[发明专利]一种利用中低温地热能辅助二氧化碳捕集的梯级利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种中低温地热能辅助二氧化碳捕集集成技术，具体涉及中低温地热能与 电厂烟气中二氧化碳捕集子系统以及电厂给水加热系统的集成，利用地热能提供二氧化碳 捕集子系统的能量补偿，同时给给水加热系统提供低温热，在实现地热能梯级利用的同时， 有效地降低电厂因抽蒸汽所带来的效率下降。

背景技术

CO₂的捕集、利用与封存被视为减排CO₂的战略性技术和重要途径，是现阶段可以实 现大规模CO₂减排的最直接技术，也是未来具有最大减排潜力的碳捕集技术。目前我国发 电厂以火力发电为主，其燃烧发电过程排放的二氧化碳占到了总排放量的近六成，因此， 电厂应该加快节能减排的进程，尤其是实现发电过程中CO₂的捕集。

针对既有电厂方面烟气中CO₂的捕集，燃烧后碳捕集这一技术方案被广泛认可，也是 一种对现有电厂所需改造最少的捕集方式。在目前发展的捕集技术中，以化学吸收法，尤 其是以单乙醇胺(MEA)为吸收剂的捕集方法发展最为快速和成熟，具有在示范和商业中 应用的前景。但是，CO₂捕集过程中需要消耗大量热能，对MEA法而言，再沸器的耗能 达到3-4GJ/吨CO₂，其热需求通常来源于电厂汽轮机中低压缸中的抽汽，从而造成电厂发 电效率下降15-30％。

地热能作为一种清洁能源，具有温度分布广泛，开发利用潜力十分巨大的特点。据原 地矿部统计，我国地热资源十分丰富，其探明的藏南、滇西、川西以及台湾省的地热资源 尤为丰富，且多为150℃以上的高温地热资源，而其开发利用目前仍处于初级阶段。将地 热能与现有的二氧化碳捕集子系统结合，利用地热的中低温热进行捕集系统解吸的用热需 求以及电厂低压给水预热，可大幅降低从电厂汽轮机中抽蒸汽的能耗，在维持电厂稳定性 的同时实现可再生能源与电厂二氧化碳减排的双重功效，有力推动我国地热能与烟气捕集 集成技术的大规模应用。

发明内容

为了降低电厂CO₂捕集对电厂的影响，本发明提出了一种利用中低温地热能辅助二氧 化碳捕集的梯级利用系统，根据不同的集成方式实现地热能不同温度区间的梯级利用。在 提供CO₂捕集解吸热的同时降低电厂抽汽系统的影响。

为了有效地解决上面的技术问题，本发明一种利用中低温地热能辅助二氧化碳捕集的 梯级利用系统，包括电厂发电子系统、二氧化碳捕集子系统、中低温地热能子系统；所述 电厂发电子系统包括输煤器，锅炉、汽轮机、乏汽凝汽器、第一泵、低压给水换热器和高 压给水换热器；所述锅炉、汽轮机、乏汽凝汽器、第一泵、低压给水换热器和高压给水换 热器依次串联构成了一蒸汽循环系统；所述二氧化碳捕集子系统包括烟气净化处理装置、 吸收塔、富液泵、贫/富液换热器、贫液泵、解吸塔、再沸器以及多级压缩装置；所述锅 炉的烟气出口与所述烟气净化处理装置的入口连接，所述烟气净化处理装置的出口连接至 吸收塔下部的气体入口；所述贫/富液换热器分别与所述贫液泵的出口、所述解吸塔上部的 富液喷淋入口、所述富液泵的出口及所述吸收塔的上部贫液喷淋入口相连；所述解吸塔底 部的入口分别与所述再沸器的出口及所述贫液泵的入口相连，所述解吸塔顶部的气体出口 连接到所述多级压缩装置的入口；所述汽轮机与所述再沸器之间的连接管路上设有抽汽阀 门；所述中低温地热能子系统包括第二泵和依次与生产井串联的第一控制阀、过滤器、地 热换热器、第三泵以及注入井；所述地热换热器的低温测出口与再沸器的高温侧入口连接， 所述汽轮机的抽汽口与所述再沸器的高温侧入口连接，所述再沸器的高温侧出口与第二泵 的入口端之间的连接关系包括以下两种情形；一种是：所述再沸器的高温侧出口与第二泵 的入口端直接相连；另一种是；所述再沸器的高温侧出口与低压给水换热器的热源端入口 连接，所述低压给水换热器的热源端出口与第二泵的入口端相连；所述第二泵的出口端连 接至所述地热换热器的低温测入口。