一种工业烟气的二氧化碳捕集系统及方法与流程

本发明属于lng冷能利用与碳捕集，尤其涉及一种工业烟气的二氧化碳捕集系统及方法。

背景技术：

1、lng接收站中有浸没燃烧式气化器、燃气锅炉、火炬等燃烧排放设备，可燃气体在燃烧时会产生二氧化碳以及氮氧化物排放，在对二氧化碳等排放物进行回收时需要专门的冷却设备去液化二氧化碳等排放物，而ng接收站存在大量lng冷能，现有的冷能利用技术局限于冷能空分和冷能发电技术，未实现冷量的梯级利用。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种工业烟气的二氧化碳捕集系统及方法。该二氧化碳捕集系统将lng冷能利用和烟气中二氧化碳的捕集两者耦合于一体，充分、高效的同步达到两个目的，较现有的烟气碳捕集装置能够降低生产成本、提高生产能力。

2、本发明实施例采用的技术方案是：

3、一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，包括燃烧式lng气化装置，所述燃烧式lng气化装置包括：

4、第一壳体，具有第一壳腔，所述第一壳腔用于容纳导热介质；

5、燃烧器，与所述第一壳体连接，所述燃烧器通过燃烧可燃气体来加热所述导热介质；

6、lng气化器，包括第二壳体；所述第二壳体具有用于容纳lng的第二壳腔，以及与所述第二壳腔连通的lng入口和ng出口；所述第二壳体设置在所述第一壳腔内且至少部分浸没于导热介质中，以使所述第二壳腔中的lng能够通过第二壳体与导热介质进行热交换；

7、烟气换热管，设置在所述第二壳腔中，所述烟气换热管具有延伸至所述第二壳腔外的烟气入口和烟气出口，所述烟气入口用于向所述烟气换热管输入工业烟气，通过与第二壳腔中的lng进行热交换来液化工业烟气中的二氧化碳，所述烟气出口用于向外输出液态二氧化碳及残余的工业烟气。

8、进一步地，所述燃烧式lng气化装置还包括：

9、lng释冷器，设于所述第二壳体内，所述lng释冷器具有位于所述烟气换热管下方的管体结构，所述管体结构水平放置，所述管体结构上设有布液口，所述lng释冷器的进液口形成lng入口，lng能够通过所述管体结构上的布液口进入所述第二壳体内。

10、进一步地，所述管体结构的形状为锥形，所述管体结构的小口径端封堵，所述布液孔的口径沿靠近小口径端的方向逐渐减小。

11、进一步地，所述燃烧器包括设于所述第一壳腔内的燃烧室和烟气分布器，所述燃烧室与所述烟气分布器连接，可燃气体能够在所述燃烧室内燃烧并通过所述烟气分布器排入所述第一壳腔内；所述第一壳体的顶部设有烟气出口。

12、进一步地，所述烟气分布器位于所述lng换热器的下方，所述第二壳体的壳壁上设有换热板，导热介质通过所述换热板与所述第二壳腔内的lng进行换热。

13、进一步地，所述二氧化碳捕集系统还包括：

14、气液分离器，具有进料口和排气口，所述气液分离器的进料口与所述烟气换热管的烟气出口连接，所述气液分离器用于将液态二氧化碳及残余的工业烟气分离；

15、脱硝反应器，具有第一烟气口、第二烟气口及排烟口，所述第一烟气口与所述气液分离器的排气口连接，所述第二烟气口与所述第一壳体的烟气出口连接，所述脱硝反应器用于将气液分离器排出的残余工业烟气及所述第一壳体排出的残余高温烟气进行脱销反应，并将脱销反应后的烟气通过所述排烟口排出。

16、进一步地，所述二氧化碳捕集系统还包括：

17、预处理器，具有工业烟气进气口和工业烟气溢流口；所述工业烟气溢流口与所述烟气换热管的烟气入口连接，所述预处理器用于对工业烟气进行脱水和脱杂质处理。

18、进一步地，所述脱硝反应器内设有雾化喷嘴，还原剂能通过所述雾化喷嘴进入所述脱硝反应器内以与所述气液分离器排出的残余工业烟气和所述第一壳体排出的残余高温烟气混合形成烟气混合体系。

