权利要求书: 1.一种基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,包括:吸收塔(11),包括:
吸收塔第一入口(11A1),位于吸收塔(11)的下部;
吸收塔第二入口(11A2),位于吸收塔(11)的上部,供贫液流入;
吸收塔第一出口(11B1),位于吸收塔(11)的底部,供富液流出;
吸收塔第二出口(11B2),位于吸收塔(11)的顶部;
富液泵(12),包括:
富液泵入口(12A),连通吸收塔第一出口(11B1);
富液泵出口(12B);
烟气换热器(13),包括:
烟气换热器第一入口(13A1),供外部的带有二氧化碳的烟气进入;
烟气换热器第二入口(13A2),连通富液泵出口(12B);
烟气换热器第一出口(13B1);
烟气换热器第二出口(13B2);
烟气冷却器(14),包括:
烟气冷却器第一入口(14A1),连通烟气换热器第一出口(13B1);
烟气冷却器第一出口(14B1),连通吸收塔第一入口(11A1);
烟气冷却器第二入口(14A2),供外部的冷却水流入;
烟气冷却器第二出口(14B2),供冷却水流出;
解吸塔(15),包括:
解吸塔第一出口(15B1),位于解吸塔(15)的底部;
解吸塔第二出口(15B2),位于解吸塔(15)的顶部;
贫富液换热器(16),包括:
贫富液换热器第一入口(16A1),连通烟气换热器第二出口(13B2);
贫富液换热器第二入口(16A2),连通解吸塔第一出口(15B1);
贫富液换热器第一出口(16B1);
贫富液换热器第二出口(16B2);
解吸气换热器(17),包括:
解吸气换热器第一入口(17A1),连通贫富液换热器第一出口(16B1);
解吸气换热器第二入口(17A2),连通解吸塔第二出口(15B2);
解吸气换热器第一出口(17B1);
解吸气换热器第二出口(17B2);
凝结水换热器(18),包括:
凝结水换热器第一入口(18A1),连通解吸气换热器第一出口(17B1);
凝结水换热器第二入口(18A2),供凝结水流入;
凝结水换热器第一出口(18B1);
凝结水换热器第二出口(18B2),供凝结水流出;
多级换热器(19),各级换热器(19)包括:级换热器第一入口(19A1),连通凝结水换热器第一出口(18B1);
级换热器第二入口(19A2);
级换热器第一出口(19B1),连通解吸塔(15);
级换热器第二出口(19B2);
其中,外部的带有二氧化碳的烟气经由烟气换热器第一入口(13A1)进入烟气换热器(13)进行热交换以放热降温,并经由烟气换热器第一出口(13B1)、烟气冷却器第一入口(14A1)进入烟气冷却器(14),烟气冷却器(14)中的烟气与经由烟气冷却器第二入口(14A2)进入的冷却水进行热交换,烟气放热降温然后经由烟气冷却器第一出口(14B1)、吸收塔第一入口(11A1)进入吸收塔(11),烟气中的二氧化碳与经由吸收塔第二入口(11A2)喷淋而下的贫液逆流接触,贫液吸收二氧化碳变为富液,其余的未被吸收的烟气经由吸收塔第二出口(11B2)排出;
富液经由吸收塔第一出口(11B1)、富液泵入口(12A)进入富液泵(12),然后经由富液泵出口(12B)、烟气换热器第二入口(13A2)进入烟气换热器(13)并与外部的带有二氧化碳的烟气进行热交换,富液吸热升温;
然后富液经由烟气换热器第二出口(13B2)、贫富液换热器第一入口(16A1)进入贫富液换热器(16)进行热交换以吸热升温;
然后富液经由贫富液换热器第一出口(16B1)、解吸气换热器第一入口(17A1)进入解吸气换热器(17)进行热交换以吸热升温;
之后富液经由解吸气换热器第一出口(17B1)、凝结水换热器第一入口(18A1)进入凝结水换热器(18)进行热交换以吸热升温;
再之后富液经由凝结水换热器第一出口(18B1)、各级换热器(19)的级换热器第一入口(19A1)进入各级换热器(19)中进行热交换以吸热升温;
吸热升温后的富液经由各级换热器(19)的级换热器第一出口(19B1)进入解吸塔(15)中进行解吸;
流入解吸塔(15)中的富液经由解吸塔(15)解吸成贫液和含二氧化碳的产品气;
贫液经由解吸塔第一出口(15B1)、贫富液换热器第二入口(16A2)进入贫富液换热器(16)中并与贫富液换热器(16)中的富液进行热交换以放热降温,然后贫液经由贫富液换热器第二出口(16B2)以及吸收塔第二入口(11A2)进入吸收塔(11)中循环利用;
