一種太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集技術(shù)，具體涉及中低溫太陽(yáng)能及地?zé)崮芘c煙氣中二氧化碳捕集系統(tǒng)的集成，利用太陽(yáng)能和地?zé)崮苈?lián)合提供二氧化碳捕集系統(tǒng)的能量補(bǔ)償，以降低太陽(yáng)能間歇性對(duì)捕集系統(tǒng)的影響，同時(shí)有效地降低電廠(chǎng)因抽蒸汽所帶來(lái)的效率下降。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳捕集與封存(CCS)是應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題最具發(fā)展前景的解決方案之一。人類(lèi)活動(dòng)所造成的CO2排放源，以火力發(fā)電廠(chǎng)為主的發(fā)電行業(yè)和其他能源轉(zhuǎn)換行業(yè)占總排放量的40%，鋼鐵、水泥等工業(yè)行業(yè)占25.8%，這些固定的⑶2排放源促進(jìn)了 CCS技術(shù)的發(fā)展。
[0003]目前在CO2捕集方面研究和采用較多的是醇胺法(MEA法)，其運(yùn)用于燃煤電廠(chǎng)已有工程示范，但是由于醇胺類(lèi)化學(xué)吸收劑與CO2之間的結(jié)合力較強(qiáng)，故再生時(shí)需要水耗大量熱能，現(xiàn)有技術(shù)的能量來(lái)源主要是電廠(chǎng)汽輪機(jī)的中低壓缸抽汽。
[0004]太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源，儲(chǔ)量非常豐富，其開(kāi)發(fā)利用潛力十分巨大，但太陽(yáng)能的間歇性造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，為了保證太陽(yáng)能的可靠利用，一般需要進(jìn)行儲(chǔ)熱或其它輔助系統(tǒng)輔助利用，但輔助系統(tǒng)的利用增大了系統(tǒng)的成本。
[0005]地?zé)崮茏鳛橐环N清潔能源，其儲(chǔ)量豐富的特點(diǎn)日益受到越來(lái)越多國(guó)家的重視，開(kāi)發(fā)和利用地?zé)崮芫哂袠O其深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。同時(shí)地?zé)崮艿南鄬?duì)穩(wěn)定性也成為其利用的一大優(yōu)勢(shì)。
[0006]將太陽(yáng)能及地?zé)崮芘c現(xiàn)有的二氧化碳捕集系統(tǒng)結(jié)合，白天利用太陽(yáng)能集熱產(chǎn)生捕集系統(tǒng)解吸所需溫度的熱能進(jìn)行解吸，晚上及太陽(yáng)能不足時(shí)利用地?zé)崮苓M(jìn)行補(bǔ)充，可以實(shí)現(xiàn)捕集系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并大幅降低從電廠(chǎng)汽輪機(jī)中抽蒸汽的能耗，在維持電廠(chǎng)穩(wěn)定性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可再生能源與電廠(chǎng)二氧化碳減排的雙重功效，有力推動(dòng)我國(guó)可再生能源與煙氣捕集集成技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)二氧化碳捕集過(guò)程的能耗問(wèn)題以及太陽(yáng)能的間歇性特征，本發(fā)明提出一種太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集系統(tǒng)，充分利用太陽(yáng)能與地?zé)崮艿奶攸c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳捕集系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0008]為了有效地解決上面的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)、二氧化碳捕集系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和地?zé)崮芟到y(tǒng);所述電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括輸煤器、鍋爐、汽輪機(jī)、乏汽凝汽器、第一栗、低壓回水加熱器以及高壓回水加熱器，所述乏汽凝汽器、低壓回水加熱器和高壓回水加熱器均與所述汽輪機(jī)相連，其中，所述鍋爐、汽輪機(jī)、乏汽凝汽器、第一栗、低壓回水加熱器以及高壓回水加熱器依次串聯(lián)構(gòu)成了一蒸汽發(fā)電系統(tǒng);所述二氧化碳捕集系統(tǒng)包括煙氣預(yù)處理裝置、吸收塔、富液栗、貧/富液換熱器、貧液栗、解吸塔、多級(jí)壓縮裝置和再沸器;所述鍋爐的排煙口與所述煙氣預(yù)處理裝置的入口連接，所述煙氣預(yù)處理裝置的出口連接至所述吸收塔下部的氣體入口；所述貧/富液換熱器分別與所述貧液栗的出口、所述解吸塔上部的富液噴淋入口、所述富液栗的出口及所述吸收塔上部的貧液噴淋入口相連;所述解吸塔底部的入口分別與所述再沸器的出口及所述貧液栗的入口相連，所述解吸塔頂部的氣體出口連接到所述多級(jí)壓縮裝置的入口；所述太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)由太陽(yáng)能集熱場(chǎng)、、集熱場(chǎng)入口閥、集熱換熱器、第二栗以及集熱場(chǎng)出口閥串聯(lián)組成;所述太陽(yáng)能集熱場(chǎng)由太陽(yáng)能集熱器陣列構(gòu)成;所述地?zé)崮芟到y(tǒng)由地?zé)嵘a(chǎn)井、地?zé)嵯到y(tǒng)入口閥、過(guò)濾器、地?zé)釗Q熱器、第三栗、地?zé)嵯到y(tǒng)出口閥以及注入井串聯(lián)組成;所述再沸器高溫側(cè)流體分成第一和第二兩支路，其中，第一支路與所述集熱換熱器連接，第二支路與地?zé)釗Q熱器連接，第一支路上設(shè)有第一集熱控制閥和第二集熱控制閥，第二支路上設(shè)有第一地?zé)峥刂崎y和第二地?zé)峥刂崎y；第一支路和第二支路中換熱后的工作流體匯合至主管路后通過(guò)第四栗再進(jìn)入再沸器中。
