模块化二氧化碳捕集系统及碳捕集方法与流程

本发明属于碳捕集，具体涉及一种模块化二氧化碳捕集系统及碳捕集方法。

背景技术：

1、在双碳目标的驱动下，火电机组用于灵活调峰将成为常态。相关技术中，碳捕集系统大多按照稳态运行的工况去设计，较难适用于灵活调峰的火电机组，部分调峰机组最低负荷仅为30％，其单位时间产生的烟气量也将随之减小，这对于整个碳捕集系统的压缩机、换热器等设备选型都将产生影响，一般压缩机的最小负荷停留在40％，不能与火电机组的负荷相匹配，并且也影响碳捕集系统的运行效率。

2、此外，对于已建成的火电机组，在进行碳捕集装置的改造升级时，需考虑碳捕集装置的占地面积、施工难度等问题，将对现有的场地空间的布置产生影响。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种模块化二氧化碳捕集系统，能够实现碳捕集系统的模块化布置，提高碳捕集系统的运行效率和火电机组的运行负荷的匹配度，方便对碳捕集装置的升级和改造，降低施工难度。

3、本发明的实施例还提出一种碳捕集方法。

4、根据本发明实施例的模块化二氧化碳捕集系统，包括：

5、多个二氧化碳捕集装置，多个二氧化碳捕集装置分为至少一个碳捕集模块组，所述碳捕集模块组包括多个沿竖直方向叠设布置的所述二氧化碳捕集装置；

6、所述二氧化碳捕集装置具有烟气进口，多个所述二氧化碳捕集装置的烟气进口与电厂机组的烟气输送管道相连接，且各个所述烟气进口与所述烟气输送管道之间设有第一阀；

7、多个所述二氧化碳捕集装置独立运行，并根据所述电厂机组的运行负荷由所述第一阀调节用于碳捕集的所述二氧化碳捕集装置的数量。

8、本发明的实施例的模块化二氧化碳捕集系统，能够实现碳捕集系统的模块化布置，提高碳捕集系统的运行效率和火电机组的运行负荷的匹配度，方便对碳捕集装置的升级和改造，降低施工难度。

9、在一些实施例中，所述碳捕集模块组的数量为多个，多个所述碳捕集模块组在水平方向上呈阵列布置。

10、在一些实施例中，位于同一个所述碳捕集模块组中的相邻两个所述二氧化碳捕集装置之间通过连接件连接；和/或

11、分别位于两个所述碳捕集模块组中的相邻两个所述二氧化碳捕集装置之间通过连接件连接；和/或

12、所述模块化二氧化碳捕集系统还包括支撑座，所述支撑座设在所述碳捕集模块组中最下方的所述二氧化碳捕集装置的底部。

13、在一些实施例中，部分所述二氧化碳捕集装置的额定年碳捕集量小于其他的所述二氧化碳捕集装置的额定年碳捕集量，以使所述模块化二氧化碳捕集系统中的至少部分所述二氧化碳捕集装置碳捕集量之和与所述电厂机组的运行负荷相适配。

14、在一些实施例中，所述二氧化碳捕集装置包括：

15、架体；

16、吸收组件、解吸组件和换热组件，所述吸收组件、所述解吸组件和所述换热组件与所述架体连接，所述换热组件连接在所述吸收组件和所述解吸组件之间，所述换热组件用于对由所述解吸组件进入所述吸收组件中的第一工作介质和由所述吸收组件进入所述解吸组件中的第二工作介质进行换热；

17、所述吸收组件具有烟气进口和净烟气出口，所述解吸组件具有二氧化碳出口。

18、在一些实施例中，所述吸收组件包括：

19、第一壳体，所述第一壳体具有第一腔，所述烟气进口设在第一壳体的底部，所述净烟气出口设在所述第一壳体的顶部，所述第一壳体的底部设有第一排液口，所述第一排液口与所述换热组件的冷侧进口连接；

20、第一喷淋部件，所述第一喷淋部件设在所述第一腔的顶部，所述第一喷淋部件与所述换热组件的热侧出口连接；

21、第一风机，所述第一风机与所述烟气进口连接。

22、在一些实施例中，所述第一壳体的底部具有第一槽体，所述第一风机设在所述第一槽体内；和/或

23、所述吸收组件还包括气液分离板，所述气液分离板设在所述第一壳体的底部，所述第一风机的出风口与所述气液分离板相连接，以分离出烟气中的液体，所述气液分离板的出气端与所述第一腔连通，且所述气液分离板的出气端设有升气帽；和/或

