第三出口(15B3)、再沸器第二入口(25A2)進(jìn)入再沸器(25),與經(jīng)由再沸器第一入口(25A1)進(jìn)入的飽和蒸汽進(jìn)行熱交換,半貧液在再沸器(25)中部分汽化并經(jīng)由再沸器第二出口(25B2)流回解吸塔(15)中作為解吸富液的熱源,經(jīng)由再沸器第一入口(25A1)進(jìn)入的飽和蒸汽放熱降溫變?yōu)槟Y(jié)水;
凝結(jié)水經(jīng)由再沸器第一出口(25B1)、凝結(jié)水換熱器第二入口(18A2)進(jìn)入凝結(jié)水換熱器(18)中;
進(jìn)入凝結(jié)水換熱器(18)中的凝結(jié)水與來(lái)自解吸氣換熱器第一出口(17B1)并經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第一入口(18A1)進(jìn)入凝結(jié)水換熱器(18)中的富液進(jìn)行熱交換,凝結(jié)水放熱降溫并經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第二出口(18B2)流出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其特征在于,基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:第二產(chǎn)品氣冷卻器(26),包括:
第二產(chǎn)品氣冷卻器第一入口(26A1),連通最后一級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二出口(19B2);
第二產(chǎn)品氣冷卻器第二入口(26A2),供外部的冷卻水流入;
第二產(chǎn)品氣冷卻器第一出口(26B1);
第二產(chǎn)品氣冷卻器第二出口(26B2),供冷卻水流出;
產(chǎn)品氣經(jīng)由最后一級(jí)換熱器(19)的級(jí)換熱器第二出口(19B2)、第二產(chǎn)品氣冷卻器第一入口(26A1)進(jìn)入第二產(chǎn)品氣冷卻器(26);
冷卻水經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第二入口(26A2)進(jìn)入并與產(chǎn)品氣進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫并經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第二出口(26B2)流出,產(chǎn)品氣放熱降溫并經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第一出口(26B1)排出。
說(shuō)明書: 基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及余熱回收領(lǐng)域,尤其涉及一種基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 當(dāng)前,溫室效應(yīng)和全球氣候變暖是全球的熱點(diǎn)問(wèn)題,CO2是對(duì)溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)最大的人為溫室氣體。在眾多CO2捕集技術(shù)中,化學(xué)吸收技術(shù)因其捕集效率高和適應(yīng)性好,是目前最具大規(guī)模捕集CO2潛力的技術(shù)路線之一。[0003] 但是,在利用化學(xué)吸收技術(shù)捕集二氧化碳過(guò)程中,貧液的溫度和解吸塔頂蒸汽的溫度較高,蘊(yùn)含大量的廢熱,目前大部分廢熱被循環(huán)冷卻水帶走;如果這部分潛熱能夠充分的回收利用,可有效降低系統(tǒng)的能耗。發(fā)明內(nèi)容[0004] 鑒于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供一種基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其能夠充分回收廢熱,降低能量損耗。[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng),其包括:吸收塔、富液泵、煙氣換熱器、煙氣冷卻器、解吸塔、貧富液換熱器、解吸氣換熱器、凝結(jié)水換熱器以及多級(jí)換熱器。