【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源利用，涉及一种包太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统及方法。
技术介绍
1、天然气发电厂是利用天然气作为燃料进行发电的设施。天然气经过管道输送到发电厂，进入燃气锅炉或燃气轮机中燃烧。燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮机转动，通过涡轮机和发电机的协同作用，将燃烧产生的能量转化为电能，供应给电网或特定用户。国内的天然气发电厂主要集中在沿海地区和经济发达地区，利用天然气资源丰富的优势。尽管天然气相对清洁，燃烧天然气产生的碳排放量比燃煤要少，但仍然会产生一定量的二氧化碳排放。
2、天然气主要成分是甲烷，燃烧甲烷会产生二氧化碳和水蒸气。虽然相比煤炭发电，天然气发电的碳排放量较低，但在大规模使用天然气发电的情况下，仍然会对气候变化产生一定影响。为了减少天然气发电厂的碳排放问题，采取了一系列措施，如提高天然气发电厂的能效、加强碳排放监管、推广碳捕集与封存技术等。继续推动清洁能源的发展，逐步减少对化石能源的依赖，是实现减排目标的重要途径。
3、碳捕集技术是一种关键的碳减排技术，用于减少二氧化碳等温室气体排放到大气中。这项技术涉及多种方法和原理，世界范围内碳捕集技术主要分为四种：前燃烧碳捕集技术、后燃烧碳捕集技术、氧燃烧碳捕集技术和生物质碳捕集技术。前燃烧碳捕集技术：在燃料燃烧之前捕获二氧化碳。这种技术主要应用于煤炭和天然气发电厂。在前燃烧过程中，燃料被氧化剂(通常是氧气或空气)氧化，生成二氧化碳和水蒸气，然后通过捕集和分离技术将二氧化碳捕获。后燃烧碳捕集技术：在燃烧后从燃烧废气中捕获二氧化碳。这种技术适
4、太阳能集热器是一种利用太阳能将太阳辐射能转化为热能的设备，通常由吸热表面、传热介质和保温层组成。吸热表面通常涂有吸热涂层或装有吸热管，用于吸收太阳辐射。吸收的太阳辐射能被转化为热能，使得集热器内部温度升高。热能传递至传热介质(如水或油)，通过循环系统将热能输送至需要加热的地方。在天然气发电产业中，太阳能集热器的应用方式主要分为两种：第一种将太阳能集热器用于天然气发电厂的辅助加热，提高燃气的温度，从而提高燃烧效率和发电效率；第二种通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，可以将部分热能储存起来，有助于提高天然气发电厂的灵活性和稳定性。
5、在当前天然气发电领域中，碳捕集技术扮演着关键的角色，致力于减少二氧化碳等温室气体的排放，从而有效降低对气候变化的负面影响。这项技术的应用主要包括后燃烧和预燃烧碳捕集，通过在天然气燃烧后或燃烧前捕集二氧化碳，将其分离、储存或利用，以减少排放到大气中的温室气体量。此外，氧燃烧技术也被广泛采用，通过使用纯氧或富氧气体进行燃烧，产生高浓度的二氧化碳和水蒸气，便于后续的捕集和处理。捕集到的二氧化碳可以进一步进行地下封存、工业利用或植物生长过程中的碳酸化等处理，从而实现减排、清洁能源发展的目标。
6、然而如何能够将太阳能集热器有机的融入现有的天然气发电捕集系统中，是行业的重要严重方向，目前还没有给出完整的实施方案。另外，参考图1，空气和燃料进入燃气轮机中燃烧形成二氧化碳并做功产生烟气，烟气经排气扩散段后进入余热锅炉。同时水从凝汽器进入余热锅炉，与高温烟气进行对流换热；水吸收热量蒸发为水蒸气后进入汽轮机中推动叶片旋转做功，而高温烟气得到降温后进入碳捕集装置进行脱碳处理变为洁净空气，由于单乙醇胺和二氧化碳的化学反应需要热量，因此将部分水蒸气从汽轮机中抽出并送入碳捕集装置的加热器中释放热量凝结为水、再返回凝汽器；该部分水蒸气将无法进入汽轮机中做功发电，造成了能量损失。除此之外，该系统烟气组分中的二氧化碳浓度较低、与单乙醇胺之间的化学反应效率较慢，碳捕集装置的脱碳效率不高，将导致一系列的低效和浪费问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种包含太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统及方法，该系统及方法能够将太阳能集热器有机的融入现有的天然气发电碳捕集系统中，同时具有脱碳效率高以及能量损失小的特点。
2、为达到上述目的，本专利技术所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集方法，包括以下步骤：利用太阳能集热器为二氧化碳捕集过程中富碳溶液的再生提供热量，同时烟气通过烟气分离器进行分离，分离出来的浓相二氧化碳的烟气进行二氧化碳的捕集，将分离出来的稀相二氧化碳的烟气进行再循环。
3、本专利技术所述的包含太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，包括空气接口、空气烟气混合器、压气机、天然气接口、燃烧室、透平、余热锅炉、烟气分离器、吸收塔、再生塔及太阳能集热器；
4、空气接口与空气烟气混合器的入口相连通，空气烟气混合器的出口与压气机的入口相连通，压气机的出口及天然气接口与燃烧室的入口相连通，燃烧室的出口与透平的入口相连通，透平的出口与余热锅炉的入口相连通；
5、余热锅炉的出口与烟气分离器的入口相连通，烟气分离器的稀相二氧化碳出口与空气烟气混合器的入口相连通，烟气分离器的浓相二氧化碳出口与吸收塔的烟气入口相连通，吸收塔的富碳溶液出口与再生塔的富碳溶液入口相连通，再生塔的贫碳溶液出口与吸收塔的贫碳溶液入口相连通，太阳能集热器与再生塔的加热器相连通。
6、进一步的，燃机发电机、压气机及透平同轴布置。
7、进一步的，烟气分离器的浓相二氧化碳出口依次经烟气风机、烟气冷却器及烟气储存罐与吸收塔的烟气入口相连通。
