基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统的制作方法

本发明涉及溶液吸湿，尤其涉及基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统。

背景技术：

1、目前捕集气体中二氧化碳的方式较多，其中较为典型的是用吸收液(如一种或多种胺)与气体直接接触喷淋的吸收法。但这种典型的技术在处理高含湿量的热湿废气时会遇到一定的问题：第一，吸收液在吸收二氧化碳的同时，也会不断捕捉烟气中的液态水，使得吸收能力降低，且吸收液中的液态水还会在解吸的过程中变为水蒸气影响二氧化碳产品纯度；第二，由于缺少冷却的方式，吸收液的温度普遍高于烟气温度，温度较高时吸收液中的二氧化碳分压升高，会导致吸收效果变差；第三，由于解吸器中二氧化碳气化吸热，需要消耗高品质的热量(如蒸汽)维持解吸器的温度，能耗较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，包括：

3、吸收塔；

4、所述吸收塔a段连接溶液循环回路，所述吸收塔的b段连接碳捕集回路，所述碳捕集回路与溶液循环回路连接，使所述溶液循环回路中的高温气体输送到碳捕集回路中进行余热回收，所述碳捕集回路将吸收水作为冷凝水输送到所述溶液循环回路中，作为冷凝水进入冷凝器中；

5、所述碳捕集回路包括吸收液换热器，所述吸收液换热器的输出端连接解吸器，所述解吸器将吸收液通过所述吸收液换热器输送到吸收液冷却器中，在所述解吸器的另一侧连接再沸器，所述解吸器的上方连接二氧化碳压缩机；

6、所述溶液循环回路包括溶液储箱，所述溶液储箱的上方连接溶液冷却器，所述溶液储箱通过溶液换热器连接发生器，所述发生器一路连接真空维持装置，另一路通过阀体与所述再沸器连接。

7、作为上述技术方案的进一步描述：所述碳捕集回路将所述吸收塔b段处的烟气通过吸收液进行喷淋，所述吸收塔b段的塔底通过泵体将吸收液通过管道输送到吸收液换热器中进行升温，所述吸收液换热器的输出端连接解吸器的顶部。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述解吸器底部通过泵体连接所述吸收液换热器，将解析后的吸收液进行降温，所述吸收液换热器的一侧连接吸收液冷却器，所述吸收液冷却器连接所述吸收塔b段的顶部，可将冷却后的吸收液再次进行喷淋。

9、作为上述技术方案的进一步描述：所述解吸器连接再沸器，所述再沸器的另一侧通过阀体控制通入驱动蒸汽，对内部的吸收液进行加热，另一输出端将冷凝水排出。

10、作为上述技术方案的进一步描述：所述解吸器顶部连接二氧化碳压缩机，将吸收二氧化碳的吸收液加热后释放处二氧化碳气体，通过所述二氧化碳压缩机压缩排出。

11、作为上述技术方案的进一步描述：所述溶液循环回路将所述吸收塔a段处的烟气经过吸湿性溶液喷淋后，在塔底处存液，将溶液输送到溶液储箱中，所述溶液储箱通过泵体输送到溶液冷却器降温后再次输送到所述吸收塔a段的上方进行再次喷淋。

12、作为上述技术方案的进一步描述：所述溶液储箱的底部通过泵体连接溶液换热器，通过所述溶液换热器升温后，将溶液输送到发生器中，释放出二次蒸汽，使浓度再次提高，通过泵体经所述溶液换热器输送回所述溶液储箱中。

13、作为上述技术方案的进一步描述：所述二次蒸汽进从所述发生器一路进入所述再沸器中，与驱动蒸汽共同进行加热，另一路作为冷凝水排出。

14、作为上述技术方案的进一步描述：所述发生器的一侧通过阀体连接真空维持装置，通过所述真空维持装置将不凝气释放出。

15、作为上述技术方案的进一步描述：所述溶液冷却器和所述吸收液冷却器接入冷源水，并将冷源水输送到所述冷凝器中，将加热后的冷源水再次降温排出。

16、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

17、1、将溶液开式吸收式热泵与气体中的二氧化碳捕集技术进行有机结合，根据开式吸收式热泵的发生器是否开启，分为吸收水分/释放水分两种运行方式。

18、2、解决了吸收式碳捕集技术在处理高湿烟气时存在的液态水进入吸收液、进塔吸收液温度高、能耗高的问题，提高了吸收效率，同时给开式吸收式热泵增加了热量释放渠道，从而能够使开式吸收式热泵回收更多烟气热量。