[0006] 吸收塔包括:吸收塔第一入口,位于吸收塔的下部;吸收塔第二入口,位于吸收塔的上部,供貧液流入;吸收塔第一出口,位于吸收塔的底部,供富液流出;吸收塔第二出口,位于吸收塔的頂部。[0007] 富液泵包括:富液泵入口,連通吸收塔第一出口;富液泵出口。[0008] 煙氣換熱器包括:煙氣換熱器第一入口,供外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)入;煙氣換熱器第二入口,連通富液泵出口;煙氣換熱器第一出口;煙氣換熱器第二出口。[0009] 煙氣冷卻器包括:煙氣冷卻器第一入口,連通煙氣換熱器第一出口;煙氣冷卻器第一出口,連通吸收塔第一入口;煙氣冷卻器第二入口,供外部的冷卻水流入。煙氣冷卻器第二出口,供冷卻水流出。[0010] 解吸塔包括:解吸塔第一出口,位于解吸塔的底部;解吸塔第二出口,位于解吸塔的頂部。[0011] 貧富液換熱器包括:貧富液換熱器第一入口,連通煙氣換熱器第二出口;貧富液換熱器第二入口,連通解吸塔第一出口;貧富液換熱器第一出口;貧富液換熱器第二出口。[0012] 解吸氣換熱器包括:解吸氣換熱器第一入口,連通貧富液換熱器第一出口;解吸氣換熱器第二入口,連通解吸塔第二出口;解吸氣換熱器第一出口;解吸氣換熱器第二出口。[0013] 凝結(jié)水換熱器包括:凝結(jié)水換熱器第一入口,連通解吸氣換熱器第一出口;凝結(jié)水換熱器第二入口,供凝結(jié)水流入;凝結(jié)水換熱器第一出口;凝結(jié)水換熱器第二出口,供凝結(jié)水流出。[0014] 各級(jí)換熱器包括:級(jí)換熱器第一入口,連通凝結(jié)水換熱器第一出口;級(jí)換熱器第二入口;級(jí)換熱器第一出口,連通解吸塔;級(jí)換熱器第二出口。[0015] 其中,外部的帶有二氧化碳的煙氣經(jīng)由煙氣換熱器第一入口進(jìn)入煙氣換熱器進(jìn)行熱交換以放熱降溫,并經(jīng)由煙氣換熱器第一出口、煙氣冷卻器第一入口進(jìn)入煙氣冷卻器,煙氣冷卻器中的煙氣與經(jīng)由煙氣冷卻器第二入口進(jìn)入的冷卻水進(jìn)行熱交換,煙氣放熱降溫然后經(jīng)由煙氣冷卻器第一出口、吸收塔第一入口進(jìn)入吸收塔,煙氣中的二氧化碳與經(jīng)由吸收塔第二入口噴淋而下的貧液逆流接觸,貧液吸收二氧化碳變?yōu)楦灰?,其余的未被吸收的煙氣?jīng)由吸收塔第二出口排出;[0016] 富液經(jīng)由吸收塔第一出口、富液泵入口進(jìn)入富液泵,然后經(jīng)由富液泵出口、煙氣換熱器第二入口進(jìn)入煙氣換熱器并與外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)行熱交換,富液吸熱升溫;[0017] 然后富液經(jīng)由煙氣換熱器第二出口、貧富液換熱器第一入口進(jìn)入貧富液換熱器進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;[0018] 然后富液經(jīng)由貧富液換熱器第一出口、解吸氣換熱器第一入口進(jìn)入解吸氣換熱器進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;[0019] 之后富液經(jīng)由解吸氣換熱器第一出口、凝結(jié)水換熱器第一入口進(jìn)入凝結(jié)水換熱器進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;[0020] 再之后富液經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第一出口、各級(jí)換熱器的級(jí)換熱器第一入口進(jìn)入各級(jí)換熱器中進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;[0021] 吸熱升溫后的富液經(jīng)由各級(jí)換熱器的級(jí)換熱器第一出口進(jìn)入解吸塔中進(jìn)行解吸;[0022] 流入解吸塔中的富液經(jīng)由解吸塔解吸成貧液和含二氧化碳的產(chǎn)品氣;[0023] 貧液經(jīng)由解吸塔第一出口、貧富液換熱器第二入口進(jìn)入貧富液換熱器中并與貧富液換熱器中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,然后貧液經(jīng)由貧富液換熱器第二出口以及吸收塔第二入口進(jìn)入吸收塔中循環(huán)利用;[0024] 