产品气经由解吸塔第二出口(15B2)以及解吸气换热器第二入口(17A2)进入解吸气换热器(17)以与经由贫富液换热器第一出口(16B1)、解吸气换热器第一入口(17A1)进入解吸气换热器(17)的富液进行热交换以放热降温,之后产品气经由解吸气换热器第二出口(17B2)、各级换热器(19)的级换热器第二入口(19A2)进入各级换热器(19)并进行热交换以放热降温。
2.根据权利要求1所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,解吸塔(15)还包括:解吸塔第一入口(15A1),位于解吸塔(15)的上部;
解吸塔第二入口(15A2),位于解吸塔(15)的中部;
各个级换热器第一出口(19B1)连通解吸塔第一入口(15A1)和解吸塔第二入口(15A2)。
3.根据权利要求1所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,解吸塔(15)还包括:解吸塔第三入口(15A3);
基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:
第一产品气冷却器(20),包括:
第一产品气冷却器第一入口(20A1),连通解吸气换热器第二出口(17B2);
第一产品气冷却器第二入口(20A2),供冷却水进入;
第一产品气冷却器第一出口(20B1);
第一产品气冷却器第二出口(20B2),供冷却水流出;
产品气分离器(21),包括:
产品气分离器入口(21A),连通第一产品气冷却器第一出口(20B1);
产品气分离器第一出口(21B1);
产品气分离器第二出口(21B2),连通解吸塔第三入口(15A3);
多级压缩机(22),各级压缩机(22)包括:压缩机入口(22A);
压缩机出口(22B),连通对应级换热器(19)的级换热器第二入口(19A2);
其中,多级压缩机(22)中的第一级压缩机(22)的压缩机入口(22A)连通产品气分离器第一出口(21B1),其余的各级压缩机(22)的压缩机入口(22A)连通上一级换热器(19)的级换热器第二出口(19B2);
流入解吸塔(15)中的富液经由解吸塔(15)解吸成贫液和产品气,产品气经由解吸塔第二出口(15B2)、解吸气换热器第二入口(17A2)进入解吸气换热器(17)与解吸气换热器(17)中的富液进行热交换以放热降温;
然后产品气经由解吸气换热器第二出口(17B2)、第一产品气冷却器第一入口(20A1)进入第一产品气冷却器(20),与经由第一产品气冷却器第二入口(20A2)进入第一产品气冷却器(20)的冷却水进行热交换,冷却水吸热升温并经由第一产品气冷却器第二出口(20B2)流出,产品气放热降温;
降温后的产品气经由第一产品气冷却器第一出口(20B1)、产品气分离器入口(21A)进入产品气分离器(21)以将产品气进行气液分离,分离出的液体经由产品气分离器第二出口(21B2)、解吸塔第三入口(15A3)进入解吸塔(15)中再利用;
而分离出液体后的产品气经由产品气分离器第一出口(21B1)、一级压缩机(22)的压缩机入口(22A)进入一级压缩机(22),一级压缩机(22)对产品气压缩升温,升温后的产品气经由一级压缩机(22)的压缩机出口(22B)、一级换热器(19)的级换热器第二入口(19A2)进入一级换热器(19)与富液进行热交换以放热降温,并经由一级换热器(19)的级换热器第二出口(19B2)、下一级压缩机(22)的压缩机入口(22A)进入下一级压缩机(22)中再被利用。
4.根据权利要求3所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,多级换热器(19)为三级且包括一级换热器、二级换热器和三级换热器;
多级压缩机(22)为三级且包括一级压缩机、二级压缩机和三级压缩机。
5.根据权利要求1所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:贫液泵(23),包括:
贫液泵入口(23A),连通贫富液换热器第二出口(16B2);
贫液泵出口(23B);
贫液冷却器(24),包括:
贫液冷却器第一入口(24A1),连通贫液泵出口(23B);
贫液冷却器第二入口(24A2),供外部的冷却水进入;
贫液冷却器第一出口(24B1),连通吸收塔第二入口(11A2);
贫液冷却器第二出口(24B2),供冷却水流出;
