本發(fā)明涉及煙氣碳捕集的，尤其涉及一種煙氣碳捕集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、全球變暖是一個(gè)不容忽視的全球性問題，它正在以前所未有的速度改變著我們的氣候模式，對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境造成了深遠(yuǎn)的影響。隨著地球溫度的升高，極端天氣事件變得更加頻繁，海平面上升，冰川融化，生物多樣性受到威脅，這些變化對人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都構(gòu)成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在眾多溫室氣體中，二氧化碳co2因其在大氣中的濃度高、壽命長，對全球變暖的影響尤為顯著。

2、然而，考慮到全球能源需求的持續(xù)增長和可再生能源的局限性，僅依靠提高能效和發(fā)展可再生能源可能無法在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的co2減排。因此，碳捕集技術(shù)被認(rèn)為是一種有效的補(bǔ)充手段。碳捕集技術(shù)能夠在燃煤電廠排放的煙氣中捕獲co2，然后將其運(yùn)輸并安全地儲(chǔ)存，從而減少大氣中的溫室氣體濃度。這項(xiàng)技術(shù)不僅有助于減少燃煤電廠的co2排放，為應(yīng)對氣候變化做出貢獻(xiàn)，也推動(dòng)了全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3、化學(xué)吸收法是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)煙氣中二氧化碳捕集的技術(shù)，它通過使用醇胺類化學(xué)溶劑(貧液)實(shí)現(xiàn)co2的高效分離。在這一過程中，煙氣首先經(jīng)過預(yù)處理以去除雜質(zhì)，然后在吸收塔內(nèi)與噴淋的醇胺溶劑接觸。co2與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，從而實(shí)現(xiàn)捕集。隨后，富含co2的溶劑(富液)被送入再生塔，在加熱和降壓條件下釋放出co2，而溶劑則被再生并循環(huán)使用。從而實(shí)現(xiàn)co2的捕集。這種方法在工業(yè)上應(yīng)用較為成熟，但可能面臨能耗高和溶劑降解的問題。

4、由于現(xiàn)有的碳捕集系統(tǒng)自身存在固定的能耗，并且捕集co2時(shí)產(chǎn)生的能耗占據(jù)了一部分發(fā)電功率，這導(dǎo)致電廠在凈輸出功率上下限方面受到限制。這種運(yùn)行方式下，捕獲和處理的co2量無法靈活調(diào)整，而是受到總發(fā)電輸出功率的影響。在電力需求高峰期間，由于需要處理大量含碳煙氣，碳捕集的能耗增加，從而降低了電廠的凈出力，與電力需求形成矛盾；而在電力需求低谷期間，碳排放較少，卻導(dǎo)致能源和資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明目的是提供一種煙氣碳捕集系統(tǒng)，其目的在于：

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種煙氣碳捕集系統(tǒng)，包括脫硫塔、吸收塔、第一冷凝器、貧富液熱換器、解析塔、分離器、第二冷凝器、壓縮機(jī)、再沸器、貧液儲(chǔ)罐、富液儲(chǔ)罐、第一閥門以及第二閥門；

4、其中，所述脫硫塔的輸出端與所述吸收塔的輸入端接通，所述吸收塔的頂端設(shè)置有脫碳煙氣排出口，所述吸收塔與所述貧富液熱換器連接，所述貧富液熱換器與所述解析塔連接，所述貧富液熱換器與所述再沸器連接。

5、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一冷凝器的輸出端與所述吸收塔的貧液輸入端連接，所述第一冷凝器用于冷卻回收及供入至所述吸收塔內(nèi)部的貧液。

6、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述解析塔與所述分離器連接，所述分離器與所述第二冷凝器連接，所述第二冷凝器與所述壓縮機(jī)連接，所述分離器與所述第二冷凝器用于對解析后的co2進(jìn)行分離以及冷卻，通過所述壓縮機(jī)將co2進(jìn)行液化。

7、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述再沸器與所述解析塔連接，所述再沸器為所述解析塔提供蒸汽。

8、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述貧液儲(chǔ)罐通過所述第一閥門連接在所述第一冷凝器與所述吸收塔的貧液輸入端之間。

9、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述富液儲(chǔ)罐通過所述第二閥門連接在所述貧富液熱換器與所述吸收塔的富液輸出端之間。

10、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一冷凝器的另一端通過混合器與供液連接，所述貧富液熱換器的貧液輸出端與混合器連接，混合器用于將所述貧富液熱換器輸出的貧液與補(bǔ)充水、補(bǔ)充吸收劑混合；

11、所述吸收塔的煙氣輸入端位于所述吸收塔外側(cè)下端，所述吸收塔的貧液輸入端位于所述吸收塔外側(cè)上端，實(shí)現(xiàn)含碳煙氣與貧液的逆流接觸。

12、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述貧富液換熱器為板式結(jié)構(gòu)或管殼式結(jié)構(gòu)，具體采用板式換熱器或管殼式換熱器，所述貧富液換熱器用于實(shí)現(xiàn)貧液與富液的熱交換；