19、一种基于上述任一项所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统的二氧化碳捕集方法，该二氧化碳捕集方法包括：

20、将工业烟气排入烟气换热管内以与第二壳体内的lng进行换热，以将工业烟气中的二氧化碳液化；

21、将可燃气排入至燃烧器内进行燃烧产生高温烟气，并通过高温烟气加热第一壳体内的导热介质，以通过加热后的导热介质对第二壳体内的lng进行加热使其形成ng。

22、进一步地，在工业烟气送入烟气换热管内之前，将工业烟气提前进行预处理，所述预处理包括：

23、对工业烟气进行预冷，使工业烟气的温度降低至其中所含的水蒸汽液化，并脱除烟气中液化出的水分以及携带的固体颗粒杂质；

24、经过预冷和脱除水、杂质后的烟气经加压后送入至烟气换热管内；

25、和/或，将烟气换热管排出的液化二氧化碳和残余的工业烟气进行气液分离，并将分离出的残余工业烟气及第一壳体内排出的残余高温烟气分别送入至脱硝反应器内进行脱销反应。

26、与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：

27、本发明的二氧化碳捕集系统中的燃烧式lng气化装置通过lng冷能将工业烟气中的二氧化碳液化，同时借助燃烧器将可燃气体燃烧产生的高温烟气加热lng使其形成ng回收利用，该二氧化碳捕集系统将lng冷能利用和烟气中二氧化碳的捕集两者耦合于一体，充分、高效的同步达到两个目的，较现有的烟气碳捕集装置能够降低生产成本、提高生产能力。

28、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括燃烧式lng气化装置，所述燃烧式lng气化装置包括：

2.如权利要求1所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述燃烧式lng气化装置还包括：

3.如权利要求2所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述管体结构的形状为锥形，所述管体结构的小口径端封堵，所述布液孔的口径沿靠近小口径端的方向逐渐减小。

4.如权利要求1所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述燃烧器包括设于所述第一壳腔内的燃烧室和烟气分布器，所述燃烧室与所述烟气分布器连接，可燃气体能够在所述燃烧室内燃烧并通过所述烟气分布器排入所述第一壳腔内；所述第一壳体的顶部设有烟气出口。

5.如权利要求4所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述烟气分布器位于所述lng换热器的下方，所述第二壳体的壳壁上设有换热板，导热介质通过所述换热板与所述第二壳腔内的lng进行换热。

6.如权利要求4所述的一种工业烟气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：

7.如权利要求6所述的一种工业烟气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：

8.如权利要求7所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述脱硝反应器内设有雾化喷嘴，还原剂能通过所述雾化喷嘴进入所述脱硝反应器内以与所述气液分离器排出的残余工业烟气和所述第一壳体排出的残余高温烟气混合形成烟气混合体系。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的一种工业烟气的二氧化碳捕集系统的二氧化碳捕集方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，在工业烟气送入烟气换热管内之前，将工业烟气提前进行预处理，所述预处理包括：

技术总结本发明提供了一种工业烟气的二氧化碳捕集系统及方法，属于LNG冷能利用技术领域。包括燃烧式LNG气化装置，燃烧式LNG气化装置包括：第一壳体，具有第一壳腔，第一壳腔用于容纳导热介质；燃烧器，通过燃烧可燃气体来加热导热介质；LNG气化器，包括第二壳体；第二壳体具有第二壳腔及LNG入口和NG出口；第二壳体至少部分浸没于导热介质中，以使第二壳腔中的LNG能够与导热介质进行热交换；烟气换热管，设置在第二壳腔中，烟气换热管具有烟气入口和烟气出口，烟气入口用于向烟气换热管输入工业烟气，通过与LNG进行热交换来液化工业烟气中的二氧化碳，烟气出口用于向外输出液态二氧化碳及残余的工业烟气。该二氧化碳捕集系统能够降低生产成本、提高生产能力。技术研发人员：张超,陈海平,秦锋,明红芳,张帆,邱灶杨受保护的技术使用者：中海石油气电集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12