24、所述吸收组件还包括多个第一板体，多个所述第一板体沿竖向间隔布设在所述第一腔内，各个所述第一板体与所述第一腔的内壁之间均设有第一液流口，以在所述第一腔内形成蛇形流道；和/或

25、所述吸收组件还包括储液槽，所述储液槽位于所述第一壳体内，所述储液槽设在所述第一腔的侧部，所述第一腔的底部与所述储液槽相连通，所述第一排液口与所述储液槽连通。

26、在一些实施例中，所述解吸组件包括：

27、第二壳体，所述第二壳体具有第二腔，所述二氧化碳出口设在所述第二壳体的顶部，所述第二壳体的底部设有第二排液口，所述第二排液口与所述换热组件的热侧进口连接；

28、第二喷淋部件，所述第二喷淋部件设在所述第二腔的顶部；

29、再沸器，所述再沸器与所述换热组件和所述第二喷淋部件相连接。

30、在一些实施例中，所述解吸组件还包括多个第二板体，多个所述第二板体沿竖向间隔布设在所述第二腔内，各个所述第二板体与所述第二腔的内壁之间均设有第二液流口，以在所述第二腔内形成蛇形流道；和/或

31、所述吸收组件和解吸组件并排布置，所述换热组件设在所述吸收组件和所述解吸组件之间，且相邻两个所述二氧化碳捕集装置之间通过相应的架体连接；和/或

32、所述二氧化碳捕集装置的纵剖面呈矩形。

33、本发明实施例的碳捕集方法，用于上述任一项实施例所述的模块化二氧化碳捕集系统进行碳捕集，具体包括以下步骤：

34、获取电厂机组的调峰运行负荷区间、以及相应的调峰运行负荷下的烟气流量；

35、确定二氧化碳捕集总量的变化范围；

36、选定不同的额定年碳捕集量的二氧化碳捕集装置、以及每种额定年碳捕集量的二氧化碳捕集装置的数量，并配置为模块化二氧化碳捕集系统；

37、基于电厂机组的调峰运行负荷区间，制定模块化二氧化碳捕集系统的运行策略，以使运行中的所述二氧化碳捕集装置处于正常运行范围内；

38、根据电厂机组的调峰工况，调节所述模块化二氧化碳捕集系统中的二氧化碳捕集装置启停，以对烟气中的二氧化碳进行碳捕集。

技术特征：

1.一种模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述碳捕集模块组的数量为多个，多个所述碳捕集模块组在水平方向上呈阵列布置。

3.根据权利要求2所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，位于同一个所述碳捕集模块组中的相邻两个所述二氧化碳捕集装置之间通过连接件连接；和/或

4.根据权利要求1所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，部分所述二氧化碳捕集装置的额定年碳捕集量小于其他的所述二氧化碳捕集装置的额定年碳捕集量，以使所述模块化二氧化碳捕集系统中的至少部分所述二氧化碳捕集装置碳捕集量之和与所述电厂机组的运行负荷相适配。

5.根据权利要求1所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集装置包括：

6.根据权利要求5所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收组件包括：

7.根据权利要求6所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述第一壳体的底部具有第一槽体，所述第一风机设在所述第一槽体内；和/或

8.根据权利要求5-7中任一项所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述解吸组件包括：

9.根据权利要求8所述的模块化二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述解吸组件还包括多个第二板体，多个所述第二板体沿竖向间隔布设在所述第二腔内，各个所述第二板体与所述第二腔的内壁之间均设有第二液流口，以在所述第二腔内形成蛇形流道；和/或

10.一种碳捕集方法，其特征在于，用于权利要求1-9中任一项所述的模块化二氧化碳捕集系统进行碳捕集，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种模块化二氧化碳捕集系统及碳捕集方法。所述模块化二氧化碳捕集系统，包括多个二氧化碳捕集装置，多个二氧化碳捕集装置分为至少一个碳捕集模块组，碳捕集模块组包括多个沿竖直方向叠设布置的二氧化碳捕集装置；二氧化碳捕集装置具有烟气进口，多个二氧化碳捕集装置的烟气进口与电厂机组的烟气输送管道相连接，且各个烟气进口与烟气输送管道之间设有第一阀；多个二氧化碳捕集装置独立运行，以根据电厂机组的运行负荷由第一阀调节二氧化碳捕集装置的运行数量。本发明能够实现碳捕集系统的模块化布置，提高碳捕集系统的运行效率和火电机组的运行负荷的匹配度，方便对碳捕集装置的升级和改造，降低施工难度。

技术研发人员：范紫桉,许世森,米立海,巩鹏,王超,郜时旺,刘练波,牛红伟,刘汉明,王焕君
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4