基于余热利用的二氧化碳捕集系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统，其包括水洗塔、气液分离器、引风机、吸收塔、富液泵、多个分布换热器、解吸塔、再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机。在根据本发明专利技术的基于余热利用的二氧化碳捕集系统中，从解吸塔第一出口流出的贫液带有较高的热量，而本发明专利技术的基于余热利用的二氧化碳捕集系统中的解吸塔、再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机形成贫液余热回收循环回路，贫液在再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机的作用下转化为温度高的蒸汽而再次进入解吸塔内对富液的解吸提供热量，实现了对贫液余热的高效利用，减少了能源的浪费。

Carbon dioxide capture system based on waste heat utilization

The invention provides a carbon dioxide capture system based on waste heat utilization, which includes a water washing tower, a gas-liquid separator, a draught fan, an absorption tower, a liquid rich pump, a number of distributed heat exchangers, a desorption tower, a reboiler, a flash tank and a Roots blower. In a carbon dioxide capture system based on the waste heat utilization based on the invention, the poor liquid from the first outlet of the desorption tower has higher heat, and the present invention is a desorption tower, a reboiler, a flash tank and a Roots blower in the carbon dioxide capture system based on the waste heat utilization, forming a poor liquid waste heat recovery cycle loop, and the poor liquid is poor. In the reboiler, the flash tank and the roots blower, it is converted into high temperature steam and again into the desorption tower to provide heat for the desorption of the rich liquid, realizing the efficient utilization of the waste heat of the poor liquid and reducing the waste of energy.

【技术实现步骤摘要】
基于余热利用的二氧化碳捕集系统
本专利技术涉及余热回收领域，尤其涉及一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统。
技术介绍
目前，化学吸收法捕集二氧化碳系统的整体能耗较高，主要在于二氧化碳吸收过程需要在较低的温度条件下进行，而二氧化碳解吸过程需要在较高的温度条件下完成。在这个过程中多处能量未得到充分利用，其中主要包括解吸塔底贫液的余热、解吸塔顶再生气的余热，这些热量没有实现有效回收利用，导致能量利用率低下。由此造成了热能的极大的浪费。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统，其能够回收解吸塔的底部的贫液的余热，实现贫液余热的有效利用，减少能源的浪费。