其中,流入解吸塔(15)中的富液经由解吸塔(15)解吸成贫液和产品气,贫液经由解吸塔第一出口(15B1)、贫富液换热器第二入口(16A2)进入贫富液换热器(16)中并与贫富液换热器(16)中的富液进行热交换以放热降温;
然后贫液经由贫富液换热器第二出口(16B2)、贫液泵入口(23A)进入贫液泵(23)并经由贫液泵出口(23B)、贫液冷却器第一入口(24A1)进入贫液冷却器(24)中与经由贫液冷却器第二入口(24A2)流入的冷却水进行热交换,冷却水吸热升温而贫液放热降温,冷却后的贫液经由贫液冷却器第一出口(24B1)、吸收塔第二入口(11A2)进入吸收塔(11)中循环利用。
6.根据权利要求1所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,解吸塔(15)还包括:解吸塔第三出口(15B3);
解吸塔第四入口(15A4);
基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:
再沸器(25),包括:
再沸器第一入口(25A1),供外部的饱和蒸汽进入;
再沸器第二入口(25A2),连通解吸塔第三出口(15B3);
再沸器第一出口(25B1),连通凝结水换热器第二入口(18A2);
再沸器第二出口(25B2),连通解吸塔第四入口(15A4);
解吸塔(15)中的发生部分解吸的富液定义为半贫液,半贫液经由解吸塔第三出口(15B3)、再沸器第二入口(25A2)进入再沸器(25),与经由再沸器第一入口(25A1)进入的饱和蒸汽进行热交换,半贫液在再沸器(25)中部分汽化并经由再沸器第二出口(25B2)流回解吸塔(15)中作为解吸富液的热源,经由再沸器第一入口(25A1)进入的饱和蒸汽放热降温变为凝结水;
凝结水经由再沸器第一出口(25B1)、凝结水换热器第二入口(18A2)进入凝结水换热器(18)中;
进入凝结水换热器(18)中的凝结水与来自解吸气换热器第一出口(17B1)并经由凝结水换热器第一入口(18A1)进入凝结水换热器(18)中的富液进行热交换,凝结水放热降温并经由凝结水换热器第二出口(18B2)流出。
7.根据权利要求1所述的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其特征在于,基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:第二产品气冷却器(26),包括:
第二产品气冷却器第一入口(26A1),连通最后一级换热器(19)的级换热器第二出口(19B2);
第二产品气冷却器第二入口(26A2),供外部的冷却水流入;
第二产品气冷却器第一出口(26B1);
第二产品气冷却器第二出口(26B2),供冷却水流出;
产品气经由最后一级换热器(19)的级换热器第二出口(19B2)、第二产品气冷却器第一入口(26A1)进入第二产品气冷却器(26);
冷却水经由第二产品气冷却器第二入口(26A2)进入并与产品气进行热交换,冷却水吸热升温并经由第二产品气冷却器第二出口(26B2)流出,产品气放热降温并经由第二产品气冷却器第一出口(26B1)排出。
说明书: 基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统技术领域[0001] 本发明涉及余热回收领域,尤其涉及一种基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统。背景技术[0002] 当前,温室效应和全球气候变暖是全球的热点问题,CO2是对温室效应贡献最大的人为温室气体。在众多CO2捕集技术中,化学吸收技术因其捕集效率高和适应性好,是目前最具大规模捕集CO2潜力的技术路线之一。[0003] 但是,在利用化学吸收技术捕集二氧化碳过程中,贫液的温度和解吸塔顶蒸汽的温度较高,蕴含大量的废热,目前大部分废热被循环冷却水带走;如果这部分潜热能够充分的回收利用,可有效降低系统的能耗。发明内容[0004] 鉴于背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其能够充分回收废热,降低能量损耗。[0005] 为了实现上述目的,本发明提供了一种基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统,其包括:吸收塔、富液泵、烟气换热器、烟气冷却器、解吸塔、贫富液换热器、解吸气换热器、凝结水换热器以及多级换热器。