[实用新型]一种碳捕集系统再生气热量回收装置

说明书

一种碳捕集系统再生气热量回收装置，包括再生塔，再生塔填料层上方与富液管道相连，再生塔填料层下方与再沸器连接，再生塔底部液体出口与贫液管道相连，再生塔顶部气体出口与余热回收器热侧入口相连，余热回收器热侧出口通过再生气冷却器与第一气液分离罐入口相连，第一气液分离罐顶部气体出口与CO₂管道相连，第一气液分离罐底部液体出口经过减压阀与余热回收器冷侧入口相连，余热回收器冷侧出口与第二气液分离罐入口相连，第二气液分离罐底部液体出口经过冷凝回流泵与再生塔顶部相连，第二气液分离罐顶部气体出口经过压缩机与再生塔底部相连；本实用新型通过设置余热回收器热侧和冷侧的压力梯度，实现有效换热，投资成本低。

技术领域

本实用新型属于二氧化碳捕集技术领域，具体涉及一种碳捕集系统再生气热量回收装置。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是最主要的温室气体。工业生产(石油、电力、化工、水泥等)过程中向大气排放大量的二氧化碳气体，导致全球性的气候变化，威胁人类文明社会的可持续发展。烟气二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被广泛认为是实现大规模温室气体减排、遏制气候变化的重要技术途径。采用有机胺作为二氧化碳吸收溶剂的化学吸收法是当前主流的烟气二氧化碳捕集技术，已开发百万吨级工业级示范装置。当前阻碍碳捕集技术大规模推广的主要原因之一是捕集运行成本，尤其是能耗成本过高。这主要是由于从富液中再生CO₂时需要用到大量的蒸汽导致的。常规的CO₂再生系统的工艺为：在吸收塔中吸收了CO₂后的溶液(富液)由顶部进入再生塔，被再沸器加热至110～120℃，解吸出CO₂气体，同时也伴有大量的水蒸气生成；解析后的贫液从再生塔底部流出，进入吸收塔进行下一个吸收循环；再生气从再生塔顶部流出，再生气温度为95～105℃，压力为150～200kPa；再生气主要由CO₂、水蒸气和微量的杂质气体组成，其中水蒸气的量占到30～50％左右；再生气经过再生气冷却器，被冷却水冷却至35～40℃；冷却除水后的CO₂气体从气液分离罐顶部排出，进入压缩液化系统；脱除下来的冷凝液从气液分离罐底部流出，通过冷凝回流泵从再生塔塔顶注入，保持系统水平衡，同时也达到冷却塔顶再生气的作用。

再生塔解吸的热量的通过再沸器提供的，在再沸器中，再生塔中的溶液被取自电厂的蒸汽加热，蒸汽冷凝成水后重新回到电厂汽-水循环系统。对于质量分数为30％的MEA吸收溶液，解吸出1吨CO₂,约消耗2吨蒸汽，再生热耗约为3.8～4.2GJ/tCO₂，再生蒸汽成本占到总捕集成本的60％～70％。

而另外一方面，碳捕集系统运行过程被冷却水带走的余热很多，碳捕集系统的冷却负荷主要包括三个部分：再生气冷却、贫液冷却和洗涤液冷却，三部分冷却负荷各占约1/3。其中，再生气的温度较高、且含有大量水蒸气，具有较高的余热回收利用价值。对于这部分余热的回收，通常采用热泵系统进行回收利用，但热泵系统比较复杂，投资成本较高。因此，寻求一种简单易于实施的再生气热量回收结构，降低电厂烟气碳捕集的热耗成本，是十分有意义的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种碳捕集系统再生气热量回收装置，投资成本低。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：