產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸塔第二出口以及解吸氣換熱器第二入口進(jìn)入解吸氣換熱器以與經(jīng)由貧富液換熱器第一出口、解吸氣換熱器第一入口進(jìn)入解吸氣換熱器的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,之后產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸氣換熱器第二出口、各級(jí)換熱器的級(jí)換熱器第二入口進(jìn)入各級(jí)換熱器并進(jìn)行熱交換以放熱降溫。[0025] 本發(fā)明的有益效果如下:[0026] 在根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中,從吸收塔底流出的富液通過(guò)與帶有二氧化碳的煙氣、解吸塔底流出的貧液、解吸塔頂排出的產(chǎn)品氣進(jìn)行熱交換而吸熱升溫,充分利用了基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中的廢熱來(lái)提高溫度,有效地回收了廢熱,降低了富液在解吸塔中解吸所需的熱量,從而為富液在解吸塔中解吸降低了能耗。附圖說(shuō)明[0027] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)的示意圖。[0028] 其中,附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:[0029] 11吸收塔 18A2凝結(jié)水換熱器第二入口[0030] 11A1吸收塔第一入口 18B1凝結(jié)水換熱器第一出口[0031] 11A2吸收塔第二入口 18B2凝結(jié)水換熱器第二出口[0032] 11B1吸收塔第一出口 19級(jí)換熱器[0033] 11B2吸收塔第二出口 19A1級(jí)換熱器第一入口[0034] 12富液泵 19A2級(jí)換熱器第二入口[0035] 12A富液泵入口 19B1級(jí)換熱器第一出口[0036] 12B富液泵出口 19B2級(jí)換熱器第二出口[0037] 13煙氣換熱器 20第一產(chǎn)品氣冷卻器[0038] 13A1煙氣換熱器第一入口 20A1第一產(chǎn)品氣冷卻器第一入口[0039] 13A2煙氣換熱器第二入口 20A2第一產(chǎn)品氣冷卻器第二入口[0040] 13B1煙氣換熱器第一出口 20B1第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口[0041] 13B2煙氣換熱器第二出口 20B2第一產(chǎn)品氣冷卻器第二出口14煙氣冷卻器 21產(chǎn)品氣分離器
[0042] 14A1煙氣冷卻器第一入口 21A產(chǎn)品氣分離器入口[0043] 14A2煙氣冷卻器第二入口 21B1產(chǎn)品氣分離器第一出口[0044] 14B1煙氣冷卻器第一出口 21B2產(chǎn)品氣分離器第二出口[0045] 14B2煙氣冷卻器第二出口 22級(jí)壓縮機(jī)[0046] 15解吸塔 22A壓縮機(jī)入口[0047] 15A1解吸塔第一入口 22B壓縮機(jī)出口[0048] 15A2解吸塔第二入口 23貧液泵[0049] 15A3解吸塔第三入口 23A貧液泵入口[0050] 15A4解吸塔第四入口 23B貧液泵出口[0051] 15B1解吸塔第一出口 24貧液冷卻器[0052] 15B2解吸塔第二出口 24A1貧液冷卻器第一入口[0053] 15B3解吸塔第三出口 24A2貧液冷卻器第二入口[0054] 16貧富液換熱器 24B1貧液冷卻器第一出口[0055] 16A1貧富液換熱器第一入口 24B2貧液冷卻器第二出口[0056] 16A2貧富液換熱器第二入口 25再沸器[0057] 16B1貧富液換熱器第一出口 25A1再沸器第一入口[0058] 16B2貧富液換熱器第二出口 25A2再沸器第二入口[0059] 17解吸氣換熱器 25B1再沸器第一出口[0060] 17A1解吸氣換熱器第一入口 25B2再沸器第二出口[0061] 17A2解吸氣換熱器第二入口 26第二產(chǎn)品氣冷卻器[0062] 17B1解吸氣換熱器第一出口 26A1第二產(chǎn)品氣冷卻器第一入口[0063] 17B2解吸氣換熱器第二出口 26A2第二產(chǎn)品氣冷卻器第二入口[0064] 18凝結(jié)水換熱器 26B1第二產(chǎn)品氣冷卻器第一出口[0065] 18A1凝結(jié)水換熱器第一入口 26B2第二產(chǎn)品氣冷卻器第二出口具體實(shí)施方式[0066] 下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)。