一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统及方法与流程

本发明涉及二氧化碳捕集的，特别是涉及一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统及方法。

背景技术：

1、现有燃煤电厂对烟气中二氧化碳的捕集主要是基于钙基吸附剂的碳酸化、煅烧循环吸附co2的钙循环技术。但此技术存在一定的缺陷，例如，酸化反应的反应温度在600～650℃时，对二氧化碳的捕集效果较好（即碳酸化反应效率较高），但大多数碳酸化反应器中没有相应的温度调控措施，而碳酸化反应（cao+co2→caco3）属于放热反应，当借助辅助加热设备加热时，一方面容易增加系统功耗，另一方面，容易导致碳酸化反应温度偏高而影响碳酸化反应效率，无法满足600～650℃的反应温度。

2、因此，提供一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统及方法，以充分吸收烟气中二氧化碳，是亟待本领域技术人员解决的。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，包括湿法脱硫设备、碳酸化反应设备、煅烧反应设备和二氧化碳收集设备；所述湿法脱硫设备的烟气输出端、所述碳酸化反应设备、所述煅烧反应设备和二氧化碳收集设备依次连通，以形成二氧化碳捕集通路；所述煅烧反应设备具有固态物回收部；所述湿法脱硫设备的烟气输出端通过第一管路组件依次连通所述固态物回收部、所述碳酸化反应设备的输入端，以形成所述碳酸化反应设备的原料第一供给支路；所述湿法脱硫设备的烟气输出端还通过第二管路组件与所述碳酸化反应设备的输入端连通，以形成所述碳酸化反应设备的原料第二供给支路。

4、优选地，所述第一管路组件包括第一管，所述第一管的输出端口位于远离所述碳酸化反应设备的输出端的一侧；所述第二管路组件包括第二管，以及若干与所述第二管的输出端相连通的分支管；沿所述第一管的输出端至所述碳酸化反应设备的输出端方向，若干所述分支管的输出端口排列分布。

5、优选地，所述第一管路组件还包括位于所述第一管上的第一调节阀，所述第二管路组件还包括位于所述第二管上的第二调节阀；和/或，所述第一管路组件还包括位于所述第一管上的第一调节阀，所述第二管路组件还包括位于所述分支管上的第三调节阀。

6、优选地，还包括烟气预热供给管路；所述烟气预热供给管路的输入端与所述湿法脱硫设备的烟气输出端相连通，所述烟气预热供给管路的输出端与所述第一管路组件的输入端和所述第二管路组件的输入端均连通。

7、优选地，还包括固气分离装置，用于分离所述碳酸化反应设备输出的固态物和气态物；所述固气分离装置的输入端与所述碳酸化反应设备的输出端连通，所述固气分离装置的固态物输出端与所述煅烧反应设备的输入端相连通。

8、优选地，所述固气分离装置的气态物输出端与所述湿法脱硫设备的烟气输出端相连通，和/或，所述固气分离装置的固态物输出端还与所述湿法脱硫设备的输入端相连通。

9、优选地，还包括烟气预热供给管路，所述烟气预热供给管路包括用于对所述湿法脱硫设备输出的烟气预加热的烟气预热器；还包括固气分离装置，所述固气分离装置包括用于对所述碳酸化反应设备输出的气态物降温的第二换热器；所述二氧化碳收集设备包括用于对待存储的二氧化碳降温的第一换热器；所述第二换热器、所述第一换热器、所述烟气预热器依次连接，所述第二换热器的输入端、所述烟气预热器的输出端均与燃煤电厂凝结水系统相连，以使所述第二换热器、所述第一换热器、所述烟气预热器均与所述燃煤电厂凝结水系统热交换。

10、优选地，所述湿法脱硫设备包括脱硫剂供给储罐；所述煅烧反应设备的输入端还与所述脱硫剂供给储罐相连通。

11、一种基于上述一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统的二氧化碳捕集方法，包括以下步骤：将湿法脱硫设备排出的烟气输入所述碳酸化反应设备进行碳酸化反应，并生成固态物；利用煅烧反应设备对所述固态物进行煅烧，以生成二氧化碳和二氧化碳捕集吸收剂；利用二氧化碳收集设备收集所述二氧化碳；利用第一管路组件将所述湿法脱硫设备排出的烟气输送至所述碳酸化反应设备，并利用流经所述第一管路组件的烟气将所述煅烧反应设备生成的二氧化碳捕集吸收剂输送至所述碳酸化反应设备；利用第二管路组件将所述湿法脱硫设备排出的烟气输送至所述碳酸化反应设备。