8、进一步的，还包括富碳溶液泵及换热器，吸收塔的富碳溶液出口经富碳溶液泵与换热器的一次侧入口相连通，换热器的一次侧出口与再生塔的富碳溶液入口相连通。
9、进一步的，再生塔的贫碳溶液出口依次经贫碳溶液泵、换热器的二次侧及贫碳溶液冷却器与吸收塔的贫碳溶液入口相连通。
10、进一步的，还包括反射镜及定日镜，反射镜与定日镜及太阳能集热器相配合。
11、进一步的，还包括高温盐储罐及低温盐储罐，太阳能集热器的出口与高温盐储罐的入口相连通，高温盐储罐的出口经再生塔的加热器与低温盐储罐的入口相连通，低温盐储罐的出口与太阳能集热器的入口相连通。
12、进一步的，还包括再循环冷却器及二氧化碳储罐，再生塔的二氧化碳出口经再循环冷却器与二氧化碳储罐的入口相连通。
13、进一步的，还包括二氧化碳再循环泵、二氧化碳压缩机及二氧化碳输出管道，二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集方法，其特征在于，包括以下步骤：利用太阳能集热器(44)为二氧化碳捕集过程中富碳溶液的再生提供热量，同时烟气通过烟气分离器(32)进行分离，分离出来的浓相二氧化碳的烟气进行二氧化碳的捕集，将分离出来的稀相二氧化碳的烟气进行再循环。
2.一种包含太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，包括空气接口(1)、空气烟气混合器(2)、压气机(4)、天然气接口(6)、燃烧室(5)、透平(7)、余热锅炉(8)、烟气分离器(32)、吸收塔(36)、再生塔(41)及太阳能集热器(44)；
3.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，燃机发电机(3)、压气机(4)及透平(7)同轴布置。
4.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，烟气分离器(32)的浓相二氧化碳出口依次经烟气风机(33)、烟气冷却器(34)及烟气储存罐(35)与吸收塔(36)的烟气入口相连通。
5.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，再生塔(41)的贫碳溶液出口依次经贫碳溶液泵(39)、换热器(38)的二次侧及贫碳溶液冷却器(40)与吸收塔(36)的贫碳溶液入口相连通。
7.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，还包括反射镜(47)及定日镜(46)，反射镜(47)与定日镜(46)及太阳能集热器(44)相配合。
8.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，还包括高温盐储罐(43)及低温盐储罐(45)，太阳能集热器(44)的出口与高温盐储罐(43)的入口相连通，高温盐储罐(43)的出口经再生塔(41)的加热器(42)与低温盐储罐(45)的入口相连通，低温盐储罐(45)的出口与太阳能集热器(44)的入口相连通。
9.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，还包括再循环冷却器(49)及二氧化碳储罐(50)，再生塔(41)的二氧化碳出口经再循环冷却器(49)与二氧化碳储罐(50)的入口相连通。
10.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，还包括二氧化碳再循环泵(48)、二氧化碳压缩机(51)及二氧化碳输出管道(52)，二氧化碳储罐(50)的出口经二氧化碳再循环泵(48)与再生塔(41)的入口相连通，二氧化碳储罐(50)的出口经二氧化碳压缩机(51)与二氧化碳输出管道(52)相连通。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集方法，其特征在于，包括以下步骤：利用太阳能集热器(44)为二氧化碳捕集过程中富碳溶液的再生提供热量，同时烟气通过烟气分离器(32)进行分离，分离出来的浓相二氧化碳的烟气进行二氧化碳的捕集，将分离出来的稀相二氧化碳的烟气进行再循环。
2.一种包含太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，包括空气接口(1)、空气烟气混合器(2)、压气机(4)、天然气接口(6)、燃烧室(5)、透平(7)、余热锅炉(8)、烟气分离器(32)、吸收塔(36)、再生塔(41)及太阳能集热器(44)；
3.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，燃机发电机(3)、压气机(4)及透平(7)同轴布置。
4.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，烟气分离器(32)的浓相二氧化碳出口依次经烟气风机(33)、烟气冷却器(34)及烟气储存罐(35)与吸收塔(36)的烟气入口相连通。
5.根据权利要求2所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集系统，其特征在于，还包括富碳溶液泵(37)及换热器(38)，吸收塔(36)的富碳溶液出口经富碳溶液泵(37)与换热器(38)的一次侧入口相连通，换热器(38)的一次侧出口与再生塔(41)的富碳溶液入口相连通。
6.根据权利要求5所述的太阳能集热器的天然气发电机组碳捕集...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜世杰，肖俊峰，胡孟起，夏林，连小龙，王一丰，田新平，卫星光，鲁博辉，何欣欣，邵帅，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
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