[0067] 如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)包括:吸收塔11、富液泵12、煙氣換熱器13、煙氣冷卻器14、解吸塔15、貧富液換熱器16、解吸氣換熱器17、凝結(jié)水換熱器18和多級(jí)換熱器19。
[0068] 吸收塔11包括:吸收塔第一入口11A1,位于吸收塔11的下部;吸收塔第二入口11A2,位于吸收塔11的上部,供貧液流入;吸收塔第一出口11B1,位于吸收塔11的底部,供富液流出;吸收塔第二出口11B2,位于吸收塔11的頂部。
[0069] 富液泵12包括:富液泵入口12A,連通吸收塔第一出口11B1;富液泵出口12B。[0070] 煙氣換熱器13包括:煙氣換熱器第一入口13A1,供外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)入;煙氣換熱器第二入口13A2,連通富液泵出口12B;煙氣換熱器第一出口13B1;煙氣換熱器第二出口13B2。[0071] 煙氣冷卻器14包括:煙氣冷卻器第一入口14A1,連通煙氣換熱器第一出口13B1;煙氣冷卻器第一出口14B1,連通吸收塔第一入口11A1;煙氣冷卻器第二入口14A2,供外部的冷卻水流入;煙氣冷卻器第二出口14B2,供冷卻水流出。[0072] 解吸塔15包括:解吸塔第一出口15B1,位于解吸塔15的底部;解吸塔第二出口15B2,位于解吸塔15的頂部。
[0073] 貧富液換熱器16包括:貧富液換熱器第一入口16A1,連通煙氣換熱器第二出口13B2;貧富液換熱器第二入口16A2,連通解吸塔第一出口15B1;貧富液換熱器第一出口
16B1;貧富液換熱器第二出口16B2。
[0074] 解吸氣換熱器17包括:解吸氣換熱器第一入口17A1,連通貧富液換熱器第一出口16B1;解吸氣換熱器第二入口17A2,連通解吸塔第二出口15B2;解吸氣換熱器第一出口
17B1;解吸氣換熱器第二出口17B2。
[0075] 凝結(jié)水換熱器18包括:凝結(jié)水換熱器第一入口18A1,連通解吸氣換熱器第一出口17B1;凝結(jié)水換熱器第二入口18A2,供凝結(jié)水流入;凝結(jié)水換熱器第一出口18B1;凝結(jié)水換熱器第二出口18B2,供凝結(jié)水流出。
[0076] 各級(jí)換熱器19包括:級(jí)換熱器第一入口19A1,連通凝結(jié)水換熱器第一出口18B1;級(jí)換熱器第二入口19A2;級(jí)換熱器第一出口19B1,連通解吸塔15;級(jí)換熱器第二出口19B2。[0077] 其中,外部的帶有二氧化碳的煙氣經(jīng)由煙氣換熱器第一入口13A1進(jìn)入煙氣換熱器13進(jìn)行熱交換以放熱降溫,并經(jīng)由煙氣換熱器第一出口13B1、煙氣冷卻器第一入口14A1進(jìn)入煙氣冷卻器14,煙氣冷卻器14中的煙氣與經(jīng)由煙氣冷卻器第二入口14A2進(jìn)入的冷卻水進(jìn)行熱交換,煙氣放熱降溫然后經(jīng)由煙氣冷卻器第一出口14B1、吸收塔第一入口11A1進(jìn)入吸收塔11,煙氣中的二氧化碳與經(jīng)由吸收塔第二入口11A2噴淋而下的貧液逆流接觸,貧液吸收二氧化碳變?yōu)楦灰?,其余的未被吸收的煙氣?jīng)由吸收塔第二出口11B2排出;富液經(jīng)由吸收塔第一出口11B1、富液泵入口12A進(jìn)入富液泵12,然后經(jīng)由富液泵出口12B、煙氣換熱器第二入口13A2進(jìn)入煙氣換熱器13并與外部的帶有二氧化碳的煙氣進(jìn)行熱交換,富液吸熱升溫;然后富液經(jīng)由煙氣換熱器第二出口13B2、貧富液換熱器第一入口16A1進(jìn)入貧富液換熱器16進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;然后富液經(jīng)由貧富液換熱器第一出口16B1、解吸氣換熱器第一入口17A1進(jìn)入解吸氣換熱器