的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用太陽能作為驅(qū)動(dòng)熱源的脫除0)2的技術(shù)，具體涉及一種獨(dú)立太陽能直接熱力驅(qū)動(dòng)利用混合工質(zhì)脫除0)2的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)技術(shù)的發(fā)展使化石燃料的消耗劇增，導(dǎo)致大氣中二氧化碳的濃度增大、全球氣候日益變暖，煙氣中0)2脫除后再排入空氣成為應(yīng)對(duì)氣候變化的重要戰(zhàn)略選項(xiàng)。因此，應(yīng)對(duì)全球氣候變化和酸雨污染的關(guān)鍵是控制二氧化碳的排放?；厥辗蛛x二氧化碳有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，將二氧化碳純化后可以有多種用途，不僅可以作為碳元素的來源，還可以通過不同的反應(yīng)途徑，生成多種關(guān)乎國計(jì)民生的碳產(chǎn)品，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0003]經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前工業(yè)中應(yīng)用較多的吸收系統(tǒng)的熱源形式多以電廠抽蒸汽和余熱等作為解吸再生熱源，這些系統(tǒng)一般直接與電廠或者水泥廠等耦合，固定的熱源形式就限定了其系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。如歐專局公布的W02013042088A2，專利名稱:HEAT INTEGRAT1N OF A CEMENT MANUFACTURING PLANT WITH AN ABSORPT1N BASEDCARBON D1XIDE CAPTURE PROCESS，中文譯名:基于水泥制造廠的二氧化碳的捕集過程熱集成。該發(fā)明涉及一種耦合水泥廠煙氣進(jìn)行二氧化碳捕集的過程，該發(fā)明利用水泥廠的煙氣溫度由高到低分別經(jīng)過再沸器，再生塔入口和吸收塔出口，梯級(jí)利用煙氣余熱作為解吸熱源，起到了節(jié)能減排的目的，但是該系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)是再生熱源形式固定且單一，只能應(yīng)用于水泥廠，由于煙氣量一定，所能提供的再生熱量固定，二氧化碳捕集量固定，其系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較窄，只適用于水泥廠。
[0004]歐專局公布的W02010EP68425，專利名稱:power plant with C02capture andmethod to operate such power plant，中文譯名:一種電廠捕集二氧化碳方法和運(yùn)行方案。發(fā)明涉及一種二氧化碳捕集電廠系統(tǒng)及其操作方法，該發(fā)明中所述系統(tǒng)將電廠抽取的低壓蒸汽作為再生熱源，并從操作和控制方法上進(jìn)行了描述，由于是電廠蒸汽輪機(jī)抽氣作為解吸熱源的系統(tǒng)，使電廠的發(fā)電效率降低，同時(shí)熱源的局限性限制了系統(tǒng)的適用范圍，使得該發(fā)明只是用與電廠的二氧化碳的捕集。
[0005]歐專局公布的W02012045689A1,專利名稱:COMBINED CYCLE POWER PLANT WITHC02CAPTURE AND METHOD TO OPERATE IT，中文譯名:一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠二氧化碳捕獲和操作方法。發(fā)明涉及一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠二氧化碳捕獲系統(tǒng)及其操作方法，該發(fā)明將余熱鍋爐等乏汽作為解吸熱源，同時(shí)將部分汽輪機(jī)做功用于二氧化碳?jí)嚎s，將整個(gè)電廠的流程耦合在一起。此系統(tǒng)將鍋爐乏汽等作為解吸熱源，降低了鍋爐給水的溫度，從而降低了電廠的發(fā)電效率。由于用鍋爐乏汽作為解吸熱源，系統(tǒng)只能應(yīng)用到電廠二氧化碳捕集。
