【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火力发电，尤其是涉及一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统。
技术介绍
1、随着全球气候变化问题日益严重，减少温室气体排放已成为全球性的紧迫任务，特别是二氧化碳(co2)作为主要的温室气体之一，其排放量的控制受到了广泛的关注。煤炭作为世界上主要的能源之一，在发电领域中占有重要地位，但煤电机组在发电过程中产生大量的碳排放，对环境造成了严重影响。因此，开发高效的co2捕集技术，减少煤电机组的co2排放，对于实现碳减排目标，推进能源结构转型具有重要意义。当前，co2捕集技术多种多样，其中变压吸附(pressure swing adsorption，psa)作为一种高效的气体分离技术，受到了广泛的研究和应用。
2、变压吸附技术因其独特的工作原理和优势，被广泛用于工业气体的分离与净化。该技术基于不同气体在不同压力下在吸附剂表面的吸附量不同的原理，通过改变压力来实现气体的分离。与其他co2捕集技术相比，psa技术具有能耗低、操作灵活、适应性强等特点。特别是在处理大流量、低浓度co2气体时，psa显示出了较高的效率和经济性。此外，psa技术设备紧凑，易于实现工业化规模应用，非常适合应用于火电机组的co2捕集。
3、鉴于上述原因，本专利技术提出一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，以实现火电机组的co2捕集。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，该系统能够将二氧化碳变压吸附和液化过程整合，
2、本专利技术提供一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，包括：变压吸附单元和液化单元，所述变压吸附单元包括多个吸收塔、增压装置、真空装置和稳压储气罐，所述增压装置通过烟气截止阀与各所述吸收塔底部相连通，各所述吸收塔的底部通过压力调节阀依次与所述真空装置和所述稳压储气罐相接通，来自火电机组的原烟经所述增压装置增压后进入所述吸收塔内，其中的二氧化碳被所述吸收塔底部的吸附床所吸附，其它气体由所述吸收塔的顶部排出，对吸附完成后的所述吸收塔进行均压处理，然后开启所述真空装置抽取解析的二氧化碳进入所述稳压储气罐储存；所述液化单元包括依次接通的压气机、第一换热器、第二换热器、制冷机、膨胀喷管、气液分离器和储液罐，所述压气机与所述稳压储气罐相连通，所述稳压储气罐储存的二氧化碳经过所述压气机升压后依次进入所述第一换热器和所述第二换热器进行二次冷却，冷却后进入所述制冷机制冷，由所述制冷机降温的二氧化碳经所述膨胀喷管降压后进入所述气液分离器分离，分离后生成的液态二氧化碳进入所述储液罐。
3、优选地，所述吸收塔的数量至少为四个，每两个所述吸收塔为一组，至少其中一组中两个所述吸收塔交替处于增压吸附和真空解析状态，至少一组中两个所述吸收塔处于均压状态。
4、优选地，各所述吸收塔的顶部分别接有尾气截止阀，未被吸附床吸附的其它气体通过所述尾气截止阀排空。
5、优选地，每组两个所述吸收塔顶部的所述尾气截止阀的内侧通过管道和压力平衡阀相连通。
6、优选地，各所述吸收塔与汽轮机凝汽器取水口相连通，通过取自汽轮机凝汽器取水口的热水对所述吸收塔内部进行换热升温，换热后的回水通向汽轮机凝汽器回水口。
7、优选地，所述压气机的动力源为汽轮机主蒸汽，做功后的蒸汽返回至汽轮机凝汽器回水口。
8、优选地，所述第一换热器的液相入口与凝汽器取水口相连通，所述第一换热器的液相出口与汽轮机凝汽器回水口相连通，来自汽轮机凝汽器取水口的凝结水通入所述第一换热器内与二氧化碳换热，凝结水吸热后返回至汽轮机凝汽器回水口。
9、优选地，所述气液分离器的气体出口与所述第二换热器的气相入口相连通，所述第二换热器的气相出口接至烟囱，经所述第一换热器冷却的二氧化碳进入所述第二换热器与由所述气液分离器中分离出来的低温杂质气体进行换热冷却后进入所述制冷机，升温的杂质气体排入所述烟囱，由所述制冷机降温的二氧化碳经所述膨胀喷管降压后进入所述气液分离器，经过所述气液分离器分离后生成的液态二氧化碳进入所述储液罐储存，杂质气体返回所述第二换热器。
10、优选地，所述增压装置和所述真空装置的动力源均为汽轮机主蒸汽，做功后的蒸汽返回至汽轮机凝汽器回水口。
11、优选地，所述增压装置为增压泵，所述真空装置为真空泵。
12、相比现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
13、1.由火电机组产生的原烟在各个吸收塔内均存在增压吸附、均压、真空脱除三个过程，增压吸附：原烟由吸收塔底部进入吸收塔内，进入吸收塔内的烟气中与吸附剂具有强亲和力的二氧化碳被选择性的吸附在吸附床内，而与吸附剂具有弱亲和力的其它气体则从塔顶排出，吸附过程会在二氧化碳穿透吸附床之前结束；均压过程：完成吸附的吸收塔处于高压状态，将与完成真空脱除的吸收塔相通，以平衡两塔之间的压力，该过程主要是为了实现残余压力能的回收；真空脱除：均压结束后的吸附满二氧化碳的吸收塔进入再生阶段，开启真空泵对吸收塔进行抽真空操作，促使吸附在吸附床层内的co2从吸附剂上解析出来，解析出的二氧化碳进入稳压储气罐中进行储存等待液化，通过变压吸附和多个吸收塔能够实现对二氧化碳的连续脱除，且能够对残余压力能进行回收利用，降低增压装置动力源的消耗；
14、2.通过第一换热器和第二换热器能够对稳压储气罐储存的二氧化碳进行二次冷却，冷却后进入制冷机制冷，由制冷机降温的二氧化碳经膨胀喷管降压后进入气液分离器进行分离，分离后生成的液态二氧化碳进入储液罐储存，分离出来的低温杂质气体通到第二换热器进行换热，能够降低冷媒的抽取量和使用量，实现了能量的梯级利用，且通过变压吸附和液化过程相结合，提高了捕集二氧化碳的品质。