17進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;之后富液經(jīng)由解吸氣換熱器第一出口17B1、凝結(jié)水換熱器第一入口18A1進(jìn)入凝結(jié)水換熱器18進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;再之后富液經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第一出口18B1、各級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第一入口19A1進(jìn)入各級(jí)換熱器19中進(jìn)行熱交換以吸熱升溫;吸熱升溫后的富液經(jīng)由各級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第一出口19B1進(jìn)入解吸塔15中進(jìn)行解吸;流入解吸塔15中的富液經(jīng)由解吸塔15解吸成貧液和含二氧化碳的產(chǎn)品氣;貧液經(jīng)由解吸塔第一出口15B1、貧富液換熱器第二入口16A2進(jìn)入貧富液換熱器16中并與貧富液換熱器16中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,然后貧液經(jīng)由貧富液換熱器第二出口16B2以及吸收塔第二入口11A2進(jìn)入吸收塔11中循環(huán)利用;產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸塔第二出口15B2以及解吸氣換熱器第二入口17A2進(jìn)入解吸氣換熱器17以與經(jīng)由貧富液換熱器第一出口16B1、解吸氣換熱器第一入口17A1進(jìn)入解吸氣換熱器17的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,之后產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸氣換熱器第二出口17B2、各級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二入口19A2進(jìn)入各級(jí)換熱器19并進(jìn)行熱交換以放熱降溫。
[0078] 需要注意的是,在吸收塔11中二氧化碳被吸收劑吸收而變?yōu)楦灰旱倪^(guò)程需要在較低的溫度條件下進(jìn)行,而在解吸塔15中富液解吸成二氧化碳的過(guò)程需要在較高的溫度條件下進(jìn)行。在根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中,外部的帶有二氧化碳的煙氣帶有熱量,帶有熱量的煙氣進(jìn)入煙氣換熱器13中與富液進(jìn)行熱交換,富液吸熱升溫,這一環(huán)節(jié)有效地回收了外部煙氣的熱量;接下來(lái),吸熱升溫后的富液流入貧富液換熱器16中并與經(jīng)由解吸塔第一出口15B1、貧富液換熱器第二入口16A2流入貧富液換熱器16中的貧液進(jìn)行熱交換,貧液放熱降溫,富液吸熱升溫,這一環(huán)節(jié)富液有效回收利用了貧液的熱量;接下來(lái),吸熱升溫后的富液經(jīng)由貧富液換熱器第一出口16B1、解吸氣換熱器17A1進(jìn)入解吸氣換熱器17中并與經(jīng)由解吸氣換熱器第二入口17A2流入的產(chǎn)品氣進(jìn)行熱交換,富液再次吸熱升溫,這一環(huán)節(jié)有效地回收利用了從解吸塔15釋放出的產(chǎn)品氣所攜帶的熱量;吸熱升溫后的富液經(jīng)由凝結(jié)水換熱器18和多級(jí)換熱器19進(jìn)行多次熱交換再次吸熱升溫,最終經(jīng)過(guò)多次吸熱升溫后的富液進(jìn)入解吸塔15中進(jìn)行解吸。在上述過(guò)程中,富液通過(guò)與帶有二氧化碳的煙氣、解吸塔15底流出的貧液、解吸塔15頂排出的產(chǎn)品氣進(jìn)行熱交換而吸熱升溫,充分利用了基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中的廢熱來(lái)提高溫度,有效地回收了廢熱,降低了富液在解吸塔15中解吸所需的熱量,從而為富液在解吸塔15中解吸降低了能耗。
[0079] 在實(shí)際情況中,外部的帶有二氧化碳的煙氣從煙囪接入,而經(jīng)由吸收塔第二出口11B2排出的未被吸收的煙氣回到煙囪并由煙囪排放。