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统，其包括：水洗塔、气液分离器、引风机、吸收塔、富液泵、多个分布换热器、解吸塔、再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机。水洗塔具有：水洗塔第一入口，位于水洗塔的上部，供外部的水洗水流入；水洗塔第一出口，位于水洗塔的顶部；水洗塔第二入口，位于水洗塔的下部，供外部的带有二氧化碳的原料气进入；水洗塔第二出口，位于水洗塔的底部。气液分离器具有：气液分离器入口，连通水洗塔第一出口；气液分离器第一出口，位于气液分离器的顶部；气液分离器第二出口，位于气液分离器的底部。引风机具有：引风机入口，连通气液分离器第一出口；引风机出口。吸收塔具有：吸收塔第一入口，位于吸收塔的底部，连通引风机出口；吸收塔第一出口，位于吸收塔的底部；吸收塔第二入口，位于吸收塔的上部；吸收塔第二出口，位于吸收塔的顶部；吸收塔第三入口，位于吸收塔的顶部；吸收塔第三出口，位于吸收塔的上部。富液泵具有：富液泵入口，连通吸收塔第一出口；以及富液泵出口。基于余热利用的二氧化碳捕集系统还包括：多个分布换热器，各分布换热器具有：分布换热器第一入口，连通富液泵出口；分布换热器第一出口；分布换热器第二入口；分布换热器第二出口，连通吸收塔第二入口。解吸塔具有：解吸塔第一入口，位于解吸塔的上部，连通多个分布换热器第一出口中的至少一个；解吸塔第一出口，位于解吸塔的底部；解吸塔第二入口，位于解吸塔的中部，连通多个分布换热器第一出口中的至少一个；解吸塔第二出口，位于解吸塔的顶部；解吸塔第三入口，位于解吸塔的下部；解吸塔第四入口，位于解吸塔的下部。再沸器具有：再沸器入口，连通解吸塔第一出口；再沸器第一出口，连通解吸塔第三入口；再沸器第二出口。闪蒸罐具有：闪蒸罐入口，连通再沸器第二出口；闪蒸罐第一出口，位于闪蒸罐的顶部；闪蒸罐第二出口，位于闪蒸罐的底部，连通各分布换热器第二入口。罗茨风机具有：罗茨风机入口，连通闪蒸罐第一出口；罗茨风机出口，连通解吸塔第四入口。其中，外部的带有二氧化碳的原料气经由水洗塔第二入口进入水洗塔下部，与经由水洗塔第一入口供入的从水洗塔的上部喷淋而下的水洗水逆流接触，水洗水吸收原料气中的酸性杂质气体和烟尘，其余的带有二氧化碳的原料气向上运动并经由水洗塔第一出口、气液分离器入口进入气液分离器并进行气液分离。在气液分离器中分离出的液体经由气液分离器第二出口排出，而分离出的二氧化碳原料气经由气液分离器第一出口、引风机入口进入到引风机，并在引风机的作用下经由引风机出口、吸收塔第一入口进入到吸收塔。进入到吸收塔内的二氧化碳原料气与经由吸收塔第二入口供入的从吸收塔的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，吸收剂吸收二氧化碳原料气中的二氧化碳而变为富液，余下的原料气向上运动。富液经由吸收塔第一出口、富液泵入口进入富液泵，然后在富液泵的作用下经由富液泵出口、各分布换热器第一入口进入各分布换热器中进行热交换，以吸热升温。进行热交换后的富液经由各分布换热器第一出口、解吸塔第一入口和解吸塔第二入口进入解吸塔并被加热解吸，分解为二氧化碳和贫液。分解的二氧化碳向上运动并经由解吸塔第二出口排出。而贫液经由解吸塔第一出口、再沸器入口进入再沸器而被加热升温至沸点，部分贫液变为蒸汽，蒸汽经由再沸器第一出口、解吸塔第三入口再次进入到解吸塔以为解吸塔解吸提供热量。未变成蒸汽的贫液经由再沸器第二出口、闪蒸罐入口进入闪蒸罐，进入闪蒸罐内的贫液由于闪蒸罐内的压强降低而大部分贫液瞬间汽化变为二次蒸汽，二次蒸汽经由闪蒸罐第一出口、罗茨风机入口进入罗茨风机，二次蒸汽在罗茨风机中被加压升温，在罗茨风机的作用下经由罗茨风机出口、解吸塔第四入口进入解吸塔以为解吸塔解吸提供热量，其中，解吸塔、再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机形成贫液余热回收循环回路，而进入闪蒸罐内的贫液中的剩余的一小部分贫液经由闪蒸罐第二出口、各分布换热器第二入口进入到各分布换热器并与各分布换热器内的富液进行前述热交换后经由各分布换热器第二出口、吸收塔第二入口返回到吸收塔中，其中各分布换热器内实现贫液和富液之间的热交换。本专利技术的有益效果如下：在根据本专利技术的基于余热利用的二氧化碳捕集系统中，从解吸塔第一出口流出的贫液带有较高的热量，而本专利技术的基于余热利用的二氧化碳捕集系统中的解吸塔、再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机形成贫液余热回收循环回路，贫液在再沸器、闪蒸罐以及罗茨风机的作用下转化为温度高的蒸汽而再次进入解吸塔内对富液的解吸提供热量，实现了对贫液余热的高效利用，减少了能源的浪费。