专利名称：一种二氧化碳捕捉系统的制作方法
技术领域：
一种二氧化碳捕捉系统技术领域[0001]本实用新型涉及化工生产设备领域，特别是指一种二氧化碳捕捉系统。
背景技术：
[0002]二氧化碳是一种非常宝贵的碳资源，可以被广泛用于多种领域。化学合成工业、 机械保护焊接、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业都需要二氧化碳。而我国二氧化碳的气体来源又非常丰富有机化工厂的制氢、乙二醇生产，无机化工厂的变换气、合成氨生产，粮食发酵酿酒，钙、镁等矿石分解， 硼矿粉碳解，油田伴生气，燃烧矿物燃料或重油的烟道气等等都含有一定量的二氧化碳，其中，矿物燃料的燃烧是二氧化碳最主要的来源。[0003]目前我国电厂排放的二氧化碳约占全国排放总量的38%左右，据美国能源部能源信息署的预测，2025年我国二氧化碳排放量将达55. 7 78. 2亿吨，发电厂排放的二氧化碳将占总量的50%以上,约27. 9 39. I亿吨。燃煤火电厂在未来一段时间内仍会作为主要的电力来源，也是工业生产中二氧化碳的主要排放源之一。用一乙醇胺(MEA)吸收火电厂烟气中的二氧化碳是比较成熟的技术，火电厂二氧化碳减排的过程中需要大量能量，常规电厂是从汽轮机引出抽汽加热一乙醇胺富液进行分解，由于燃烧后烟气的体积流量大、二氧化碳的分压偏小，所以从汽轮机中引出低压蒸汽进行脱碳的能耗比较大，会直接导致电厂的汽轮机效率降低约1/3，所以，开发既不降低汽轮机效率又能降低二氧化碳排放的捕捉系统是当前研究开发的重点，这就要求我们能够找到汽轮机抽汽的替代热源为再沸器提供热量，也就是通过耦合可再生能源进行系统集成，从而降低燃烧后二氧化碳分离能耗。实用新型内容[0004]本实用新型提出一种二氧化碳捕捉系统，解决了现有技术中用一乙醇胺吸收火电厂烟气中的二氧化碳时，从汽轮机中引出低压蒸汽进行脱碳的能耗比较大，会直接导致电厂的汽轮机效率降低的问题。[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的[0006]一种二氧化碳捕捉系统，包括[0007]太阳能集热系统；[0008]太阳能跟踪系统，与所述太阳能集热系统连接；[0009]二氧化碳捕捉再生系统，与所述太阳能集热系统连接。[0010]进一步地，所述太阳能集热系统包括[0011]给水泵；[0012]蒸发段，与所述给水泵连接；[0013]分离器，与所述蒸发段连接；[0014]再循环水泵，分别与所述分离器和所述蒸发段连接；[0015]过热段，与所述分离器连接。[0016]其中，所述蒸发段和所述过热段均包括若干槽式太阳能集热器。[0017]进一步地，所述槽式太阳能集热器包括[0018]吸热管；[0019]抛物面反射镜；[0020]金属支撑装置；[0021 ] 其中，所述抛物面反射镜和所述吸热管均设置于所述金属支撑装置上。[0022]进一步地，所述太阳能跟踪系统包括[0023]传感器装置，包括光电传感器和温度传感器；[0024]人机交互装置,包括显示装置和按键装置；[0025]驱动装置，包括驱动芯片和步进电机，所述驱动芯片与所述步进电机连接，所述步进电机与所述抛物面反射镜连接；[0026]计时/定时装置，包括定时芯片、计时芯片和备用自动充电装置，所述定时芯片、 所述计时芯片均与所述备用自动充电装置连接；[0027]处理器，分别与光电传感器、温度传感器、显示装置、按键装置、驱动芯片、步进电机、定时芯片和计时芯片连接；[0028]电源装置，与所述处理器连接。[0029]进一步地，所述二氧化碳捕捉再生系统包括[0030]吸收塔；[0031]换热器，与所述吸收塔连接；[0032]再生塔，与所述换热器连接；[0033]再沸器，分别与所述再生塔、所述吸收塔和所述过热段连接。[0034]本实用新型的有益效果为[0035]I、本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能集热系统替代汽轮机抽汽热源为再沸器提供热量，既不降低汽轮机效率又能降低二氧化碳排放，绿色环保；本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统可以实时调整太阳能集热系统，增加了单位面积太阳能的利用效率。