一种回收余热的烟气深度碳捕集装置及方法

技术领域

本发明属于环境领域，具体涉及一种回收余热的烟气深度碳捕集装置及方法。

背景技术

气候变暖已引起全球范围的密切关注，CO

MEA(单乙醇胺)法是捕集CO2的常用方法，通过MEA的吸收与解吸实现再生循环，但再生过程需要利用高温热源，一般采用电厂汽轮机抽汽，导致技术整体能耗较高。同时，燃煤电厂湿法脱硫塔出口的烟气温度较高，高于MEA工艺对烟气温度的要求，CO2吸收率低。

对热电联产机组而言，回收系统中的余热是在不扩大机组规模的情况下增加供热能力的最佳方式之一。目前电厂通常采用水喷淋的方法将烟气降至50～60℃后进行排放，未对其中的热量进行回收，造成了能量的浪费。同时，喷淋后产生的脱硫浆液中也存在大量二氧化碳，为进一步捕集二氧化碳增加了难度。

CN 109454620 A公开了一种碳捕集与余热回收耦合装置，利用吸收塔和解吸塔实现对工业排出的高温烟气中CO

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收余热的烟气深度碳捕集装置及方法，解决了现有技术虽然能达到一定的回收余热的目的，但是热量回收率较低的问题，同时，现有技术中吸收塔入口烟气温度高，CO

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种回收余热的烟气深度碳捕集装置，包括脱硫塔、初级分离器、闪蒸罐、吸收塔和解吸塔，其中，所述脱硫塔上设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气出口连接吸收塔上开设的烟气入口；所述脱硫塔上设置的浆液出口经过初级分离器连接闪蒸罐上设置的浆液入口；所述闪蒸罐上设置的浆液出口连接脱硫塔上设置的浆液入口；

所述初级分离器上设置的气体出口连接吸收塔上设置的气体入口；

所述吸收塔上设置的富液出口连接解吸塔上设置的富液入口；

所述解吸塔上设置的贫液出口连接吸收塔上设置的贫液入口；

所述吸收塔上设置有烟气出口。

优选地，所述吸收塔上设置的富液出口连接解吸塔上设置的富液入口之间设置有换热单元。

优选地，所述换热单元上设置的蒸汽入口连接闪蒸罐上设置的蒸汽出口。

优选地，所述换热单元包括贫-富液换热器和吸收式热泵，其中，所述吸收塔上设置的富液出口依次经过贫-富液换热器和吸收式热泵连接解吸塔上设置的富液入口；

所述解吸塔上设置的贫液出口经过贫-富液换热器连接吸收塔上设置的贫液入口。

优选地，所述闪蒸罐上设置的蒸汽出口连接吸收式热泵上设置的蒸汽入口。

优选地，所述吸收式热泵上设置有驱动蒸汽入口和第一冷凝水出口，所述第一冷凝水出口连接净水箱。

优选地，所述吸收式热泵上设置有第二冷凝水出口。

优选地，所述解吸塔上设置的二氧化碳出口连接冷凝器上的气体出口；所述冷凝器上设置有气体出口和液体出口，所述液体出口连接解吸塔上的液体入口。

一种回收余热的烟气深度碳捕集方法，包括以下步骤：

烟气进入脱硫塔与从塔顶喷淋的低温脱硫浆液进行换热并被净化，烟气降温增湿；

脱硫塔底部的高温脱硫浆液进入初级气液分离器将CO

脱除CO

从脱硫塔净化后的饱和湿烟气进入吸收塔与从塔顶喷淋的MEA贫液逆流接触，烟气中的CO

MEA富液从吸收塔塔底排出，进入解吸塔发生解吸；解吸后的MEA贫液进入吸收塔循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种回收余热的烟气深度碳捕集装置，通过脱硫浆液闪蒸，降低脱硫浆液温度，从而降低脱硫塔排出烟气温度至约40℃，达到MEA吸收CO

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的一种回收余热的烟气深度碳捕集装置，包括脱硫塔1、初级分离器4、闪蒸罐5、吸收塔2和解吸塔3，其中，所述脱硫塔1上设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气出口连接吸收塔2上开设的烟气入口；所述脱硫塔1上设置的浆液出口经过初级分离器4连接闪蒸罐5上设置的浆液入口；所述闪蒸罐5上设置的浆液出口连接脱硫塔1上设置的浆液入口；