19、3、可以在外部需求蒸汽量大的时候采用吸收水分模式节约蒸汽，在外部需求蒸汽量小的时候采用释放水分模式，通过溶液储箱实现溶液蓄浓，通过蓄浓来实现蓄能和调峰效果；也可一直以释放水分模式运行，保持吸收量与发生量相同，实现溶液浓度稳定，总体较为灵活。

技术特征：

1.基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述碳捕集回路将所述吸收塔(1)b段处的烟气通过吸收液进行喷淋，所述吸收塔(1)b段的塔底通过泵体将吸收液通过管道输送到吸收液换热器(3)中进行升温，所述吸收液换热器(3)的输出端连接解吸器(4)的顶部。

3.根据权利要求2所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述解吸器(4)底部通过泵体连接所述吸收液换热器(3)，将解析后的吸收液进行降温，所述吸收液换热器(3)的一侧连接吸收液冷却器(5)，所述吸收液冷却器(5)连接所述吸收塔(1)b段的顶部，可将冷却后的吸收液再次进行喷淋。

4.根据权利要求2所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述解吸器(4)连接再沸器(6)，所述再沸器(6)的另一侧通过阀体控制通入驱动蒸汽，对内部的吸收液进行加热，另一输出端将冷凝水排出。

5.根据权利要求2所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述解吸器(4)顶部连接二氧化碳压缩机(7)，将吸收二氧化碳的吸收液加热后释放处二氧化碳气体，通过所述二氧化碳压缩机(7)压缩排出。

6.根据权利要求3所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述溶液循环回路将所述吸收塔(1)a段处的烟气经过吸湿性溶液喷淋后，在塔底处存液，将溶液输送到溶液储箱(8)中，所述溶液储箱(8)通过泵体输送到溶液冷却器(9)降温后再次输送到所述吸收塔(1)a段的上方进行再次喷淋。

7.根据权利要求6所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述溶液储箱(8)的底部通过泵体连接溶液换热器(10)，通过所述溶液换热器(10)升温后，将溶液输送到发生器(11)中，释放出二次蒸汽，使浓度再次提高，通过泵体经所述溶液换热器(10)输送回所述溶液储箱(8)中。

8.根据权利要求7所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述二次蒸汽进从所述发生器(11)一路进入所述再沸器(6)中，与驱动蒸汽共同进行加热，另一路作为冷凝水排出。

9.根据权利要求7所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述发生器(11)的一侧通过阀体连接真空维持装置(12)，通过所述真空维持装置(12)将水分释放出。

10.根据权利要求6所述的基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，其特征在于：所述溶液冷却器(9)和所述吸收液冷却器(5)接入冷源水，并将冷源水输送到所述冷凝器(2)中，将加热后的冷源水再次降温排出。

技术总结
本发明公开了基于溶液开式吸收的烟气碳捕集及余热回收一体化系统，包括：吸收塔；吸收塔A段连接溶液循环回路，吸收塔的B段连接碳捕集回路，碳捕集回路与溶液循环回路连接，使溶液循环回路中的高温气体输送到碳捕集回路中进行余热回收，碳捕集回路将吸收水作为冷凝水输送到溶液循环回路中；该装置将溶液开式吸收式热泵与气体中的二氧化碳捕集技术进行有机结合，根据开式吸收式热泵的发生器是否开启，分为吸收水分和释放水分两种输送回路，解决了吸收式碳捕集技术在处理高湿烟气时存在的液态水进入吸收液、进塔吸收液温度高、能耗高的问题，提高了吸收效率。

技术研发人员：徐敬玉,赵晓光,白亮,蔡国东
受保护的技术使用者：昊姆（上海）节能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13