[0006] 吸收塔包括:吸收塔第一入口,位于吸收塔的下部;吸收塔第二入口,位于吸收塔的上部,供贫液流入;吸收塔第一出口,位于吸收塔的底部,供富液流出;吸收塔第二出口,位于吸收塔的顶部。[0007] 富液泵包括:富液泵入口,连通吸收塔第一出口;富液泵出口。[0008] 烟气换热器包括:烟气换热器第一入口,供外部的带有二氧化碳的烟气进入;烟气换热器第二入口,连通富液泵出口;烟气换热器第一出口;烟气换热器第二出口。[0009] 烟气冷却器包括:烟气冷却器第一入口,连通烟气换热器第一出口;烟气冷却器第一出口,连通吸收塔第一入口;烟气冷却器第二入口,供外部的冷却水流入。烟气冷却器第二出口,供冷却水流出。[0010] 解吸塔包括:解吸塔第一出口,位于解吸塔的底部;解吸塔第二出口,位于解吸塔的顶部。[0011] 贫富液换热器包括:贫富液换热器第一入口,连通烟气换热器第二出口;贫富液换热器第二入口,连通解吸塔第一出口;贫富液换热器第一出口;贫富液换热器第二出口。[0012] 解吸气换热器包括:解吸气换热器第一入口,连通贫富液换热器第一出口;解吸气换热器第二入口,连通解吸塔第二出口;解吸气换热器第一出口;解吸气换热器第二出口。[0013] 凝结水换热器包括:凝结水换热器第一入口,连通解吸气换热器第一出口;凝结水换热器第二入口,供凝结水流入;凝结水换热器第一出口;凝结水换热器第二出口,供凝结水流出。[0014] 各级换热器包括:级换热器第一入口,连通凝结水换热器第一出口;级换热器第二入口;级换热器第一出口,连通解吸塔;级换热器第二出口。[0015] 其中,外部的带有二氧化碳的烟气经由烟气换热器第一入口进入烟气换热器进行热交换以放热降温,并经由烟气换热器第一出口、烟气冷却器第一入口进入烟气冷却器,烟气冷却器中的烟气与经由烟气冷却器第二入口进入的冷却水进行热交换,烟气放热降温然后经由烟气冷却器第一出口、吸收塔第一入口进入吸收塔,烟气中的二氧化碳与经由吸收塔第二入口喷淋而下的贫液逆流接触,贫液吸收二氧化碳变为富液,其余的未被吸收的烟气经由吸收塔第二出口排出;[0016] 富液经由吸收塔第一出口、富液泵入口进入富液泵,然后经由富液泵出口、烟气换热器第二入口进入烟气换热器并与外部的带有二氧化碳的烟气进行热交换,富液吸热升温;[0017] 然后富液经由烟气换热器第二出口、贫富液换热器第一入口进入贫富液换热器进行热交换以吸热升温;[0018] 然后富液经由贫富液换热器第一出口、解吸气换热器第一入口进入解吸气换热器进行热交换以吸热升温;[0019] 之后富液经由解吸气换热器第一出口、凝结水换热器第一入口进入凝结水换热器进行热交换以吸热升温;[0020] 再之后富液经由凝结水换热器第一出口、各级换热器的级换热器第一入口进入各级换热器中进行热交换以吸热升温;[0021] 吸热升温后的富液经由各级换热器的级换热器第一出口进入解吸塔中进行解吸;[0022] 流入解吸塔中的富液经由解吸塔解吸成贫液和含二氧化碳的产品气;[0023] 贫液经由解吸塔第一出口、贫富液换热器第二入口进入贫富液换热器中并与贫富液换热器中的富液进行热交换以放热降温,然后贫液经由贫富液换热器第二出口以及吸收塔第二入口进入吸收塔中循环利用;[0024] 产品气经由解吸塔第二出口以及解吸气换热器第二入口进入解吸气换热器以与经由贫富液换热器第一出口、解吸气换热器第一入口进入解吸气换热器的富液进行热交换以放热降温,之后产品气经由解吸气换热器第二出口、各级换热器的级换热器第二入口进入各级换热器并进行热交换以放热降温。[0025] 本发明的有益效果如下:[0026] 在根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中,从吸收塔底流出的富液通过与带有二氧化碳的烟气、解吸塔底流出的贫液、解吸塔顶排出的产品气进行热交换而吸热升温,充分利用了基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中的废热来提高温度,有效地回收了废热,降低了富液在解吸塔中解吸所需的热量,从而为富液在解吸塔中解吸降低了能耗。附图说明[0027] 图1是根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统的示意图。