附图说明图1是根据本专利技术的基于余热利用的二氧化碳捕集系统的工艺流程示意图。其中，附图标记说明如下：11水洗塔11A1水洗塔第一入口11B1水洗塔第一出口11A2水洗塔第二入口11B2水洗塔第二出口12气液分离器12A气液分离器入口12B1气液分离器第一出口12B2气液分离器第二出口13引风机13A引风机入口13B引风机出口14吸收塔14A1吸收塔第一入口14B1吸收塔第一出口14A2吸收塔第二入口14B2吸收塔第二出口14A3吸收塔第三入口14B3吸收塔第三出口15富液泵15A富液泵入口15B富液泵出口16分布换热器16A1分布换热器第一入口16B1分布换热器第一出口16A2分布换热器第二入口16B2分布换热器第二出口17解吸塔17A1解吸塔第一入口17B1解吸塔第一出口17A2解吸塔第二入口17B2解吸塔第二出口17A3解吸塔第三入口17B3解吸塔第三出口17A4解吸塔第四入口17A5解吸塔第五入口18再沸器18A再沸器入口18B1再沸器第一出口18B2再沸器第二出口19闪蒸罐19A闪蒸罐入口19B1闪蒸罐第一出口19B2闪蒸罐第二出口20罗茨风机20A罗茨风机入口20B罗茨风机出口21蒸发器21A1蒸发器第一入口21B1蒸发器第一出口21A2蒸发器第二入口21B2蒸发器第二出口22回流罐22A回流罐入口22B1回流罐第一出口22B2回流罐第二出口23压缩机23A压缩机入口23B压缩机出口24冷凝器24A1冷凝器第一入口24B1冷凝器第一出口24A2冷凝器第二入口24B2冷凝器第二出口25节流阀26分相器26A分相器入口26B1分相器第一出口26B2分相器第二出口27稀相泵27A稀相泵入口27B稀相泵出口28混合器28A1混合器第一入口28B混合器出口28A2混合器第二入口29冷却器29A冷却器入口29B冷却器出口30贫液泵30A贫液泵入口30B贫液泵出口31洗涤泵31A洗涤泵入口31B洗涤泵出口32储液罐32A储液罐入口32B储液罐出口具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统，包括：水洗塔(11)，具有：水洗塔第一入口(11A1)，位于水洗塔(11)的上部，供外部的水洗水流入；水洗塔第一出口(11B1)，位于水洗塔(11)的顶部；水洗塔第二入口(11A2)，位于水洗塔(11)的下部，供外部的带有二氧化碳的原料气进入；水洗塔第二出口(11B2)，位于水洗塔(11)的底部；气液分离器(12)，具有：气液分离器入口(12A)，连通水洗塔第一出口(11B1)；气液分离器第一出口(12B1)，位于气液分离器(12)的顶部；气液分离器第二出口(12B2)，位于气液分离器(12)的底部；引风机(13)，具有：引风机入口(13A)，连通气液分离器第一出口(12B1)；引风机出口(13B)；吸收塔(14)，具有：吸收塔第一入口(14A1)，位于吸收塔(14)的底部，连通引风机出口(13B)；吸收塔第一出口(14B1)，位于吸收塔(14)的底部；吸收塔第二入口(14A2)，位于吸收塔(14)的上部；吸收塔第二出口(14B2)，位于吸收塔(14)的顶部；吸收塔第三入口(14A3)，位于吸收塔(14)的顶部；吸收塔第三出口(14B3)，位于吸收塔(14)的上部；富液泵(15)，具有：富液泵入口(15A)，连通吸收塔第一出口(14B1)；以及富液泵出口(15B)；其特征在于，基于余热利用的二氧化碳捕集系统还包括：多个分布换热器(16)，各分布换热器(16)具有：分布换热器第一入口(16A1)，连通富液泵出口(15B)；分布换热器第一出口(16B1)；分布换热器第二入口(16A2)；分布换热器第二出口(16B2)，连通吸收塔第二入口(14A2)；解吸塔(17)，具有：解吸塔第一入口(17A1)，位于解吸塔(17)的上部，连通多个分布换热器第一出口(16B1)中的至少一个；解吸塔第一出口(17B1)，位于解吸塔(17)的底部；解吸塔第二入口(17A2)，位于解吸塔(17)的中部，连通多个分布换热器第一出口(16B1)中的至少一个；解吸塔第二出口(17B2)，位于解吸塔(17)的顶部；解吸塔第三入口(17A3)，位于解吸塔(17)的下部；解吸塔第四入口(17A4)，位于解吸塔(17)的下部；再沸器(18)，具有：再沸器入口(18A)，连通解吸塔第一出口(17B1)；再沸器第一出口(18B1)，连通解吸塔第三入口(17A3)；再沸器第二出口(18B2)；闪蒸罐