所述初级分离器4上设置的气体出口连接吸收塔2上设置的气体入口；

所述吸收塔2上设置的富液出口连接解吸塔3上设置的富液入口；

所述解吸塔3上设置的贫液出口连接吸收塔2上设置的贫液入口；

所述吸收塔2上设置有烟气出口。

本发明提供的一种回收余热的烟气深度碳捕集方法，包括以下步骤：

烟气9进入脱硫塔1与从塔顶喷淋的低温脱硫浆液12进行换热并被净化，烟气降温增湿；

脱硫塔1底部的高温脱硫浆液10进入初级气液分离器4将CO

脱除CO

从脱硫塔1净化后的饱和湿烟气11进入吸收塔2与从塔顶喷淋的MEA贫液逆流接触，烟气中的CO

MEA富液17从吸收塔塔底排出，进入解吸塔3发生解吸；解吸后的MEA贫液20进入吸收塔2循环。

如图1所示，本发明提供的一种回收余热的烟气深度碳捕集装置，包括脱硫塔1、吸收塔2、解吸塔3、初级气液分离器4、闪蒸罐5、吸收式热泵6、贫-富液换热器7和冷凝器8，其中，所述脱硫塔1上开设有烟气入口和烟气出口，烟气出口连接吸收塔2上设置的烟气入口。

所述脱硫塔1上开设的浆液出口连接初级气液分离器4上开设的浆液入口。

所述初级气液分离器4上开设的气体出口连接吸收塔2上开设的气体入口。

所述初级气液分离器4上开设的浆液出口连接闪蒸罐5上的浆液入口。

所述闪蒸罐5上开设的蒸汽出口连接吸收式热泵6上设置的蒸汽入口。

所述吸收式热泵6上设置有驱动蒸汽入口和第一冷凝水出口，所述第一冷凝水出口连接有净水箱。

所述吸收式热泵6上设置有第二冷凝水出口。

所述吸收塔2上开设的富液出口依次经过贫-富液换热器7和吸收式热泵6连接解吸塔3上开设的富液入口。

所述解吸塔3上开设的贫液出口经过贫-富液换热器7连接吸收塔2上开设的贫液入口。

所述解吸塔3上开设的气体出口连接有冷凝器8上开设的气体入口。

所述冷凝器8上开设有气体出口和液体出口，所述液体出口连接解吸塔3上开设的液体入口。

所述吸收塔2上开设有烟气出口。

本发明的工作原理：

烟气9进入脱硫塔1与从塔顶喷淋的低温脱硫浆液12换热并被净化，烟气降温增湿。

脱硫塔底的高温脱硫浆液10进入初级气液分离器4，在约20kPa绝压的真空下，脱硫浆液中的CO

脱除CO

闪蒸蒸汽13进入吸收式热泵5，利用驱动蒸汽15进行提质，并加热MEA富液。驱动蒸汽在热泵内冷凝后成冷凝水16返回净水箱；闪蒸蒸汽13冷凝后为冷凝水14用作脱硫补水。

净化后的饱和湿烟气11进入吸收塔2与从塔顶喷淋的MEA贫液逆流接触，烟气中的CO

MEA富液17从吸收塔塔底排出，经贫-富液换热器7升温后进入吸收式热泵6进一步升温成高温富液19后进入解吸塔3发生解吸。

解吸后的MEA贫液20经贫-富液换热器7降温后进入吸收塔2循环。

解吸出的富CO

本发明通过脱硫浆液闪蒸，降低脱硫浆液温度，从而降低脱硫塔排出烟气温度至约40℃，达到MEA吸收CO

通过脱硫浆液闪蒸，实际是将烟气的热量进行回收，该部分热量经吸收式热泵提质后用于加热MEA富液，可有效降低MEA再生过程中对电厂蒸汽的消耗，从而降低再生能耗。通过将脱硫浆液分两步进行闪蒸，在第一步初级气液分离阶段将主要的CO