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1.一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，包括：变压吸附单元和液化单元，所述变压吸附单元包括多个吸收塔、增压装置、真空装置和稳压储气罐，所述增压装置通过烟气截止阀与各所述吸收塔底部相连通，各所述吸收塔的底部通过压力调节阀依次与所述真空装置和所述稳压储气罐相接通，来自火电机组的原烟经所述增压装置增压后进入所述吸收塔内，其中的二氧化碳被所述吸收塔底部的吸附床所吸附，其它气体由所述吸收塔的顶部排出，对吸附完成后的所述吸收塔进行均压处理，然后开启所述真空装置抽取解析的二氧化碳进入所述稳压储气罐储存；所述液化单元包括依次接通的压气机、第一换热器、第二换热器、制冷机、膨胀喷管、气液分离器和储液罐，所述压气机与所述稳压储气罐相连通，所述稳压储气罐储存的二氧化碳经过所述压气机升压后依次进入所述第一换热器和所述第二换热器进行二次冷却，冷却后进入所述制冷机制冷，由所述制冷机降温的二氧化碳经所述膨胀喷管降压后进入所述气液分离器分离，分离后生成的液态二氧化碳进入所述储液罐。
2.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述吸收塔的数量
3.根据权利要求2所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，各所述吸收塔的顶部分别接有尾气截止阀，未被吸附床吸附的其它气体通过所述尾气截止阀排空。
4.根据权利要求3所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，每组两个所述吸收塔顶部的所述尾气截止阀的内侧通过管道和压力平衡阀相连通。
5.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，各所述吸收塔与汽轮机凝汽器取水口相连通，通过取自汽轮机凝汽器取水口的热水对所述吸收塔内部进行换热升温，换热后的回水通向汽轮机凝汽器回水口。
6.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述压气机的动力源为汽轮机主蒸汽，做功后的蒸汽返回至汽轮机凝汽器回水口。
7.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述第一换热器的液相入口与汽轮机凝汽器取水口相连通，所述第一换热器的液相出口与汽轮机凝汽器回水口相连通，来自汽轮机凝汽器取水口的凝结水通入所述第一换热器内与二氧化碳换热，凝结水吸热后返回至汽轮机凝汽器回水口。
8.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述气液分离器的气体出口与所述第二换热器的气相入口相连通，所述第二换热器的气相出口接至烟囱，经所述第一换热器冷却的二氧化碳进入所述第二换热器与由所述气液分离器中分离出来的低温杂质气体进行换热冷却后进入所述制冷机，升温的杂质气体排入所述烟囱，由所述制冷机降温的二氧化碳经所述膨胀喷管降压后进入所述气液分离器，经过所述气液分离器分离后生成的液态二氧化碳进入所述储液罐储存，杂质气体返回所述第二换热器。
9.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述增压装置和所述真空装置的动力源均为汽轮机主蒸汽，做功后的蒸汽返回至汽轮机凝汽器回水口。
10.根据权利要求9所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述增压装置为增压泵，所述真空装置为真空泵。
...【技术特征摘要】
1.一种用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，包括：变压吸附单元和液化单元，所述变压吸附单元包括多个吸收塔、增压装置、真空装置和稳压储气罐，所述增压装置通过烟气截止阀与各所述吸收塔底部相连通，各所述吸收塔的底部通过压力调节阀依次与所述真空装置和所述稳压储气罐相接通，来自火电机组的原烟经所述增压装置增压后进入所述吸收塔内，其中的二氧化碳被所述吸收塔底部的吸附床所吸附，其它气体由所述吸收塔的顶部排出，对吸附完成后的所述吸收塔进行均压处理，然后开启所述真空装置抽取解析的二氧化碳进入所述稳压储气罐储存；所述液化单元包括依次接通的压气机、第一换热器、第二换热器、制冷机、膨胀喷管、气液分离器和储液罐，所述压气机与所述稳压储气罐相连通，所述稳压储气罐储存的二氧化碳经过所述压气机升压后依次进入所述第一换热器和所述第二换热器进行二次冷却，冷却后进入所述制冷机制冷，由所述制冷机降温的二氧化碳经所述膨胀喷管降压后进入所述气液分离器分离，分离后生成的液态二氧化碳进入所述储液罐。
2.根据权利要求1所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，所述吸收塔的数量至少为四个，每两个所述吸收塔为一组，至少其中一组中两个所述吸收塔交替处于增压吸附和真空解析状态，至少一组中两个所述吸收塔处于均压状态。
3.根据权利要求2所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，各所述吸收塔的顶部分别接有尾气截止阀，未被吸附床吸附的其它气体通过所述尾气截止阀排空。
4.根据权利要求3所述的用于火电机组的变压吸附二氧化碳捕集液化系统，其特征在于，每组两个所述吸收塔顶部的所述尾气截止阀的内侧通过管道和压力平衡阀相连通。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽灏，彭思伟，刘海平，李文龙，白玉勇，刘海洋，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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