(19)，具有：闪蒸罐入口(19A)，连通再沸器第二出口(18B2)；闪蒸罐第一出口(19B1)，位于闪蒸罐(19)的顶部；闪蒸罐第二出口(19B2)，位于闪蒸罐(19)的底部，连通各分布换热器第二入口(16A2)；罗茨风机(20)，具有：罗茨风机入口(20A)，连通闪蒸罐第一出口(19B1)；罗茨风机出口(20B)，连通解吸塔第四入口(17A4)；其中，外部的带有二氧化碳的原料气经由水洗塔第二入口(11A2)进入水洗塔(11)下部，与经由水洗塔第一入口(11A1)供入的从水洗塔(11)的上部喷淋而下的水洗水逆流接触，水洗水吸收原料气中的酸性杂质气体和烟尘，其余的带有二氧化碳的原料气向上运动并经由水洗塔第一出口(11B1)、气液分离器入口(12A)进入气液分离器(12)并进行气液分离；在气液分离器(12)中分离出的液体经由气液分离器第二出口(12B2)排出，而分离出的二氧化碳原料气经由气液分离器第一出口(12B1)、引风机入口(13A)进入到引风机(13)，并在引风机(13)的作用下经由引风机出口(13B)、吸收塔第一入口(14A1)进入到吸收塔(14)；进入到吸收塔(14)内的二氧化碳原料气与经由吸收塔第二入口(14A2)供入的从吸收塔(14)的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，吸收剂吸收二氧化碳原料气中的二氧化碳而变为富液，余下的原料气向上运动；富液经由吸收塔第一出口(14B1)、富液泵入口(15A)进入富液泵(15)，然后在富液泵(15)的作用下经由富液泵出口(15B)、各分布换热器第一入口(16A1)进入各分布换热器(16)中进行热交换，以吸热升温；进行热交换后的富液经由各分布换热器第一出口(16B1)、解吸塔第一入口(17A1)和解吸塔第二入口(17A2)进入解吸塔(17)并被加热解吸，分解为二氧化碳和贫液；分解的二氧化碳向上运动并经由解吸塔第二出口(17B2)排出；而贫液经由解吸塔第一出口(17B1)、再沸器入口(18A)进入再沸器(18)而被加热升温至沸点，部分贫液变为蒸汽，蒸汽经由再沸器第一出口(18B1)、解吸塔第三入口(17A3)再次进入到解吸塔(17)以为解吸塔(17)解吸提供热量；未变成蒸汽的贫液经由再沸器第二出口(18B2)、闪蒸罐入口(19A)进入闪蒸罐(19)，进入闪蒸罐(19)内的贫液由于闪蒸罐(19)内的压强...

【技术特征摘要】
1.一种基于余热利用的二氧化碳捕集系统，包括：水洗塔(11)，具有：水洗塔第一入口(11A1)，位于水洗塔(11)的上部，供外部的水洗水流入；水洗塔第一出口(11B1)，位于水洗塔(11)的顶部；水洗塔第二入口(11A2)，位于水洗塔(11)的下部，供外部的带有二氧化碳的原料气进入；水洗塔第二出口(11B2)，位于水洗塔(11)的底部；气液分离器(12)，具有：气液分离器入口(12A)，连通水洗塔第一出口(11B1)；气液分离器第一出口(12B1)，位于气液分离器(12)的顶部；气液分离器第二出口(12B2)，位于气液分离器(12)的底部；引风机(13)，具有：引风机入口(13A)，连通气液分离器第一出口(12B1)；引风机出口(13B)；吸收塔(14)，具有：吸收塔第一入口(14A1)，位于吸收塔(14)的底部，连通引风机出口(13B)；吸收塔第一出口(14B1)，位于吸收塔(14)的底部；吸收塔第二入口(14A2)，位于吸收塔(14)的上部；吸收塔第二出口(14B2)，位于吸收塔(14)的顶部；吸收塔第三入口(14A3)，位于吸收塔(14)的顶部；吸收塔第三出口(14B3)，位于吸收塔(14)的上部；富液泵(15)，具有：富液泵入口(15A)，连通吸收塔第一出口(14B1)；以及富液泵出口(15B)；其特征在于，基于余热利用的二氧化碳捕集系统还包括：多个分布换热器(16)，各分布换热器(16)具有：分布换热器第一入口(16A1)，连通富液泵出口(15B)；分布换热器第一出口(16B1)；分布换热器第二入口(16A2)；分布换热器第二出口(16B2)，连通吸收塔第二入口(14A2)；解吸塔(17)，具有：解吸塔第一入口(17A1)，位于解吸塔(17)的上部，连通多个分布换热器第一出口(16B1)中的至少一个；解吸塔第一出口(17B1)，位于解吸塔(17)的底部；解吸塔第二入口(17A2)，位于解吸塔(17)的中部，连通多个分布换热器第一出口(16B1)中的至少一个；解吸塔第二出口(17B2)，位于解吸塔(17)的顶部；解吸塔第三入口(17A3)，位于解吸塔(17)的下部