[0036]2、在本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能集热系统中，工质水能以较高的流速通过蒸发段得到蒸汽，未蒸发的水和蒸汽的混合物在分离器中进行分离，分离后的水通过再循环水泵再次输送到蒸发段，分离出的蒸汽在过热段进一步加热以达到所需温度，整个过程中工质的流速较高，可以获得较有利的流态，因此，本实用新型的太阳能集热系统结构简单，设计合理。[0037]3、本实用新型二氧化碳捕捉系统的槽式太阳能集热器仅包括吸热管、抛物面反射镜和金属支撑装置，结构紧凑，占地面积小，加工简单，生产成本低，从而使得本二氧化碳捕捉系统占地面积小，生产成本低。[0038]4、本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统根据光照强度自动选择工作模式，最大限度地保持槽式太阳能集热器与太阳同步，工作可靠，时间信息测量准确，能耗低，提高太阳能利用效率。
[0039]为了更清楚地说明本实用新型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 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的结构框图；图2为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的太阳能集热系统的结构示意图；图3为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的槽式太阳能集热器的结构示意图；图4为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统的结构框图；图5为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的二氧化碳捕捉再生系统的结构示意 图；图6为本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统的算法流程图。图中1、太阳能集热系统；2、太阳能跟踪系统；3、二氧化碳捕捉再生系统；4、给水泵；5、 蒸发段；6、分离器；7、再循环水泵；8、过热段；9、槽式太阳能集热器；10、吸热管；11、抛物 面反射镜；12、金属支撑装置；13、传感器装置；14、光电传感器；15、温度传感器；16、人机交 互装置；17、显示装置；18、按键装置；19、驱动装置；20、驱动芯片；21、步进电机；22、计时/ 定时装置；23、定时芯片；24、计时芯片；25、备用自动充电装置；26、处理器；27、电源装置； 28、吸收塔；29、换热器；30、再生塔；31、再沸器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1所示，在本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的第一实施例中，二氧化碳捕 捉系统包括太阳能集热系统1;太阳能跟踪系统2，与所述太阳能集热系统1连接；二氧化碳捕捉再生系统3，与所述太阳能集热系统1连接。本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能集热系统1替代汽轮机抽汽热源为再沸 器31提供热量，既不降低汽轮机效率又能降低二氧化碳排放，绿色环保；本实用新型二氧 化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统2可以实时调整太阳能集热系统，增加了单位面积太阳能 的利用效率。如图2所示，在本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的另一实施例中，所述太阳能 集热系统1可以包括给水泵4 ；蒸发段5，与所述给水泵4连接；分离器6，与所述蒸发段5连接；再循环水泵7，分别与所述分离器6和所述蒸发段5连接；[0059]过热段8，与所述分离器6连接。[0060]其中，所述蒸发段5和所述过热段8均包括若干槽式太阳能集热器9。[0061]在使用时，给水泵4将工质水送入蒸发段5，工质水在蒸发段5受热部分或全部成为蒸汽，之后进入分离器6，分离器将水与蒸汽分离，分离出的蒸汽在过热段8进一步加热， 分离出的水由再循环水泵7再次送入蒸发段5。