[0028] 其中,附图标记说明如下:[0029] 11吸收塔 18A2凝结水换热器第二入口[0030] 11A1吸收塔第一入口 18B1凝结水换热器第一出口[0031] 11A2吸收塔第二入口 18B2凝结水换热器第二出口[0032] 11B1吸收塔第一出口 19级换热器[0033] 11B2吸收塔第二出口 19A1级换热器第一入口[0034] 12富液泵 19A2级换热器第二入口[0035] 12A富液泵入口 19B1级换热器第一出口[0036] 12B富液泵出口 19B2级换热器第二出口[0037] 13烟气换热器 20第一产品气冷却器[0038] 13A1烟气换热器第一入口 20A1第一产品气冷却器第一入口[0039] 13A2烟气换热器第二入口 20A2第一产品气冷却器第二入口[0040] 13B1烟气换热器第一出口 20B1第一产品气冷却器第一出口[0041] 13B2烟气换热器第二出口 20B2第一产品气冷却器第二出口14烟气冷却器 21产品气分离器
[0042] 14A1烟气冷却器第一入口 21A产品气分离器入口[0043] 14A2烟气冷却器第二入口 21B1产品气分离器第一出口[0044] 14B1烟气冷却器第一出口 21B2产品气分离器第二出口[0045] 14B2烟气冷却器第二出口 22级压缩机[0046] 15解吸塔 22A压缩机入口[0047] 15A1解吸塔第一入口 22B压缩机出口[0048] 15A2解吸塔第二入口 23贫液泵[0049] 15A3解吸塔第三入口 23A贫液泵入口[0050] 15A4解吸塔第四入口 23B贫液泵出口[0051] 15B1解吸塔第一出口 24贫液冷却器[0052] 15B2解吸塔第二出口 24A1贫液冷却器第一入口[0053] 15B3解吸塔第三出口 24A2贫液冷却器第二入口[0054] 16贫富液换热器 24B1贫液冷却器第一出口[0055] 16A1贫富液换热器第一入口 24B2贫液冷却器第二出口[0056] 16A2贫富液换热器第二入口 25再沸器[0057] 16B1贫富液换热器第一出口 25A1再沸器第一入口[0058] 16B2贫富液换热器第二出口 25A2再沸器第二入口[0059] 17解吸气换热器 25B1再沸器第一出口[0060] 17A1解吸气换热器第一入口 25B2再沸器第二出口[0061] 17A2解吸气换热器第二入口 26第二产品气冷却器[0062] 17B1解吸气换热器第一出口 26A1第二产品气冷却器第一入口[0063] 17B2解吸气换热器第二出口 26A2第二产品气冷却器第二入口[0064] 18凝结水换热器 26B1第二产品气冷却器第一出口[0065] 18A1凝结水换热器第一入口 26B2第二产品气冷却器第二出口具体实施方式[0066] 下面参照附图详细说明根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统。[0067] 如图1所示,根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统包括:吸收塔11、富液泵12、烟气换热器13、烟气冷却器14、解吸塔15、贫富液换热器16、解吸气换热器17、凝结水换热器18和多级换热器19。
[0068] 吸收塔11包括:吸收塔第一入口11A1,位于吸收塔11的下部;吸收塔第二入口11A2,位于吸收塔11的上部,供贫液流入;吸收塔第一出口11B1,位于吸收塔11的底部,供富液流出;吸收塔第二出口11B2,位于吸收塔11的顶部。
[0069] 富液泵12包括:富液泵入口12A,连通吸收塔第一出口11B1;富液泵出口12B。[0070] 烟气换热器13包括:烟气换热器第一入口13A1,供外部的带有二氧化碳的烟气进入;烟气换热器第二入口13A2,连通富液泵出口12B;烟气换热器第一出口13B1;烟气换热器第二出口13B2。[0071] 烟气冷却器14包括:烟气冷却器第一入口14A1,连通烟气换热器第一出口13B1;烟气冷却器第一出口14B1,连通吸收塔第一入口11A1;烟气冷却器第二入口14A2,供外部的冷却水流入;烟气冷却器第二出口14B2,供冷却水流出。[0072] 解吸塔15包括:解吸塔第一出口15B1,位于解吸塔15的底部;解吸塔第二出口15B2,位于解吸塔15的顶部。
[0073] 贫富液换热器16包括:贫富液换热器第一入口16A1,连通烟气换热器第二出口13B2;贫富液换热器第二入口16A2,连通解吸塔第一出口15B1;贫富液换热器第一出口