12、优选地，还包括以下步骤：利用所述第二管路组件将所述湿法脱硫设备排出的烟气分层输送至所述碳酸化反应设备；和/或，调节所述第一管路组件和所述第二管路组件输送的烟气流量；和/或，对所述湿法脱硫设备排出的烟气预加热，并将加热后的烟气供给所述第一管路组件和所述第二管路组件。

13、优选地，还包括以下步骤：利用固气分离装置分离所述碳酸化反应设备的输出端输出的固态物和气态物；和/或，将湿法脱硫设备的脱硫剂输送至煅烧反应设备煅烧，以生成二氧化碳和二氧化碳捕集吸收剂。

14、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

15、上述技术方案中所提供的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，通过碳酸化反应设备、第一管路组件、第二管路组件、固态物回收部的配合设置，使碳酸化反应设备具有原料第一供给支路和第二供给支路，其中，第一供给支路能够将煅烧反应设备生成的二氧化碳搜集吸收剂供给碳酸化反应设备，第二供给支路能够将烟气供给碳酸化反应设备，一方面，能够减少二氧化碳搜集吸收剂原料的投入，同时对二氧化碳搜集吸收剂中热能进行再利用，降低机组能耗，避免能源浪费；另一方面，通过二氧化碳搜集吸收剂温度和第一供给支路中烟气温度的平衡、第二供给支路烟气的供给，能够实现碳酸化反应设备中温度的调控，避免碳酸化反应温度偏高或偏低导致碳酸化反应效率降低。同时，本方案所提供的基于上述系统的二氧化碳捕集方法，通过第一管路组件为碳酸化反应设备供给烟气和煅烧反应设备（固态物回收部）中生成的高温二氧化碳搜集吸收剂，通过第二管路组件为碳酸化反应设备供给烟气，既能够实现碳酸化反应设备中温度的调控，又能够降低系统能够和二氧化碳搜集吸收剂原料的投入。

技术特征：

1.一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括湿法脱硫设备（1）、碳酸化反应设备（2）、煅烧反应设备（3）和二氧化碳收集设备（4）；

2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述第一管路组件（5）包括第一管（50），所述第一管（50）的输出端口位于远离所述碳酸化反应设备（2）的输出端的一侧；

3.根据权利要求2所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述第一管路组件（5）还包括位于所述第一管（50）上的第一调节阀（500），所述第二管路组件（6）还包括位于所述第二管（60）上的第二调节阀（600）；

4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，还包括烟气预热供给管路（7）；

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，还包括固气分离装置（8），用于分离所述碳酸化反应设备（2）输出的固态物和气态物；

6.根据权利要求5所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述固气分离装置（8）的气态物输出端与所述湿法脱硫设备（1）的烟气输出端相连通，

7.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，还包括烟气预热供给管路（7），所述烟气预热供给管路（7）包括用于对所述湿法脱硫设备（1）输出的烟气预加热的烟气预热器（72）；

8.根据权利要求1～4任意一项所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述湿法脱硫设备（1）包括脱硫剂供给储罐；

9.一种基于上述权利要求1～8任意一项所述的一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统的二氧化碳捕集方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，还包括以下步骤：

11.根据权利要求9所述的二氧化碳捕集方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种燃煤电厂二氧化碳捕集系统及方法，包括湿法脱硫设备、碳酸化反应设备、煅烧反应设备和二氧化碳收集设备；所述湿法脱硫设备的烟气输出端、所述碳酸化反应设备、所述煅烧反应设备和二氧化碳收集设备依次连通，以形成二氧化碳捕集通路；所述煅烧反应设备具有固态物回收部；所述湿法脱硫设备的烟气输出端通过第一管路组件依次连通所述固态物回收部、所述碳酸化反应设备的输入端，以形成所述碳酸化反应设备的原料第一供给支路；所述湿法脱硫设备的烟气输出端还通过第二管路组件与所述碳酸化反应设备的输入端连通，以形成所述碳酸化反应设备的原料第二供给支路，具有充分吸收烟气中二氧化碳以降低系统碳排放的优点。技术研发人员：刘博,杜振,李壮,胡益章,刘志江,赵冰,冯前伟,郭栋,张杨,江建平,何永兵,裴煜坤受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1