13、其中，所述吸收塔的富液輸出端與所述貧富液熱換器的富液輸入端連接，所述解析塔的貧液輸出端與所述貧富液換熱器的貧液輸入端連接，所述貧富液熱換器的富液輸出端與所述解析塔的富液輸入端連接。

14、本發(fā)明還提供了一種煙氣碳捕集方法。

15、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集方法的一種優(yōu)選方案，其中：一種煙氣碳捕集方法，應(yīng)用于所述的煙氣碳捕集系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：

16、正常循環(huán)運(yùn)行的方法步驟：

17、關(guān)閉貧液儲(chǔ)罐與富液儲(chǔ)罐的閥門，煙氣在脫硫塔中處理后，從下方進(jìn)入吸收塔；

18、在吸收塔內(nèi)，水與吸收劑混合，然后經(jīng)過冷凝器處理；

19、冷凝處理后的吸收液從上方返回吸收塔；

20、混合液與煙氣混合，脫碳后的煙氣從吸收塔的上方出口排出；

21、吸收劑吸收co2后，變?yōu)楦灰翰⒘魅霟峤粨Q器；

22、富液與再沸器的液相出口的貧液進(jìn)行熱交換；

23、高溫富液進(jìn)入解析塔，再沸器的蒸汽加熱富液；

24、富液中的co2在解析塔中釋放，與水分離；

25、分離后的水返回解析塔，co2通過第二冷凝器與所述壓縮機(jī)進(jìn)行處理收集；

26、富液釋放co2后變?yōu)樨氁?，進(jìn)入再沸器，進(jìn)行熱交換和吸收劑補(bǔ)充返回吸收塔。

27、作為本發(fā)明所述煙氣碳捕集方法的一種優(yōu)選方案，其中：當(dāng)電廠處于高峰期時(shí)，在正常循環(huán)運(yùn)行的方法步驟的基礎(chǔ)上，

28、打開貧液儲(chǔ)罐的閥門，優(yōu)先使用貧液儲(chǔ)罐中的貧液對吸收塔進(jìn)行供液；

29、吸收塔中的富液優(yōu)先進(jìn)入富液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存；

30、富液儲(chǔ)罐裝滿后，關(guān)閉富液儲(chǔ)罐的閥門，以備下次使用；

31、未存儲(chǔ)至剩余富液儲(chǔ)罐的富液進(jìn)入解析塔參與循環(huán)；

32、當(dāng)電廠處于低峰期時(shí)，在正常循環(huán)運(yùn)行的方法步驟的基礎(chǔ)上，

33、打開富液儲(chǔ)罐閥門，解析塔中的富液來自富液儲(chǔ)罐和吸收塔；

34、富液在解析塔中完全釋放co2，并產(chǎn)生貧液；

35、產(chǎn)生的貧液優(yōu)先進(jìn)入貧液儲(chǔ)罐10儲(chǔ)存；

36、貧液儲(chǔ)罐裝滿后，關(guān)閉貧液儲(chǔ)罐閥門，以備下次使用；

37、未存儲(chǔ)至貧液儲(chǔ)罐的剩余貧液進(jìn)入吸收塔參與循環(huán)。

38、本發(fā)明的有益效果：

39、在用電高峰期，優(yōu)先使用貧液儲(chǔ)罐中的貧液進(jìn)行co2的吸收，確保在電力需求高的時(shí)段，吸收塔能夠持續(xù)高效地運(yùn)行。富液儲(chǔ)罐的設(shè)置允許系統(tǒng)在吸收塔產(chǎn)出富液時(shí)，將其暫時(shí)儲(chǔ)存起來，而不是立即進(jìn)行解析，從而在需求較低時(shí)再進(jìn)行處理，進(jìn)一步平衡了能源使用。當(dāng)貧液儲(chǔ)罐的液位降至預(yù)設(shè)的最低點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到解析塔，利用解析塔在能源需求較低的時(shí)段運(yùn)行，釋放富液中的co2，恢復(fù)溶液的吸收能力，實(shí)現(xiàn)能源消耗的最小化。

40、在用電非高峰期，利用電廠產(chǎn)生的額外蒸汽引入再沸器來解析富液，提高了能源利用效率。解析塔中的富液一部分直接來自吸收塔，另一部分則來自之前儲(chǔ)存的富液儲(chǔ)罐，這種設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)能夠靈活地處理不同來源的富液。解吸后的貧液，一部分直接回流到吸收塔，開始新一輪的co2捕集循環(huán)，而另一部分則被儲(chǔ)存在貧液儲(chǔ)罐中，以備高峰時(shí)段使用。不僅保證了碳捕集過程的連續(xù)性和效率，還顯著提高了電廠鍋爐的運(yùn)行靈活性，使其能夠根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)需求調(diào)整運(yùn)行模式。