【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳捕集，具体地，涉及一种二氧化碳捕集系统和一种二氧化碳捕集方法。
技术介绍
1、化学吸收法是处理二氧化碳浓度低于30％的工业尾气的主要技术选择。利用二氧化碳在醇胺类溶液中溶解度随温度的变化规律，在低温吸收co2与高温释放co2的循环中实现二氧化碳从尾气中的脱除与富集，所捕集的co2需要与下游的储存工艺结合，因此往往需要加压到一定状态，以便于储运。
2、现有技术中，在解吸塔中实现co2从富液中分离需要大量热量，传统乙醇胺(mea)吸收工艺的碳捕集能耗约为4.0gj/tco2，该部分热量通常采用碳捕集系统外的热源供给，如电厂内的汽轮机抽汽，该部分抽汽严重影响电厂的发电效率。另一方面，解吸塔顶部的冷却过程造成了大量的热损失。因此如何减少再沸器热耗以及合理利用塔顶部的余热成为了实现碳捕集装置节能降耗的重点研究方向。
3、此外，捕集的co2通常需要经过多级压缩机加压至co2超临界点 (31.2℃，7.38mpa)以上，以便于运输和储存。多级压缩机做功造成气体温度升高，故压缩机级间需引入冷却介质冷却温度升高的co2，使其满足下一级压缩机的入口参数要求。压缩系统的余热被浪费，同时需要消耗大量的冷却介质。
4、因此，亟需一种装置能够解决上述至少一种问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种二氧化碳捕集系统及方法，用于解决现有技术在二氧化碳捕集过程中富液解吸后生成的混合汽产生的余热以及压缩二氧化碳产生的余热不能得到有效利用的问题
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种二氧化碳捕集系统，所述二氧化碳捕集系统包括：
3、吸收单元，用于利用吸收剂吸收烟气中的二氧化碳以生成富液；
4、解吸单元，与所述吸收单元连接，用于利用集成混合汽解吸富液以生成贫液以及包含二氧化碳和水蒸汽的第一混合汽；
5、集成单元，与所述解吸单元连接，用于分级压缩所述第一混合汽，并利用贫液吸收每一级压缩第一混合汽后产生的余热，贫液吸收所述余热成为气液混合物，所述气液混合物包含第一贫液和集成混合汽，集成混合汽包含二氧化碳和水蒸汽；所述集成单元还用于分离出每一级被压缩且失热后的第一混合汽中的凝结水，第一混合汽分级压缩、贫液吸收余热以及分离处理后成为二氧化碳。
6、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：第一再沸器，与所述解吸单元和所述集成单元连接，所述第一再沸器用于加热所述气液混合物生成第二贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第二混合汽，所述第二混合汽的温度高于所述第一混合汽的温度；
7、所述解吸单元还用于利用所述第二混合汽解吸富液以生成贫液以及包含二氧化碳和水蒸汽的第一混合汽。
8、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：设置在所述第一再沸器和所述吸收单元之间的第一辅助管道，所述第一辅助管道用于将所述第一再沸器的第二贫液输送至所述吸收单元，所述吸收单元利用第二贫液预热送入所述解吸单元的富液，第二贫液失热后作为吸收剂吸收烟气中的二氧化碳，预热后的富液进入所述解吸单元。
9、具体地，所述吸收单元包括：依次连接的吸收塔、富液泵、贫富液换热器和贫液泵；
10、所述吸收塔用于利用吸收剂吸收进入所述吸收塔的烟气中的二氧化碳以生成富液；
11、所述富液泵设置在所述吸收塔与所述贫富液换热器之间，用于将所述吸收塔中的富液泵送至所述贫富液换热器中；
12、所述贫富液换热器与所述解吸单元连接以及与所述第一再沸器通过第一辅助管道连接，所述贫富液换热器用于利用来自所述第一再沸器的第二贫液的预热进入所述贫富液换热器的富液，预热后的富液进入所述解吸单元，第二贫液失热后作为吸收剂被送入所述吸收塔；
13、所述贫液泵设置在所述贫富液换热器与所述吸收塔之间，用于将失热后的第二贫液泵送至所述吸收塔内。
14、具体地，所述吸收单元还包括：贫液冷却器，设置在所述贫液泵和所述吸收塔之间的管道上，用于冷却被送入所述吸收塔的失热后的第二贫液。
15、具体地，所述解吸单元包括解吸塔，所述解吸塔与所述贫富液换热器、所述第一再沸器和所述集成单元连接，所述解吸塔用于利用集成混合汽和来自所述第一再沸器的第二混合汽解吸来自所述贫富液换热器的预热后的富液以生成贫液和第一混合汽。
16、具体地，所述集成单元包括：多组依次连接的集成组件，第一混合汽依次流经每一组集成组件；
17、每一组集成组件包括压缩机、压缩换热器和气液分离器；
18、所述压缩机用于压缩第一混合汽；
19、所述压缩换热器用于利用贫液吸收对应的压缩机压缩第一混合汽后产生的余热；
20、所述气液分离器用于分离出在对应的压缩换热器中失热的第一混合汽中的凝结水；
21、其中，第一混合汽流经最后一组集成组件的气液分离器后成为二氧化碳。
22、具体地，多组集成组件的压缩换热器集成设置形成集成换热单元，所述集成换热单元与每一集成组件的压缩机和气液分离器连接。