[0006]國家專利局公布的CN104399356A，專利名稱:一種二氧化碳捕集系統(tǒng)。該專利將熱栗系統(tǒng)與二氧化碳捕集系統(tǒng)相結(jié)合，利用對(duì)再生塔底的富液進(jìn)行一次放熱后的低壓蒸汽冷卻液收集進(jìn)冷凝水箱，將冷凝水箱的蒸汽冷凝水出口與熱栗機(jī)組一熱端相連，利用熱栗機(jī)組給貧液降溫的同時(shí)加熱蒸汽冷凝水，熱栗產(chǎn)生的熱水與再生塔底部連通，提供解吸塔解吸過程所需熱量。該系統(tǒng)熱栗的運(yùn)行同樣需要消耗一部分電力，降低了電廠的發(fā)電效率，同時(shí)熱栗出口溫度需要滿足解吸所需溫度，此溫度較高，對(duì)熱栗的性能和效率挑戰(zhàn)性都較高，限制了系統(tǒng)的推廣運(yùn)行。
[0007]綜上所述，目前，工業(yè)上出現(xiàn)較多的二氧化碳脫除系統(tǒng)的熱源形式較為多樣，都是與特定的工業(yè)對(duì)象(如乏汽余熱、煙氣余熱等)來提供解吸熱源進(jìn)行系統(tǒng)的耦合設(shè)計(jì)，針對(duì)本專利的目的，脫離了耦合熱源且熱源的來源為無污染量大的可再生能源作為解吸熱源的系統(tǒng)還較為少見，目前尚無有效的系統(tǒng)設(shè)備方案，針對(duì)二氧化碳解吸所需熱量特點(diǎn)及特性，解吸再生所需熱量作為二氧化碳再生時(shí)的熱力驅(qū)動(dòng)成為制約其推廣的主要瓶頸之一，如果能實(shí)現(xiàn)二氧化碳脫除系統(tǒng)與可再生能源作為再生熱力驅(qū)動(dòng)能源的集成，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的減排要求，又能以清潔能源實(shí)現(xiàn)減排任務(wù)，提高二氧化碳脫除的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的雙豐收，進(jìn)而提高二氧化碳脫除的綜合效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有脫碳設(shè)備再生能耗較大的技術(shù)瓶頸，提供一種以可再生能源等自身排碳較低的能源作為解吸熱源、再生能耗又很低的低能耗脫碳系統(tǒng)設(shè)備，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和簡化，節(jié)省初投資的同時(shí)使系統(tǒng)更加緊湊。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種獨(dú)立太陽能直接熱力驅(qū)動(dòng)利用混合工質(zhì)脫除C02的系統(tǒng)，包括與煙氣預(yù)處理單元依次相連有吸收器、溶液栗、溶液熱交換器、解吸發(fā)生器、冷凝集液器和C02壓縮機(jī)；所述煙氣預(yù)處理器連接至吸收器氣體進(jìn)口，所述吸收器的液體出口連接至所述溶液栗，所述溶液熱交換器的低溫側(cè)出口與所述解吸發(fā)生器的進(jìn)口相連，所述解吸發(fā)生器的蒸汽出口連接至所述冷凝集液器；所述解吸發(fā)生器的液體出口連接至所述溶液熱交換器的高溫側(cè)進(jìn)口，所述溶液熱交換器的高溫側(cè)出口連接至所述吸收器的液體進(jìn)口 ；在所述溶液熱交換器與所述吸收器的連接管路上設(shè)有再生液節(jié)流閥，所述吸收器與所述冷凝集液器的連接管路上設(shè)有冷凝液節(jié)流閥；所述解吸發(fā)生器包括太陽能熱源，所述太陽能熱源由中溫集熱組件和連接管路構(gòu)成，所述太陽能中溫集熱組件由多組中溫太陽能集熱器經(jīng)串并聯(lián)組合而成，連接管路上設(shè)有一截止閥；所述吸收器完成二氧化碳的吸收工作，含有二氧化碳的混合氣體在壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入吸收器與其內(nèi)部噴淋的混合工質(zhì)進(jìn)行熱質(zhì)交換后被混合工質(zhì)吸收形成含有二氧化碳的混合溶液，凈化后的氣體從所述吸收器排空，混合溶液經(jīng)所述溶液栗和溶液熱交換器進(jìn)入解吸發(fā)生器進(jìn)行分離；所述溶液栗的工作壓力為2Mpa，所述溶液栗進(jìn)行吸收二氧化碳后的混合溶液的輸送工作，將混合溶液由吸收器運(yùn)送至解吸發(fā)生器；所述解吸發(fā)生器的工作溫度為110?125°C，所述解吸發(fā)生器將吸收器輸送過來的含有二氧化碳的混合溶液進(jìn)行分離；分離后的二氧化碳和部分混合工質(zhì)蒸汽的混合氣體被送往冷凝集液器進(jìn)行進(jìn)一步分離，不含二氧化碳的混合工質(zhì)送往吸收器繼續(xù)吸收二氧化碳；所述節(jié)流閥對(duì)不含二氧化碳的混合工質(zhì)進(jìn)行節(jié)流降壓，降低后的壓力等于吸收器所需的壓力；所述太陽能中溫集熱組件集熱溫度與所述解吸發(fā)生器的解吸溫度一致。