；解吸塔第四入口(17A4)，位于解吸塔(17)的下部；再沸器(18)，具有：再沸器入口(18A)，连通解吸塔第一出口(17B1)；再沸器第一出口(18B1)，连通解吸塔第三入口(17A3)；再沸器第二出口(18B2)；闪蒸罐(19)，具有：闪蒸罐入口(19A)，连通再沸器第二出口(18B2)；闪蒸罐第一出口(19B1)，位于闪蒸罐(19)的顶部；闪蒸罐第二出口(19B2)，位于闪蒸罐(19)的底部，连通各分布换热器第二入口(16A2)；罗茨风机(20)，具有：罗茨风机入口(20A)，连通闪蒸罐第一出口(19B1)；罗茨风机出口(20B)，连通解吸塔第四入口(17A4)；其中，外部的带有二氧化碳的原料气经由水洗塔第二入口(11A2)进入水洗塔(11)下部，与经由水洗塔第一入口(11A1)供入的从水洗塔(11)的上部喷淋而下的水洗水逆流接触，水洗水吸收原料气中的酸性杂质气体和烟尘，其余的带有二氧化碳的原料气向上运动并经由水洗塔第一出口(11B1)、气液分离器入口(12A)进入气液分离器(12)并进行气液分离；在气液分离器(12)中分离出的液体经由气液分离器第二出口(12B2)排出，而分离出的二氧化碳原料气经由气液分离器第一出口(12B1)、引风机入口(13A)进入到引风机(13)，并在引风机(13)的作用下经由引风机出口(13B)、吸收塔第一入口(14A1)进入到吸收塔(14)；进入到吸收塔(14)内的二氧化碳原料气与经由吸收塔第二入口(14A2)供入的从吸收塔(14)的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，吸收剂吸收二氧化碳原料气中的二氧化碳而变为富液，余下的原料气向上运动；富液经由吸收塔第一出口(14B1)、富液泵入口(15A)进入富液泵(15)，然后在富液泵(15)的作用下经由富液泵出口(15B)、各分布换热器第一入口(16A1)进入各分布换热器(16)中进行热交换，以吸热升温；进行热交换后的富液经由各分布换热器第一出口(16B1)、解吸塔第一入口(17A1)和解吸塔第二入口(17A2)进入解吸塔(17)并被加热解吸，分解为二氧化碳和贫液；分解的二氧化碳向上运动并经由解吸塔第二出口(17B2)排出；而贫液经由解吸塔第一出口(17B1)、再沸器入口(18A)进入再沸器(18)而被加热升温至沸点，部分贫液变为蒸汽，蒸汽经由再沸器第一出口(18B1)、解吸塔第三入口(17A3)再次进入到解吸塔(17)以为解吸塔(17)解吸提供热量；未变成蒸汽的贫液经由再沸器第二出口(18B2)、闪蒸罐入口(19A)进入闪蒸罐(19)，进入闪蒸罐(19)内的贫液由于闪蒸罐(19)内的压强降低而大部分贫液瞬间汽化变为二次蒸汽，二次蒸汽经由闪蒸罐第一出口(19B1)、罗茨风机入口(20A)进入罗茨风机(20)，二次蒸汽在罗茨风机(20)中被加压升温，在罗茨风机(20)的作用下经由罗茨风机出口(20B)、解吸塔第四入口(17A4)进入解吸塔(17)以为解吸塔(17)解吸提供热量，其中，解吸塔(17)、再沸器(18)、闪蒸罐(19)以及罗茨风机(20)形成贫液余热回收循环回路，而进入闪蒸罐(19)内的贫液中的剩余的一小部分贫液经由闪蒸罐第二出口(19B2)、各分布换热器第二入口(16A2)进入到各分布换热器(16)并与各分布换热器(16)内的富液进行前述热交换后经由各分布换热器第二出口(16B2)、吸收塔第二入口(14A2)返回到吸收塔(14)中，其中各分布换热器(16)内实现贫液和富液之间的热交换。2.根据权利要求1所述的基于余热利用的二氧化碳捕集系统，其特征在于，解吸塔(17)还具有：解吸塔第五入口(17A5)，位于解吸塔(17)的上部；解吸塔第三出口(17B3)，位于解吸塔(17)的中部；所述的基于余热利用的二氧化碳捕集系统还包括：蒸发器(21)，具有：蒸发器第一入口(21A1)，连通解吸塔第二出口(17B2)；蒸发器第一出口(21B1)；蒸发器第二入口(21A2)；以及蒸发器第二出口(21B2)；回流罐(22)，具有：回流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆诗建，李清方，张新军，刘海丽，刘东杰，于惠娟，王辉，庞会中，张宁宁，傅莉，朱红彬，张硕琳，李金环，董健，刑庆艳，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化节能环保工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11