23、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：调节阀、回收主管和多根回收支管；
24、所述回收主管与所述解吸单元和多根回收支管连通，每一回收支管与一组集成组件的气液分离器连接，每一组集成组件的气液分离器中分离出的凝结水经对应的回收支管和回收主管后进入所述解吸单元；
25、所述调节阀设置在所述回收主管上，用于调节进入所述解吸单元的水汽的压力。
26、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：第二再沸器，与所述解吸单元和所述吸收单元连接，所述第二再沸器用于加热所述解吸单元的贫液以生成第二贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第二混合汽，第二混合汽进入所述解吸单元，第二贫液进入所述吸收单元。
27、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：设置在所述第二再沸器和所述吸收单元之间的第三辅助管道，所述第三辅助管道用于将来自所述第二再沸器的第二贫液输送至所述吸收单元，所述吸收单元利用第二贫液预热送入所述解吸单元的富液，第二贫液失热后作为吸收剂吸收烟气中的二氧化碳，预热后的富液进入所述解吸单元。
28、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：降温装置，与所述集成单元连接，用于将二氧化碳的温度降温调节至指定温度。
29、具体地，所述二氧化碳捕集系统还包括：气液分离罐，设置在所述降温装置的出气口处，用于分离出二氧化碳中的液体。
30、本专利技术另一方面提供一种二氧化碳捕集方法，基于上述任一项所述的二氧化碳捕集系统实现，所述二氧化碳捕集方法包括：
31、利用吸收剂吸收烟气中的二氧化碳以生成富液；
32、利用集成混合汽解吸富液以生成贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第一混合汽；
33、分级压缩所述第一混合汽，并利用贫液吸收每一级压缩第一混合汽后产生的余热，贫液吸收所述余热成为气液混合物，所述气液混合物包含第一贫液和集成混合汽，所述集成混合汽包含二氧化碳和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统包括：
2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：第一再沸器（4），与所述解吸单元（2）和所述集成单元（3）连接，所述第一再沸器（4）用于加热所述气液混合物生成第二贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第二混合汽，所述第二混合汽的温度高于所述第一混合汽的温度；
3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：设置在所述第一再沸器（4）和所述吸收单元（1）之间的第一辅助管道（8），所述第一辅助管道（8）用于将所述第一再沸器（4）的第二贫液输送至所述吸收单元（1），所述吸收单元（1）利用第二贫液预热送入所述解吸单元（2）的富液，第二贫液失热后作为吸收剂吸收烟气中的二氧化碳，预热后的富液进入所述解吸单元（2）。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收单元（1）包括：依次连接的吸收塔（11）、富液泵（12）、贫富液换热器（13）和贫液泵（14）；
5.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集系统，其特征在
6.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述解吸单元（2）包括解吸塔（21），所述解吸塔（21）与所述贫富液换热器（13）、所述第一再沸器（4）和所述集成单元（3）连接，所述解吸塔（21）用于利用集成混合汽和来自所述第一再沸器（4）的第二混合汽解吸来自所述贫富液换热器（13）的预热后的富液以生成贫液和第一混合汽。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述集成单元（3）包括：多组依次连接的集成组件（31），第一混合汽依次流经每一组集成组件（31）；
8.根据权利要求7所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，多组集成组件（31）的压缩换热器（311）集成设置形成集成换热单元（32），所述集成换热单元（32）与每一集成组件（31）的压缩机（310）和气液分离器（312）连接。
9.根据权利要求7所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：调节阀（5）、回收主管和多根回收支管；
10.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：第二再沸器（10），与所述解吸单元（2）和所述吸收单元（1）连接，所述第二再沸器（10）用于加热所述解吸单元（2）的贫液以生成第二贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第二混合汽，第二混合汽进入所述解吸单元（2），第二贫液进入所述吸收单元（1）。