[0062]在本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能集热系统I中，工质水能以较高的流速通过蒸发段5得到蒸汽，未蒸发的水和蒸汽的混合物在分离器6中进行分离，分离后的水通过再循环水泵7再次输送到蒸发段5，分离出的蒸汽在过热段8进一步加热以达到所需温度，整个过程中工质的流速较高，可以获得较有利的流态，因此，本实用新型的太阳能集热系统结构简单，设计合理。[0063]如图3所示，在本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的另一实施例中，所述槽式太阳能集热器9可以包括[0064]吸热管10 ；[0065]抛物面反射镜11;[0066]金属支撑装置12 ；[0067]其中，所述抛物面反射镜11和所述吸热管10均设置于所述金属支撑装置12上。[0068]其中，具体地，吸热管10作为槽式太阳能集热器9的热量收集元件，可以为如下结构由一根外径为70_的不锈钢管外套直径115_的真空玻璃管组成，不锈钢管外镀金属陶瓷的选择性涂层，玻璃管外涂双层反射膜，太阳光的透过率为96. 5%，不锈钢管和玻璃罩管之间抽真空，用玻璃金属密封垫结合波纹管的方式进行真空密封，真空管内还添有吸气剂，可以吸收渗入真空管内的气体以保持长时间的真空，从而既可以保护选择性涂层，还可以减少高温工作时的热损；抛物面反射镜11可以是由加热弯曲成形的玻璃板组成；金属支撑装置12可以是衍架结构。[0069]本实用新型二氧化碳捕捉系统的槽式太阳能集热器9仅包括吸热管10、抛物面反射镜11和金属支撑装置12，结构紧凑，占地面积小，加工简单，生产成本低，从而使得本二氧化碳捕捉系统占地面积小，生产成本低。[0070]如图4所示，在本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的另一实施例中，所述太阳能跟踪系统2可以包括[0071]传感器装置13，包括光电传感器14和温度传感器15 ；[0072]人机交互装置16,包括显示装置17和按键装置18 ；[0073]驱动装置19，包括驱动芯片20和步进电机21，所述驱动芯片20与所述步进电机 21连接，所述步进电机21与所述抛物面反射镜11连接；[0074]计时/定时装置22，包括定时芯片23、计时芯片24和备用自动充电装置25，所述定时芯片23、所述计时芯片24均与所述备用自动充电装置25连接；[0075]处理器26，分别与光电传感器14、温度传感器15、显示装置17、按键装置18、驱动芯片20、步进电机21、定时芯片23和计时芯片24连接；[0076]电源装置27，与所述处理器26连接。[0077]其中，优选地，处理器26为单片机。[0078]如图6所示，本太阳能跟踪系统2的算法流程如下[0079]开机后，整个太阳能跟踪系统2先进行自检，对主要工作部分的状态进行检测，如有不正常状态则显示于显示装置17上，太阳能跟踪系统2不工作；如状态正常，则开始工作。[0080]开始工作后，先检查当前时间，若为晚上，则太阳能跟踪系统2自动进入休眠状态；若为白天，则进行光照强度检测。若光照很强，则采用光电跟踪模式，处理器26对光电传感器的信号进行采集、校正后，经过PID控制算法，控制步进电机21转动，调整抛物面反射镜11位置，使抛物面反射镜11正对太阳；若光照较强，则采用光电跟踪和定时跟踪共同作用的模式，两种控制算法的输出加权平均后，驱动步进电机21 ;若光照较弱，为了避免系统误动作，则采用定时跟踪模式，采集光电传感器14和温度传感器15的信号，换算出当前抛物面反射镜11位置，与计算所得的太阳位置进行比较，依据其误差驱动步进电机21转动；若光照极弱，则锁定系统，系统不动作。[0081]当一次动作调整完成后，开启定时芯片23，开始定时，同时系统进入休眠状态，等待定时结束后被唤醒。[0082]本实用新型二氧化碳捕捉系统的太阳能跟踪系统2根据光照强度自动选择工作模式，最大限度地保持槽式太阳能集热器9与太阳同步，工作可靠，时间信息测量准确，能耗低，提高太阳能利用效率。[0083]如图5所示，在本实用新型一种二氧化碳捕捉系统的另一实施例中，所述二氧化碳捕捉再生系统3可以包括[0084]吸收塔28 ；[0085]换热器29，与所述吸收塔28连接；[0086]再生塔30，与所述换热器29连接；[0087]再沸器31，分别与所述再生塔30、所述吸收塔28和所述过热段8连接。[0088]使用时，烟气经过除尘、脱硫后进入吸收塔28，在吸收塔28中，烟气自下而上向上流动，与从吸收塔28上部通入的一乙醇胺贫液形成逆流接触，使二氧化碳被一乙醇胺贫液吸收，经过脱碳后的烟气从塔顶排出。