用于二氧化碳捕集的疏水一体化煮沸器、疏水系统的制作方法

本技术涉及二氧化碳捕集，特别涉及一种用于二氧化碳捕集的疏水一体化煮沸器，还涉及一种包括上述疏水一体化煮沸器的疏水系统。

背景技术：

1、我国资源禀赋，决定了高效燃煤发电机组仍将中长期内在我国电力系统中占据重要地位，降低二氧化碳捕集工艺的能耗损失、提升设备的安全可靠性是目前研究的重点方向。

2、根据燃煤电厂烟气特性，醇胺吸收法是燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术的首选技术。其技术原理为：从锅炉中出来的烟气首先经过脱硝、除尘、脱硫、水洗等净化措施，并调整烟气的温度、压力等参数，以满足二氧化碳吸收塔的要求。净化后的烟气进入二氧化碳吸收装置，烟气中的二氧化碳和贫胺溶液反应被脱除，不含(或含有少量)二氧化碳的烟气(主要成分为氮气、水蒸气)通过烟囱排放。富含co2的富胺溶液在解吸塔解吸，解吸过程通过煮沸器进行加热，释放出高纯度的co2，并实现吸收剂的再生，变为贫胺溶液循环利用。高纯度的co2捕集后，加压液化进行运输，以及进行封存或者利用，系统流程见图1所示，该系统包括引风机(1)、富液泵(2)；贫液泵(3)；贫富液交换器(4)；溶液煮沸器(5)；再生器(6)；贫液冷却器(7)和吸收塔(8)。

3、二氧化碳捕集过程的能耗主要发生在富胺溶液的解吸过程中，在煮沸器中需要输入大量的蒸汽给富胺溶液加热，将胺溶液吸附的二氧化碳释放出来，再通过后续的干燥、净化、液化等工艺，将二氧化碳分离出来。二氧化碳捕集解吸过程需要大量的蒸汽，一般而言，大约为1.2-1.5t蒸汽/t co2。当捕集规模较小时，蒸汽经过煮沸器放热后变为温度大约为100℃的凝结水，可以将凝结水送入机组排水槽或者地坑等进行工质回收；当采用大规模二氧化碳捕集时，比如每小时50-100t/h的二氧化碳捕集量，按较高效率的二氧化碳捕集1.2蒸汽/t co2计算，则蒸汽/疏水量达到60-120t/h，上述大量的较高温度(100℃)的凝结水，如果直接排放将造成能量的损失和视觉(水蒸气)污染，也需要大量的冷却水冷却后方可送入地坑或者机组排水槽。

4、目前典型的工艺路线中，常用的胺溶液受反应温度限制，反应温度为105-110℃，需要的蒸汽为150℃以内，因此所需要的蒸汽为低品质(大约0.3mpa、140℃)的饱和蒸汽；解吸过程中需要的热量大约为2.2-2.8gj/t co2(折算蒸汽约1.2-1.5t蒸汽/t co2)。因此，大规模二氧化碳捕集工艺反应过程中需要大量的蒸汽，比如已经投运的工程项目，大约为12-15万吨/年的二氧化碳捕集量，则每小时需蒸汽18-24t蒸汽，蒸汽冷凝后产生大约100℃的凝结水，普遍的措施为将上述凝结水做简单的工质回收，热量不回收。凝结水本身水质同除盐水相当，但是在回收过程中由于同工业水相混合，水中含杂质成分增加，混合后的水质同工业水基本相当，需要进一步的净化、处理才能重新成为除盐水。

5、在火电厂热力系统中，低压加热器也采用蒸汽和凝结水换热的方式，在低压加热器下部带有储水槽，并设置疏水泵将存在在水槽中冷凝水输送至凝结水系统中合适温度的区位，回收工质和能量。

6、目前常见的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术，其煮沸器系统蒸汽的疏水大多直接排放，送至地沟排放或者至机组排水槽，见附图2所示。此种方案的缺点在于：