[0080] 在根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中,解吸塔15還包括:解吸塔第一入口15A1,位于解吸塔15的上部;解吸塔第二入口15A2,位于解吸塔15的中部。各個(gè)級(jí)換熱器第一出口19B1連通解吸塔第一入口15A1和解吸塔第二入口15A2。如圖1所示,解吸塔第一入口15A1位于解吸塔15的上段,解吸塔第二入口15A2位于解吸塔15的中段,經(jīng)由各級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第一出口19B1流出的富液匯集在一起并在解吸塔15的解吸塔第一入口15A1和解吸塔第二入口15A2分流成兩路流進(jìn)解吸塔15中。富液經(jīng)由管路(圖中用帶箭頭的線表示)進(jìn)入解吸塔15的對(duì)應(yīng)的入口時(shí),壓力急劇下降,這一過(guò)程類似于閃蒸過(guò)程,由此會(huì)產(chǎn)生部分水蒸氣,而富液分兩路流入解吸塔15與一路流入解吸塔15相比,降低了解吸塔15的富液入口處的壓力差,有效地減少了水蒸氣的蒸發(fā),從而有利于控制水蒸氣從解吸塔第二出口15B2排出的量。[0081] 如圖1所示,解吸塔15還包括:解吸塔第三入口15A3?;趶U熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:第一產(chǎn)品氣冷卻器20、產(chǎn)品氣分離器21和多級(jí)壓縮機(jī)22。第一產(chǎn)品氣冷卻器20包括:第一產(chǎn)品氣冷卻器第一入口20A1,連通解吸氣換熱器第二出口17B2;第一產(chǎn)品氣冷卻器第二入口20A2,供冷卻水進(jìn)入;第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口20B1;第一產(chǎn)品氣冷卻器第二出口20B2,供冷卻水流出。產(chǎn)品氣分離器21包括:產(chǎn)品氣分離器入口21A,連通第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口20B1;產(chǎn)品氣分離器第一出口21B1;產(chǎn)品氣分離器第二出口21B2,連通解吸塔第三入口15A3。各級(jí)壓縮機(jī)22包括:壓縮機(jī)入口22A;壓縮機(jī)出口22B,連通對(duì)應(yīng)級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二入口19A2。[0082] 其中,多級(jí)壓縮機(jī)22中的一級(jí)壓縮機(jī)22的壓縮機(jī)入口22A連通產(chǎn)品氣分離器第一出口21B1,其余的各級(jí)壓縮機(jī)22的壓縮機(jī)入口22A連通上一級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二出口19B2;流入解吸塔15中的富液經(jīng)由解吸塔15解吸成貧液和產(chǎn)品氣,產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸塔第二出口15B2、解吸氣換熱器第二入口17A2進(jìn)入解吸氣換熱器17與解吸氣換熱器17中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫;然后產(chǎn)品氣經(jīng)由解吸氣換熱器第二出口17B2、第一產(chǎn)品氣冷卻器第一入口20A1進(jìn)入第一產(chǎn)品氣冷卻器20,與經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第二入口20A2進(jìn)入第一產(chǎn)品氣冷卻器20的冷卻水進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫并經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第二出口20B2流出,產(chǎn)品氣放熱降溫;降溫后的產(chǎn)品氣經(jīng)由第一產(chǎn)品氣冷卻器第一出口20B1、產(chǎn)品氣分離器入口21A進(jìn)入產(chǎn)品氣分離器21以將產(chǎn)品氣