吸收了二氧化碳的一乙醇胺吸收液富液通过富液泵 (图中未画出)加压经换热器29送入再生塔30。为了减少一乙醇胺富液再生时消耗的蒸汽量，利用经过再生的一乙醇胺吸收溶液贫液余热在换热器29对一乙醇胺富液加热，同时也达到了冷却再生溶液的目的，一乙醇胺富液从再生塔30的上部进入，解吸部分二氧化碳， 然后进入再沸器31，进一步解吸二氧化碳。解吸二氧化碳后的一乙醇胺贫液从再生塔30的底部流出，经过换热器29换热后，再用泵送到水冷器(图中未画出)，冷却降温后进入吸收塔28。从再生塔30顶部出来的二氧化碳和蒸汽混合物通入冷却器(图中未画出)进行冷却降温，对汽水混合物进行分离后，冷凝水经过回流补液重新回到系统，二氧化碳继续进行后续处理。[0089]本实用新型的二氧化碳捕捉系统具有良好的二氧化碳捕集能力，捕集效率在90% 左右，使用太阳能替代部分化石燃料的燃烧，减少了二氧化碳的生成，间接降低了二氧化碳排放。[0090]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种二氧化碳捕捉系统，其特征在于，包括 太阳能集热系统⑴； 太阳能跟踪系统(2)，与所述太阳能集热系统(I)连接； 二氧化碳捕捉再生系统(3)，与所述太阳能集热系统(I)连接。
2.根据权利要求I所述的二氧化碳捕捉系统，其特征在于，所述太阳能集热系统(I)包括 给水泵⑷； 蒸发段(5)，与所述给水泵(4)连接； 分离器￠)，与所述蒸发段(5)连接； 再循环水泵(7)，分别与所述分离器(6)和所述蒸发段(5)连接； 过热段(8)，与所述分离器(6)连接。
其中，所述蒸发段(5)和所述过热段(8)均包括若干槽式太阳能集热器(9)。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕捉系统，其特征在于，所述槽式太阳能集热器(9)包括 吸热管(10)； 抛物面反射镜(11); 金属支撑装置(12)； 其中，所述抛物面反射镜(11)和所述吸热管(10)均设置于所述金属支撑装置(12)上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的二氧化碳捕捉系统，其特征在于，所述太阳能跟足示系统⑵包括 传感器装置(13)，包括光电传感器(14)和温度传感器(15)； 人机交互装置(16)，包括显示装置(17)和按键装置(18)； 驱动装置(19)，包括驱动芯片(20)和步进电机(21)，所述驱动芯片(20)与所述步进电机(21)连接，所述步进电机(21)与所述抛物面反射镜(11)连接； 计时/定时装置(22)，包括定时芯片(23)、计时芯片(24)和备用自动充电装置(25)，所述定时芯片(23)、所述计时芯片(24)均与所述备用自动充电装置(25)连接； 处理器(26)，分别与光电传感器(14)、温度传感器(15)、显示装置(17)、按键装置(18)、驱动芯片(20)、步进电机(21)、定时芯片(23)和计时芯片(24)连接； 电源装置(27)，与所述处理器(26)连接。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳捕捉系统，其特征在于，所述二氧化碳捕捉再生系统⑶包括 吸收塔(28)； 换热器(29)，与所述吸收塔(28)连接； 再生塔(30)，与所述换热器(29)连接； 再沸器(31)，分别与所述再生塔(30)、所述吸收塔(28)和所述过热段(8)连接。
专利摘要本实用新型提出了一种二氧化碳捕捉系统，用于解决现有技术中用一乙醇胺吸收火电厂烟气中的二氧化碳时，从汽轮机中引出低压蒸汽进行脱碳的能耗比较大，会直接导致电厂的汽轮机效率降低的问题。二氧化碳捕捉系统，包括太阳能集热系统；太阳能跟踪系统，与所述太阳能集热系统连接；二氧化碳捕捉再生系统，与所述太阳能集热系统连接。本实用新型的二氧化碳捕捉系统，其太阳能集热系统替代汽轮机抽汽热源为再沸器提供热量，既不降低汽轮机效率又能降低二氧化碳排放，绿色环保；其太阳能跟踪系统可以实时调整太阳能集热系统，增加了单位面积太阳能的利用效率。
文档编号C01B31/20GK202803068SQ20122041690
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者艾博, 周志宇, 孙莹, 姜越, 张良, 白俊维 申请人:华北电力大学