7、1.蒸汽冷凝水水质相当于除盐水，排放至地沟或者机组排水槽，同工业水混合。再由化水水处理系统将工业水水质处理至除盐水水质循环利用，增加了化水处理费用；

8、2.常规凝结水温度大约为100℃左右，排放至地沟或者机组排水槽系统，为降低水汽损失和视觉污染以及保护泵等设备不被烫伤，需要掺大量的冷却水。冷凝水中拥有的能量全部损失，并增加了系统的复杂性。具体而言，0.3mpa蒸汽的焓值为2738kj/kg，同压力的饱和水焓值为604kj/kg，饱和水拥有热量占饱和蒸汽的22％。

9、3.目前常见的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术相对适用于燃煤电厂规模适中的烟气二氧化碳捕集系统，当捕集规模进一步扩大时，比如到50万吨/年-100万吨/年，对地沟、机组排水槽等有较大影响,不利于大规模的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集系统。

10、4.设置疏水器，疏水器故障率较高。

11、5.系统较为复杂，需要设置疏水扩容器进行扩容，并设置冷却水系统进行冷却。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种用于二氧化碳捕集的疏水一体化煮沸器，以及一种包括上述疏水一体化煮沸器的疏水系统，根据燃煤电厂大规模烟气二氧化碳捕集系统特点，同时回收工质和能量，设置带有疏水一体化功能的二氧化碳捕集系统煮沸器及疏水系统。

2、本技术公开了一种用于二氧化碳捕集的疏水一体化煮沸器，包括：煮沸器本体、疏水罐体，其中，

3、所述疏水一体化煮沸器包括位于第一封头的进液口、位于第二封头的出液口，还包括位于壳体侧壁的水蒸气的进汽口、出液口；

4、所述煮沸器本体被构造为：为胺溶液与水蒸气热交换提供场所；

5、所述疏水罐体设置在靠近第二封头侧并位于所述煮沸器本体的下方，所述疏水罐体被构造为储存液化的水蒸气。

6、在一个优选例中，所述疏水罐体的存储容量范围为1.5-5吨。

7、本技术还公开了一种用于二氧化碳捕集的疏水系统包括：如前文描述的疏水一体化煮沸器；还包括：疏水泵、调阀；

8、所述疏水一体化煮沸器的进液口与解吸塔连接；

9、疏水一体化煮沸器的疏水罐体通过调阀连接到一台或多台疏水泵；当所述疏水泵的数量为多台时，以并联布置；所述疏水泵被配置为将冷凝水蒸汽泵送至电厂凝结水系统或机组排水槽。

10、在一个优选例中，所述疏水系统的水蒸气流量范围为18-30吨/小时。

11、在一个优选例中，所述疏水一体化煮沸器立式或卧式布置。

12、在一个优选例中，所述疏水一体化煮沸器的底部与疏水泵在垂直方向上的距离至少为5米。

13、在一个优选例中，所述疏水泵布置在地面，或者负挖布置。

14、本技术还公开了一种用于二氧化碳捕集的疏水系统包括：煮沸器、疏水罐；还包括：疏水泵、调阀；

15、所述煮沸器的进液口与解吸塔连接，出液口与疏水罐连接；

16、所述疏水罐通过调阀连接到一台或多台疏水泵；当所述疏水泵的数量为多台时，以并联布置；所述疏水泵被配置为将冷凝水蒸汽泵送至电厂凝结水系统或机组排水槽；

17、所述疏水罐与疏水泵在垂直方向上的距离至少为5米。

18、本技术至少具有以下技术效果：

19、(1)煮沸器下方设置疏水槽，可以同煮沸器一体化布置或者中间有管道连接；

20、(2)煮沸器采用管式或者板式，卧式或者立式均可；

21、(3)煮沸器胺工质侧同吸收塔相连，进出口高度满足吸收塔工艺要求；

22、(4)在煮沸器下部设置储水空间或者单独疏水罐；

23、(5)设置疏水泵，将疏水罐中的高温凝结水送至凝结水系统或者低压加热器、除氧器等凝结水或给水系统，采用闭式系统，不设置扩容器。

24、(6)疏水罐同水泵的高度差满足疏水泵的防汽蚀要求，疏水泵优先采用地面布置；场地不够时也可以采用负挖布置方式；

25、(7)疏水泵组形式可以设置一台或者多台。

26、本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述技术实现要素：中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。