11.根据权利要求10所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：设置在所述第二再沸器（10）和所述吸收单元（1）之间的第三辅助管道（101），所述第三辅助管道（101）用于将来自所述第二再沸器（10）的第二贫液输送至所述吸收单元（1），所述吸收单元（1）利用第二贫液预热送入所述解吸单元（2）的富液，第二贫液失热后作为吸收剂吸收烟气中的二氧化碳，预热后的富液进入所述解吸单元（2）。
12.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：降温装置（6），与所述集成单元（3）连接，用于将二氧化碳的温度降温调节至指定温度。
13.根据权利要求12所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：气液分离罐（7），设置在所述降温装置（6）的出气口处，用于分离出二氧化碳中的液体。
14.一种二氧化碳捕集方法，基于权利要求1-13中任一项所述的二氧化碳捕集系统实现，其特征在于，所述二氧化碳捕集方法包括：
15.根据权利要求14所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，所述分级压缩所述第一混合汽，包括：
16.根据权利要求15所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，所述第一设定温度小于等于160℃。
17.根据权利要求14所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，所述利用贫液吸收每一级压缩第一混合汽后产生的余热，贫液吸收余热成为气液混合物，包括：
18.根据权利要求17所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，所述第二设定温度小于等于5℃。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统包括：
2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：第一再沸器（4），与所述解吸单元（2）和所述集成单元（3）连接，所述第一再沸器（4）用于加热所述气液混合物生成第二贫液和包含二氧化碳和水蒸汽的第二混合汽，所述第二混合汽的温度高于所述第一混合汽的温度；
3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括：设置在所述第一再沸器（4）和所述吸收单元（1）之间的第一辅助管道（8），所述第一辅助管道（8）用于将所述第一再沸器（4）的第二贫液输送至所述吸收单元（1），所述吸收单元（1）利用第二贫液预热送入所述解吸单元（2）的富液，第二贫液失热后作为吸收剂吸收烟气中的二氧化碳，预热后的富液进入所述解吸单元（2）。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收单元（1）包括：依次连接的吸收塔（11）、富液泵（12）、贫富液换热器（13）和贫液泵（14）；
5.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收单元（1）还包括：贫液冷却器（15），设置在所述贫液泵（14）和所述吸收塔（11）之间的管道上，用于冷却被送入所述吸收塔（11）的失热后的第二贫液。
6.根据权利要求4所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述解吸单元（2）包括解吸塔（21），所述解吸塔（21）与所述贫富液换热器（13）、所述第一再沸器（4）和所述集成单元（3）连接，所述解吸塔（21）用于利用集成混合汽和来自所述第一再沸器（4）的第二混合汽解吸来自所述贫富液换热器（13）的预热后的富液以生成贫液和第一混合汽。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述集成单元（3）包括：多组依次连接的集成组件（31），第一混合汽依次流经每一组集成组件（31）；
8.根据权利要求7所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，多组集成组件（31）的压缩换热器（311）集成设置形成集成换热单元（32），所述集成换热单元（32）与每一集成组件（31）的压缩机（310）和气液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝威，杨阳，范永胜，徐冬，杨晋宁，余学海，金太宇，王志勇，秦宁，龚海艇，陈臻，
申请(专利权)人：国家能源集团新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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