16B1;贫富液换热器第二出口16B2。
[0074] 解吸气换热器17包括:解吸气换热器第一入口17A1,连通贫富液换热器第一出口16B1;解吸气换热器第二入口17A2,连通解吸塔第二出口15B2;解吸气换热器第一出口
17B1;解吸气换热器第二出口17B2。
[0075] 凝结水换热器18包括:凝结水换热器第一入口18A1,连通解吸气换热器第一出口17B1;凝结水换热器第二入口18A2,供凝结水流入;凝结水换热器第一出口18B1;凝结水换热器第二出口18B2,供凝结水流出。
[0076] 各级换热器19包括:级换热器第一入口19A1,连通凝结水换热器第一出口18B1;级换热器第二入口19A2;级换热器第一出口19B1,连通解吸塔15;级换热器第二出口19B2。[0077] 其中,外部的带有二氧化碳的烟气经由烟气换热器第一入口13A1进入烟气换热器13进行热交换以放热降温,并经由烟气换热器第一出口13B1、烟气冷却器第一入口14A1进入烟气冷却器14,烟气冷却器14中的烟气与经由烟气冷却器第二入口14A2进入的冷却水进行热交换,烟气放热降温然后经由烟气冷却器第一出口14B1、吸收塔第一入口11A1进入吸收塔11,烟气中的二氧化碳与经由吸收塔第二入口11A2喷淋而下的贫液逆流接触,贫液吸收二氧化碳变为富液,其余的未被吸收的烟气经由吸收塔第二出口11B2排出;富液经由吸收塔第一出口11B1、富液泵入口12A进入富液泵12,然后经由富液泵出口12B、烟气换热器第二入口13A2进入烟气换热器13并与外部的带有二氧化碳的烟气进行热交换,富液吸热升温;然后富液经由烟气换热器第二出口13B2、贫富液换热器第一入口16A1进入贫富液换热器16进行热交换以吸热升温;然后富液经由贫富液换热器第一出口16B1、解吸气换热器第一入口17A1进入解吸气换热器17进行热交换以吸热升温;之后富液经由解吸气换热器第一出口17B1、凝结水换热器第一入口18A1进入凝结水换热器18进行热交换以吸热升温;再之后富液经由凝结水换热器第一出口18B1、各级换热器19的级换热器第一入口19A1进入各级换热器19中进行热交换以吸热升温;吸热升温后的富液经由各级换热器19的级换热器第一出口19B1进入解吸塔15中进行解吸;流入解吸塔15中的富液经由解吸塔15解吸成贫液和含二氧化碳的产品气;贫液经由解吸塔第一出口15B1、贫富液换热器第二入口16A2进入贫富液换热器16中并与贫富液换热器16中的富液进行热交换以放热降温,然后贫液经由贫富液换热器第二出口16B2以及吸收塔第二入口11A2进入吸收塔11中循环利用;产品气经由解吸塔第二出口15B2以及解吸气换热器第二入口17A2进入解吸气换热器17以与经由贫富液换热器第一出口16B1、解吸气换热器第一入口17A1进入解吸气换热器17的富液进行热交换以放热降温,之后产品气经由解吸气换热器第二出口17B2、各级换热器19的级换热器第二入口19A2进入各级换热器19并进行热交换以放热降温。
[0078] 需要注意的是,在吸收塔11中二氧化碳被吸收剂吸收而变为富液的过程需要在较低的温度条件下进行,而在解吸塔15中富液解吸成二氧化碳的过程需要在较高的温度条件下进行。在根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中,外部的带有二氧化碳的烟气带有热量,带有热量的烟气进入烟气换热器13中与富液进行热交换,富液吸热升温,这一环节有效地回收了外部烟气的热量;接下来,吸热升温后的富液流入贫富液换热器16中并与经由解吸塔第一出口15B1、贫富液换热器第二入口16A2流入贫富液换热器16中的贫液进行热交换,贫液放热降温,富液吸热升温,这一环节富液有效回收利用了贫液的热量;接下来,吸热升温后的富液经由贫富液换热器第一出口16B1、解吸气换热器17A1进入解吸气换热器17中并与经由解吸气换热器第二入口17A2流入的产品气进行热交换,富液再次吸热升温,这一环节有效地回收利用了从解吸塔15释放出的产品气所携带的热量;吸热升温后的富液经由凝结水换热器18和多级换热器19进行多次热交换再次吸热升温,最终经过多次吸热升温后的富液进入解吸塔15中进行解吸。在上述过程中,富液通过与带有二氧化碳的烟气、解吸塔15底流出的贫液、解吸塔15顶排出的产品气进行热交换而吸热升温,充分利用了基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中的废热来提高温度,有效地回收了废热,降低了富液在解吸塔15中解吸所需的热量,从而为富液在解吸塔15中解吸降低了能耗。