[0009]進(jìn)一步講，所述太陽(yáng)能集熱器陣列由多組太陽(yáng)能集熱器串、并聯(lián)而成，所述太陽(yáng)能集熱器的類(lèi)型是復(fù)合拋物聚光集熱器、槽式集熱器、菲涅爾集熱器、碟式集熱器及塔式集熱器中的一種或是幾種的組合。
[0010]所述地?zé)崮芟到y(tǒng)的熱源是淺層地?zé)崴⑸顚拥責(zé)崃黧w和干熱鹽中的一種或幾種的組合。
[0011]本發(fā)明中，電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)中鍋爐燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量含有一定濃度的煙氣，煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置處理后從塔底進(jìn)入吸收塔，與塔頂噴淋的化學(xué)吸收液進(jìn)行接觸，吸收煙氣中的二氧化碳，形成富液，富液經(jīng)富液栗與貧/富液換熱器換熱后從塔頂噴淋到解吸塔進(jìn)行再生，同時(shí)再沸器提供解吸所需的熱量，解吸出的二氧化碳經(jīng)過(guò)氣液分離器將部分水蒸汽進(jìn)行冷凝回流至解吸塔，分離出的二氧化碳經(jīng)過(guò)壓縮后進(jìn)行存儲(chǔ)。解吸出二氧化碳后的貧液經(jīng)貧液栗、貧/富液換熱器以及貧液冷凝器后重新噴淋到吸收塔并形成整個(gè)吸收解吸循環(huán)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013](I)將太陽(yáng)能中低溫集熱與CO2捕集系統(tǒng)結(jié)合，可以充分利用中低溫太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)在捕集再生的溫度范圍內(nèi)的高集熱效率，以降低傳統(tǒng)電廠(chǎng)抽取高品位能源所造成的捕集效率的降低，提高系統(tǒng)綜合效率。
[0014](2)直接利用中低品位熱能實(shí)現(xiàn)再沸器的能量需求，實(shí)現(xiàn)能量品位的對(duì)接，避免傳統(tǒng)捕集方法大量使用降溫減壓后的蒸汽所帶來(lái)的不可逆損失，造成高品位能源的浪費(fèi)。
[0015](3)降低了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的原有系統(tǒng)大量抽汽再生對(duì)汽輪機(jī)的不利影響。
[0016](4)太陽(yáng)能與地?zé)崮芸梢院芎玫剡m應(yīng)電廠(chǎng)的運(yùn)行模式，在白天用電高峰時(shí)充分利用太陽(yáng)能和地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)捕集系統(tǒng)的能量供應(yīng)，而在夜間無(wú)太陽(yáng)能時(shí)也正是用電低谷時(shí)，可以利用地?zé)崮芑虺槠峁崃?，以維持電廠(chǎng)的運(yùn)行平穩(wěn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:1-輸煤器，2-鍋爐，3-汽輪機(jī)，4-乏汽凝汽器，5-第一栗，6_低壓回水換熱器，7-高壓回水換熱器，8-煙氣預(yù)處理裝置，9-吸收塔，10-富液栗，11-貧/富液換熱器，12-貧液栗，13-解吸塔，14-多級(jí)壓縮裝置，15-再沸器，16-地?zé)嵘a(chǎn)井，17-地?zé)嵯到y(tǒng)入口閥，18-過(guò)濾器，19-地?zé)釗Q熱器，20-第三栗，21-地?zé)嵯到y(tǒng)出口閥，22-注入井，23-第二地?zé)峥刂崎y，24-第四栗，25-第一地?zé)峥刂崎y，26-第一集熱控制閥，27-集熱換熱器，28-第二集熱控制閥，29-第二栗，30-集熱場(chǎng)出口閥，31-集熱器陣列，32-集熱場(chǎng)入口閥。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0020]本發(fā)明一種太陽(yáng)能與地?zé)崮苈?lián)合輔助二氧化碳捕集系統(tǒng)，如圖1所示，包括電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)、二氧化碳捕集系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和地?zé)崮芟到y(tǒng)。
[0021]所述電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括輸煤器1、鍋爐2、汽輪機(jī)3、乏汽凝汽器4、第一栗5、低壓回水加熱器6以及高壓回水加熱器7，所述乏汽凝汽器4、低壓回水加熱器6和高壓回水加熱器7均與所述汽輪機(jī)3相連，其中，所述鍋爐2、汽輪機(jī)3、乏汽凝汽器4、第一栗5、低壓回水加熱器6以及高壓回水加熱器7依次串聯(lián)構(gòu)成了一蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；
[0022]所述二氧化碳捕集系統(tǒng)包括煙氣預(yù)處理裝置8、吸收塔9、富液栗10、貧/富液換熱器11、貧液栗12、解吸塔13、多級(jí)壓縮裝置14和再沸器15;所述鍋爐2的排煙口與所述煙氣預(yù)處理裝置8的入口連接，所述煙氣預(yù)處理裝置8的出口連接至所述吸收塔9下部的氣體入口 ；經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置8脫硫脫硝后的煙氣從吸收塔9的底部進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行二氧化碳捕集;所述貧/富液換熱器11分別與所述貧液栗12的出口、所述解吸塔13上部的富液噴淋入口、所述富液栗10的出口及所述吸收塔9上部的貧液噴淋入口相連;所述解吸塔13底部的入口分別與所述再沸器15的出口及所述貧液栗12的入口相連，所述解吸塔13頂部的氣體出口連接到所述多級(jí)壓縮裝置14底部的入口，經(jīng)過(guò)多級(jí)壓縮后進(jìn)行存儲(chǔ)。