[0010]進(jìn)一步講:
[0011]所述溶液熱交換器對(duì)吸收器排出的含有二氧化碳的混合溶液與解吸發(fā)生器解吸出的不含二氧化碳的混合工質(zhì)進(jìn)行熱量交換，使系統(tǒng)保持低溫吸收二氧化碳、高溫解吸二氧化碳的工況。
[0012]所述冷凝集液器對(duì)解吸發(fā)生器解吸出的二氧化碳和混合工質(zhì)的混合溶液進(jìn)行進(jìn)一步冷卻分離，冷凝后的混合工質(zhì)留待繼續(xù)吸收二氧化碳。
[0013]所述節(jié)流閥控制由冷凝集液器進(jìn)入吸收器的混合工質(zhì)的流量。
[0014]所述截止閥實(shí)現(xiàn)集熱流體的控制來滿足解吸發(fā)生器的熱量需求。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]煙氣經(jīng)空氣預(yù)處理單元后進(jìn)入吸收器與混合工質(zhì)進(jìn)行熱質(zhì)交換，C02被混合工質(zhì)吸收，脫碳后的氣體進(jìn)入大氣，含有二氧化碳的混合溶液經(jīng)過熱交換器升溫后進(jìn)入解吸發(fā)生器進(jìn)行C02分離，分離出的C02經(jīng)壓縮后存儲(chǔ)；不含0)2的混合工質(zhì)經(jīng)熱交換器降溫后與冷凝集液器產(chǎn)生的低溫吸收工質(zhì)混合后進(jìn)入吸收器重新吸收C02。系統(tǒng)裝置省去混合工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的冷凝環(huán)節(jié)，節(jié)流閥代替高溫栗，按照吸收式熱力循環(huán)特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的連接進(jìn)行低能耗運(yùn)行控制。提高C02純度，降低能耗的同時(shí)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的的同時(shí)，提高了環(huán)境效益。本發(fā)明系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:
[0017](1)本發(fā)明系統(tǒng)是基于吸收式熱力循環(huán)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，因此可以充分利用吸收式熱力循環(huán)的特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行控制。
[0018](2)現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在吸收器的進(jìn)口處設(shè)有高溫溶液栗及再冷設(shè)備，本發(fā)明采用節(jié)流閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫溶液栗，既簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)更加緊湊，又提高了系統(tǒng)的壽命；另外，又去掉了吸收工質(zhì)進(jìn)入吸收器前的再冷設(shè)備，在充分利用能源的同時(shí)又促進(jìn)了噴淋效果，增強(qiáng)吸收工質(zhì)的熱質(zhì)交換。
[0019](3)將太陽熱能作為系統(tǒng)再生的熱驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，充分利用可再生能源的清潔性和可再生性等優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行二氧化碳的脫除工作，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和社會(huì)效益的雙豐收。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0021 ] 圖中:1-煙氣預(yù)處理器，2-吸收器，3-解吸發(fā)生器，4-冷凝集液器，5-溶液熱交換器，6-溶液栗，7-再生節(jié)流閥，8-冷凝節(jié)流閥，9-C02壓縮機(jī)，10-太陽能中溫集熱組件，11_截止閥。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明利用混合工質(zhì)在不同溫度下C02