[0079] 在实际情况中,外部的带有二氧化碳的烟气从烟囱接入,而经由吸收塔第二出口11B2排出的未被吸收的烟气回到烟囱并由烟囱排放。
[0080] 在根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中,解吸塔15还包括:解吸塔第一入口15A1,位于解吸塔15的上部;解吸塔第二入口15A2,位于解吸塔15的中部。各个级换热器第一出口19B1连通解吸塔第一入口15A1和解吸塔第二入口15A2。如图1所示,解吸塔第一入口15A1位于解吸塔15的上段,解吸塔第二入口15A2位于解吸塔15的中段,经由各级换热器19的级换热器第一出口19B1流出的富液汇集在一起并在解吸塔15的解吸塔第一入口15A1和解吸塔第二入口15A2分流成两路流进解吸塔15中。富液经由管路(图中用带箭头的线表示)进入解吸塔15的对应的入口时,压力急剧下降,这一过程类似于闪蒸过程,由此会产生部分水蒸气,而富液分两路流入解吸塔15与一路流入解吸塔15相比,降低了解吸塔15的富液入口处的压力差,有效地减少了水蒸气的蒸发,从而有利于控制水蒸气从解吸塔第二出口15B2排出的量。[0081] 如图1所示,解吸塔15还包括:解吸塔第三入口15A3。基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:第一产品气冷却器20、产品气分离器21和多级压缩机22。第一产品气冷却器20包括:第一产品气冷却器第一入口20A1,连通解吸气换热器第二出口17B2;第一产品气冷却器第二入口20A2,供冷却水进入;第一产品气冷却器第一出口20B1;第一产品气冷却器第二出口20B2,供冷却水流出。产品气分离器21包括:产品气分离器入口21A,连通第一产品气冷却器第一出口20B1;产品气分离器第一出口21B1;产品气分离器第二出口21B2,连通解吸塔第三入口15A3。各级压缩机22包括:压缩机入口22A;压缩机出口22B,连通对应级换热器19的级换热器第二入口19A2。[0082] 其中,多级压缩机22中的一级压缩机22的压缩机入口22A连通产品气分离器第一出口21B1,其余的各级压缩机22的压缩机入口22A连通上一级换热器19的级换热器第二出口19B2;流入解吸塔15中的富液经由解吸塔15解吸成贫液和产品气,产品气经由解吸塔第二出口15B2、解吸气换热器第二入口17A2进入解吸气换热器17与解吸气换热器17中的富液进行热交换以放热降温;然后产品气经由解吸气换热器第二出口17B2、第一产品气冷却器第一入口20A1进入第一产品气冷却器20,与经由第一产品气冷却器第二入口20A2进入第一产品气冷却器20的冷却水进行热交换,冷却水吸热升温并经由第一产品气冷却器第二出口20B2流出,产品气放热降温;降温后的产品气经由第一产品气冷却器第一出口20B1、产品气分离器入口21A进入产品气分离器21以将产品气进行气液分离,分离出的液体(主要是水)经由产品气分离器第二出口21B2、解吸塔第三入口15A3进入解吸塔15中再利用;而分离出液体后的产品气经由产品气分离器第一出口21B1、一级压缩机22的压缩机入口22A进入一级压缩机22,一级压缩机22对产品气压缩升温,升温后的产品气经由一级压缩机22的压缩机出口22B、一级换热器19的级换热器第二入口19A2进入一级换热器19与富液进行热交换以放热降温,并经由一级换热器19的级换热器第二出口19B2、下一级压缩机22的压缩机入口22A进入下一级压缩机22中再被利用。需要注意的是,回收的二氧化碳产品气需要进一步制成固态二氧化碳(即干冰)或液态二氧化碳以便后期使用,因此需对气态的二氧化碳进行压缩,由此设置了多级压缩机22来回收产品气。在这一过程中,多级压缩机22对产品气进行压缩,会释放大量的热量,而多级换热器19的设置有效地利用了对产品气压缩过程所释放的热量来使富液升温,降低了解吸塔15内解吸富液时所需的热量,从而提高了废热的利用率。