進(jìn)行氣液分離,分離出的液體(主要是水)經(jīng)由產(chǎn)品氣分離器第二出口21B2、解吸塔第三入口15A3進(jìn)入解吸塔15中再利用;而分離出液體后的產(chǎn)品氣經(jīng)由產(chǎn)品氣分離器第一出口21B1、一級(jí)壓縮機(jī)22的壓縮機(jī)入口22A進(jìn)入一級(jí)壓縮機(jī)22,一級(jí)壓縮機(jī)22對(duì)產(chǎn)品氣壓縮升溫,升溫后的產(chǎn)品氣經(jīng)由一級(jí)壓縮機(jī)22的壓縮機(jī)出口22B、一級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二入口19A2進(jìn)入一級(jí)換熱器19與富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫,并經(jīng)由一級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二出口19B2、下一級(jí)壓縮機(jī)22的壓縮機(jī)入口22A進(jìn)入下一級(jí)壓縮機(jī)22中再被利用。需要注意的是,回收的二氧化碳產(chǎn)品氣需要進(jìn)一步制成固態(tài)二氧化碳(即干冰)或液態(tài)二氧化碳以便后期使用,因此需對(duì)氣態(tài)的二氧化碳進(jìn)行壓縮,由此設(shè)置了多級(jí)壓縮機(jī)22來(lái)回收產(chǎn)品氣。在這一過(guò)程中,多級(jí)壓縮機(jī)22對(duì)產(chǎn)品氣進(jìn)行壓縮,會(huì)釋放大量的熱量,而多級(jí)換熱器19的設(shè)置有效地利用了對(duì)產(chǎn)品氣壓縮過(guò)程所釋放的熱量來(lái)使富液升溫,降低了解吸塔15內(nèi)解吸富液時(shí)所需的熱量,從而提高了廢熱的利用率。
[0083] 具體地,在一實(shí)施例中,多級(jí)換熱器19為三級(jí)且包括一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和三級(jí)換熱器,一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和三級(jí)換熱器均用附圖標(biāo)記19表示。多級(jí)壓縮機(jī)22為三級(jí)且包括一級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和三級(jí)壓縮機(jī),一級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和三級(jí)壓縮機(jī)均用附圖標(biāo)記22表示。當(dāng)然不限于此,還可以設(shè)有多于三級(jí)壓縮機(jī)22或少于三級(jí)壓縮機(jī)22,而級(jí)換熱器19的數(shù)量需根據(jù)壓縮機(jī)22的數(shù)量對(duì)應(yīng)的設(shè)置。[0084] 在根據(jù)本發(fā)明的基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)中,基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括:貧液泵23和貧液冷卻器24。[0085] 貧液泵23包括:貧液泵入口23A,連通貧富液換熱器第二出口16B2;貧液泵出口23B。貧液冷卻器24包括:貧液冷卻器第一入口24A1,連通貧液泵出口23B;貧液冷卻器第二入口24A2,供外部的冷卻水進(jìn)入;貧液冷卻器第一出口24B1,連通吸收塔第二入口11A2;貧液冷卻器第二出口24B2,供冷卻水流出。
[0086] 其中,流入解吸塔15中的富液經(jīng)由解吸塔15解吸成貧液和產(chǎn)品氣,貧液經(jīng)由解吸塔第一出口15B1、貧富液換熱器第二入口16A2進(jìn)入貧富液換熱器16中并與貧富液換熱器16中的富液進(jìn)行熱交換以放熱降溫;然后貧液經(jīng)由貧富液換熱器第二出口16B2、貧液泵入口23A進(jìn)入貧液泵23并經(jīng)由貧液泵出口23B、貧液冷卻器第一入口24A1進(jìn)入貧液冷卻器24中與經(jīng)由貧液冷卻器第二入口24A2流入的冷卻水進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫而貧液放熱降溫,冷卻后的貧液經(jīng)由貧液冷卻器第一出口24B1、吸收塔第二入口11A2進(jìn)入吸收塔11中循環(huán)利用。
