[发明专利]超低温发电联合深冷中压法捕捉烟道气中二氧化碳装置

摘要

CO2蒸发气化发电循环：液体CO2储槽，调频高压泵，冷热交换器，CO2预热器，CO2蒸发器，气轮机(带动发电机)，氨冷器，膨胀制冷机(带动发电机)，气液分离塔，液体CO2回储槽，供下一个发电循环。N2气和氨系统组成两套制冷制热循环：充分利用热泵工艺，制热用于加热CO2气化，制冷用于冷却发电系统CO2，烟气中CO2成液体，加以分离入储槽，供下一个循环和商品CO2出售。捕捉CO2系统：充分利用发电系统液体CO2之冷量，氨制热用于发电系统蒸发CO2成气体，制冷用于冷却烟气温度，使烟气中CO2液化便于捕捉。为了减轻氨冷器B负担，尾气冷量用板式换热器加以回收，完成捕捉CO2的任务。

主权项

超低温发电联合深冷中压法捕捉CO2装置，是针对火力发电厂，大型氮肥企业开发的一种发电和捕捉CO2装置，采用CO2为蒸发剂，氮气和氨为制冷制热剂。液体CO2从储槽中，被调频高压泵送入蒸发系统，氮制热.和氨制热依次对CO2进行加热，低温废热.余热最后对CO2进行加热，使CO2的温度达到超临界温度以上(50度左右)，产生高压气体，推动气轮机高速运转，带动发电机发电。氮和氨对液体CO2进行加热后，它本身的温度也大大降低，氨被液化送入储槽，进行下一个循环。氮虽然不液化，但温度也大大降低，从冷热交换器出来后，和从气轮机出来的CO2气体混合，一起进入氨冷器A进一步降温，而后进入膨胀制冷机进行作功制冷，膨胀机带动发电机第二次发电，最后进入气液分离塔，这时的混合气温度一定要达到‑53度‑‑‑‑‑ ‑56度，CO2被液化分离出来，送入储槽供下一个蒸发循环。因氮的沸点更低不会液化，从分离塔顶出来，被制冷压缩机吸入，进行下一个制热制冷循环。捕捉烟道气中CO2系统，充分利用蒸发气化发电系统的冷量，来冷却烟道气的温度，同时又对蒸发气化发电系统的CO2加热，利用氨冷器B和冰机的强大制热制冷效果，把烟气温度降到‑56度，将CO2液化加以捕捉。整套装置科技环保，不消耗任何能源，完全利用废热.余热，进行高效的生产，是清洁能源项目，符合国家的环保政策。由于‘热泵’技术的合理运用，发电和捕捉过程中的冷量和热量，都得到很好利用，正常生产过程中并不需要大量的热量，只是最后CO2蒸发器中使用一部分，用于保证蒸发器中CO2得到完全的气化。我对此发现没有任何权力要求，为了能尽快进行中试，为民造福，我诚心请求我请求国家科研机构，用低沸点工质代替水做蒸发剂，进行专门的研究.论证。如果全国的火力发电厂，锅炉用CO2做蒸发剂，而不是水，那锅炉的热能利用率将成十几倍的提高。从水和CO2的临界温度相差343度来论证，(水：374度CO2：31度)两者相差12倍之多，那锅炉的热能得到完全利用，全国的火力发电厂能源消耗，将大幅度的减少，是值得研究的课题。但必须对锅炉和汽轮机进行彻底的改造，还必须增加CO2液化系统，这必须靠国家及科研机构，组织各方面的专家来完成。用低沸点工质进行蒸发气化发电，还可以利用自然温度及多种热源，如：(1)太阳能.地热能，夏天的空气温度，以及江河瑚海的温度，这些低温必须靠“热泵”工艺，把低温提高成100‑‑‑‑‑‑‑150度的可用温度，这不需要能源消耗，可以用自发的电力来完成，完全可以独立建造超低温发电装置，不需要依靠企业的余热废热，而且有大量的冷量可以输出，这是值得研究的课题。(2)大型空分装置空气压缩热，各种化工厂的废热.余热，水坭厂.钢铁厂的废热等。全国这种余热废热是相当可观的，加以开发利用，建起低温发电系统，全国又可节约多少能源。这种发电方法可大可小，可根据热源的大小，来确定发电的规模，但工艺流程，控制方法必须符合客观规律，国家科研机构研究出各种装置，在全国推广，以适应各种热能的需要。那全国可以减少多少二氧化碳排放，减少多少能源消耗，是个可观的数目。用低沸点工质蒸发气化发电，应该是今后发展的方向，低沸点工质很多，有很大的选择余地，可以利用多种形势的低温，设计多种工艺流程，进行不消耗能源的发电，一定会形成强大的规摸，它必将给地球带来清洁美好的明天。