[0083] 具体地,在一实施例中,多级换热器19为三级且包括一级换热器、二级换热器和三级换热器,一级换热器、二级换热器和三级换热器均用附图标记19表示。多级压缩机22为三级且包括一级压缩机、二级压缩机和三级压缩机,一级压缩机、二级压缩机和三级压缩机均用附图标记22表示。当然不限于此,还可以设有多于三级压缩机22或少于三级压缩机22,而级换热器19的数量需根据压缩机22的数量对应的设置。[0084] 在根据本发明的基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统中,基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括:贫液泵23和贫液冷却器24。[0085] 贫液泵23包括:贫液泵入口23A,连通贫富液换热器第二出口16B2;贫液泵出口23B。贫液冷却器24包括:贫液冷却器第一入口24A1,连通贫液泵出口23B;贫液冷却器第二入口24A2,供外部的冷却水进入;贫液冷却器第一出口24B1,连通吸收塔第二入口11A2;贫液冷却器第二出口24B2,供冷却水流出。
[0086] 其中,流入解吸塔15中的富液经由解吸塔15解吸成贫液和产品气,贫液经由解吸塔第一出口15B1、贫富液换热器第二入口16A2进入贫富液换热器16中并与贫富液换热器16中的富液进行热交换以放热降温;然后贫液经由贫富液换热器第二出口16B2、贫液泵入口23A进入贫液泵23并经由贫液泵出口23B、贫液冷却器第一入口24A1进入贫液冷却器24中与经由贫液冷却器第二入口24A2流入的冷却水进行热交换,冷却水吸热升温而贫液放热降温,冷却后的贫液经由贫液冷却器第一出口24B1、吸收塔第二入口11A2进入吸收塔11中循环利用。
[0087] 在吸收塔11中,二氧化碳吸收过程需要在较低的温度条件下进行,而在解吸塔15中,二氧化碳解吸过程需要在较高的温度条件下完成。因此,为了降低能耗,从解吸塔15底流出的贫液需要放热降温到合适的温度再流入吸收塔11中作为吸收剂再利用,而从吸收塔11底流出的富液需要吸热升温到合适的温度再进入解吸塔15中进行解吸。贫富液换热器16的设置将从解吸塔15中流出的贫液的热量传递给富液,有效地利用了废热,同时降低了贫液的温度,降温后的贫液经由贫液泵23、贫液冷却器24中流入吸收塔13中作为吸收剂再利用,提高了能源的利用率。
[0088] 如图1所示,解吸塔15还包括:解吸塔第三出口15B3和解吸塔第四入口15A4。[0089] 基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括再沸器25。再沸器25包括:再沸器第一入口25A1,供外部的饱和蒸汽进入;再沸器第二入口25A2,连通解吸塔第三出口15B3;再沸器第一出口25B1,连通凝结水换热器第二入口18A2;再沸器第二出口25B2,连通解吸塔第四入口15A4。
[0090] 解吸塔15中的至少发生部分解吸的富液定义为半贫液,半贫液经由解吸塔第三出口15B3、再沸器第二入口25A2进入再沸器25,与经由再沸器第一入口25A1进入的饱和蒸汽进行热交换,半贫液在再沸器25中部分汽化并经由再沸器第二出口25B2流回解吸塔15中作为解吸富液的热源;经由再沸器第一入口25A1进入的蒸汽放热降温变为凝结水,凝结水经由再沸器第一出口25B1、凝结水换热器第二入口18A2进入凝结水换热器18中;进入凝结水换热器18中的凝结水与来自解吸气换热器第一出口17B1并经由凝结水换热器第一入口18A1进入凝结水换热器18中的富液进行热交换,凝结水放热降温并经由凝结水换热器第二出口18B2流出。
[0091] 在这一过程中,从解吸塔第三出口15B3流出的半贫液在再沸器25中与蒸汽进行热交换,半贫液部分汽化变为蒸汽,蒸汽和未汽化的半贫液从再沸器25中流回到解吸塔15中作为解吸富液的热源,无需外部提供额外的热源来解吸富液,提高了能源的利用率。[0092] 基于废热回收利用的二氧化碳捕集系统还包括第二产品气冷却器26。[0093] 第二产品气冷却器26包括:第二产品气冷却器第一入口26A1,连通最后一级换热器19的级换热器第二出口19B2;第二产品气冷却器第二入口26A2,供外部的冷却水流入;第二产品气冷却器第一出口26B1;第二产品气冷却器第二出口26B2,供冷却水流出。[0094] 产品气经由最后一级换热器19的级换热器第二出口19B2、第二产品气冷却器第一入口26A1进入第二产品气冷却器26;冷却水经由第二产品气冷却器第二入口26A2进入并与产品气进行热交换,冷却水吸热升温并经由第二产品气冷却器第二出口26B2流出,产品气放热降温并经由第二产品气冷却器第一出口26B1排出。由此排出的产品气进入下一工序中。
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