[发明专利]一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统

权利要求书

1.一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统，包括工业设备(1)，其特征在于，还包括CO₂捕集系统和CO₂动力循环系统；

所述CO₂捕集系统用于捕集所述工业设备(1)烟气中CO₂，包括依次连接的烟气净化装置(7)、除水装置(8)、捕集系统压缩机(9)、多流体换热器(11)、烟气冷却器(12)、捕集系统膨胀机(13)和气液分离器(14)，经过所述气液分离器(14)得到的液态CO₂和CO₂捕集后剩余烟气均通入至所述多流体换热器(11)；

所述CO₂动力循环系统用于将所述CO₂捕集系统捕集到的CO₂作为动力循环工质回收所述工业设备(1)烟气余热，包括依次连接的烟气换热器(2)、动力循环膨胀机(3)、工质冷凝器(4)和CO₂储存罐(5)，所述CO₂储存罐(5)的其中一个出口与所述烟气换热器(2)的CO₂入口相连接，所述烟气换热器(2)的烟气入口与所述工业设备(1)的烟气出口相连接，所述烟气换热器(2)的烟气出口与所述烟气净化装置(7)的烟气入口相连接，所述多流体换热器(11)的CO₂出口与所述CO₂储存罐(5)的其中一个入口相连接；

所述烟气换热器(2)与所述工业设备(1)的连接管线上设置有第一三通阀(16-1)，所述烟气换热器(2)与所述烟气净化装置(7)的连接管线上设置有第二三通阀(16-2)，所述第一三通阀(16-1)的第三端口和所述第二三通阀(16-2)的第三端口之间通过管线相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统，其特征在于，所述多流体换热器(11)为管壳式换热器，所述烟气运行在所述多流体换热器(11)的热侧，经过所述气液分离器(14)后的所述CO₂捕集后剩余烟气与捕集到的所述液态CO₂运行在所述多流体换热器(11)的冷侧。

3.根据权利要求1所述的一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统，其特征在于，所述多流体换热器(11)与所述CO₂储存罐(5)的连接管线上设置有实现跨临界CO₂动力循环和超临界CO₂动力循环切换的增压泵(15)，所述增压泵(15)的压力增大至将CO₂压缩至超临界状态的临界压力时，所述CO₂动力循环系统为超临界CO₂动力循环；所述增压泵(15)的压力低于所述临界压力时，所述CO₂动力循环系统为跨临界CO₂动力循环。

4.根据权利要求1所述的一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统，其特征在于，所述CO₂储存罐(5)与所述烟气换热器(2)的连接管线上设置有动力循环工质泵(6)。

5.根据权利要求1所述的一种工业烟气二氧化碳捕集与余热回收集成系统，其特征在于，所述捕集系统压缩机(9)的输入轴分别与所述动力循环膨胀机(3)的输出轴、驱动电机(10)的输出轴相连接，当所述动力循环膨胀机(3)的输出功大于所述捕集系统压缩机(9)的耗功时，由所述动力循环膨胀机(3)独立驱动所述捕集系统压缩机(9)运行；当所述动力循环膨胀机(3)的输出功小于所述捕集系统压缩机(9)的耗功时，由所述动力循环膨胀机(3)和所述驱动电机(10)共同驱动所述捕集系统压缩机(9)运行。