[0087] 在吸收塔11中,二氧化碳吸收過(guò)程需要在較低的溫度條件下進(jìn)行,而在解吸塔15中,二氧化碳解吸過(guò)程需要在較高的溫度條件下完成。因此,為了降低能耗,從解吸塔15底流出的貧液需要放熱降溫到合適的溫度再流入吸收塔11中作為吸收劑再利用,而從吸收塔11底流出的富液需要吸熱升溫到合適的溫度再進(jìn)入解吸塔15中進(jìn)行解吸。貧富液換熱器16的設(shè)置將從解吸塔15中流出的貧液的熱量傳遞給富液,有效地利用了廢熱,同時(shí)降低了貧液的溫度,降溫后的貧液經(jīng)由貧液泵23、貧液冷卻器24中流入吸收塔13中作為吸收劑再利用,提高了能源的利用率。
[0088] 如圖1所示,解吸塔15還包括:解吸塔第三出口15B3和解吸塔第四入口15A4。[0089] 基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括再沸器25。再沸器25包括:再沸器第一入口25A1,供外部的飽和蒸汽進(jìn)入;再沸器第二入口25A2,連通解吸塔第三出口15B3;再沸器第一出口25B1,連通凝結(jié)水換熱器第二入口18A2;再沸器第二出口25B2,連通解吸塔第四入口15A4。
[0090] 解吸塔15中的至少發(fā)生部分解吸的富液定義為半貧液,半貧液經(jīng)由解吸塔第三出口15B3、再沸器第二入口25A2進(jìn)入再沸器25,與經(jīng)由再沸器第一入口25A1進(jìn)入的飽和蒸汽進(jìn)行熱交換,半貧液在再沸器25中部分汽化并經(jīng)由再沸器第二出口25B2流回解吸塔15中作為解吸富液的熱源;經(jīng)由再沸器第一入口25A1進(jìn)入的蒸汽放熱降溫變?yōu)槟Y(jié)水,凝結(jié)水經(jīng)由再沸器第一出口25B1、凝結(jié)水換熱器第二入口18A2進(jìn)入凝結(jié)水換熱器18中;進(jìn)入凝結(jié)水換熱器18中的凝結(jié)水與來(lái)自解吸氣換熱器第一出口17B1并經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第一入口18A1進(jìn)入凝結(jié)水換熱器18中的富液進(jìn)行熱交換,凝結(jié)水放熱降溫并經(jīng)由凝結(jié)水換熱器第二出口18B2流出。
[0091] 在這一過(guò)程中,從解吸塔第三出口15B3流出的半貧液在再沸器25中與蒸汽進(jìn)行熱交換,半貧液部分汽化變?yōu)檎羝羝臀雌陌胴氁簭脑俜衅?5中流回到解吸塔15中作為解吸富液的熱源,無(wú)需外部提供額外的熱源來(lái)解吸富液,提高了能源的利用率。[0092] 基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)還包括第二產(chǎn)品氣冷卻器26。[0093] 第二產(chǎn)品氣冷卻器26包括:第二產(chǎn)品氣冷卻器第一入口26A1,連通最后一級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二出口19B2;第二產(chǎn)品氣冷卻器第二入口26A2,供外部的冷卻水流入;第二產(chǎn)品氣冷卻器第一出口26B1;第二產(chǎn)品氣冷卻器第二出口26B2,供冷卻水流出。[0094] 產(chǎn)品氣經(jīng)由最后一級(jí)換熱器19的級(jí)換熱器第二出口19B2、第二產(chǎn)品氣冷卻器第一入口26A1進(jìn)入第二產(chǎn)品氣冷卻器26;冷卻水經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第二入口26A2進(jìn)入并與產(chǎn)品氣進(jìn)行熱交換,冷卻水吸熱升溫并經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第二出口26B2流出,產(chǎn)品氣放熱降溫并經(jīng)由第二產(chǎn)品氣冷卻器第一出口26B1排出。由此排出的產(chǎn)品氣進(jìn)入下一工序中。
聲明:
“基于廢熱回收利用的二氧化碳捕集系統(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)