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一种碳捕集用低温干燥系统的制作方法

2022-02-20 00:56:14 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种碳捕集系统,具体地说,是涉及一种碳捕集用低温干燥系统。


背景技术:

2.低温碳捕集是一种有前途的、转型的燃烧后碳捕集技术。低温碳捕集过程可以减少95%的二氧化碳排放。
3.低温碳捕集工艺中普遍的脱水方式为低温冷凝法脱水,利用当压力不变时,烟气中的含水量随温度降低而减少的原理来实现烟气脱水,然而此法仅适用于大量水分的粗分离。实际在碳捕集液化工艺中,经低温冷凝法干燥后的烟气仍然含有部分水分,烟气中水分在低于零度时将以冰霜的形式在管道、换热器或节流阀等设备的表面凝结,它不仅会导致管线堵塞,也可能导致分离设备的堵塞。在输送二氧化碳时,液态水的存在还会加速对管壁、阀门件的腐蚀,减少管路的使用寿命。为了避免液态二氧化碳中由于水的存在造成堵塞现象,需对烟气进行进一步的干燥。
4.低温碳捕集技术通常用于电厂减排,而电厂的供电往往存在昼夜的峰电谷电差异,其二氧化碳的排放量也随着昼夜用户使用量的波动而波动。如何保证碳捕集干燥系统的干燥效果能够适应不同烟气量的波动仍有待解决。
5.低温盐水直接接触干燥主要用于提高气体的干燥度,以湿烟气与盐水溶液间的水蒸气分压差为驱动力,通过使盐水与湿烟气直接接触换热来实现水分的迁移,达到烟气干燥的效果。盐水吸收水分后浓度变低,需接至再生系统进行蒸发浓缩方可循环使用。而蒸发浓缩后的浓盐水的温度在110℃左右,浓盐水进入干燥器内对气体干燥前,温度应降低至-20℃以下,二者前后温差达到130℃。该部分热量一般通过冷却介质进行冷却,采用直接冷却的处理方式不仅会造成高品质能源的浪费,还会增大冷却介质的需求量。如何将这部分热量进行充分回收利用,以=降低系统能耗,是目前迫切需要解决的问题。


技术实现要素:

6.本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题和不足,提供一种碳捕集用低温干燥系统。
7.本发明可有效改善碳捕集液化工艺阶段由于烟气中含有水分而造成管线或分离设备的堵塞现象,不仅适用于不同烟气量的干燥,还对循环盐水的热量进行了合理的回收利用。
8.为达到上述的目的,本发明是通过以下技术方案予以实现的。
9.一种碳捕集用低温干燥系统,包括烟气处理系统、盐水循环系统、冷媒循环系统、冷却水系统以及蒸汽系统,
10.所述烟气处理系统包括第一换热器19,第二干燥塔2,第二气液分离罐6,第二换热器29,第一气液分离罐5,第一干燥塔1,
11.外界湿烟气与所述第一换热器19右端进口相连,所述第一换热器19左端出口与所
述第二干燥塔2气相进口相连,所述第二干燥塔2气相出口与所述第一换热器19下端进口相连,所述第一换热器19上端出口并联有两路管路,分别是,第一路与第二换热器29的上端出口管路汇合,第二路与所述第二气液分离罐6进口相连,所述第二气液分离罐6气相出口与所述第二换热器29右端进口相连,所述第二气液分离罐6液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第二换热器29左端出口与所述第一气液分离罐5相连,所述第一气液分离罐5液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第一气液分离罐5气相出口与所述第一干燥塔1气相进口相连,所述第一干燥塔1气相出口与所述第二换热器29下端进口相连,所述第二换热器29上端出口与所述第一换热器19上端出口的第一路管线汇合后连接至外界干烟气收集系统,
12.所述盐水循环系统包括盐水罐9,第一盐水泵12,第七换热器40,第三换热器35,第九换热器49,第一干燥塔1,第二盐水泵13,第四换热器36,第二干燥塔2,第五换热器38,第三盐水泵14,第一浓缩塔3,第八换热器41,第三气液分离罐7,第四盐水泵15,第十换热器43,第二浓缩塔4,第四气液分离罐8,
13.所述盐水罐9出口与所述第一盐水泵12进口相连,所述第一盐水泵12出口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第三换热器35右端出口处管路汇合后共同连接至所述第四换热器36下端进口,第二路与所述第七换热器40右端进口相连,所述第七换热器40左端出口与所述第三换热器35下端进口相连,所述第三换热器35上端出口与所述第九换热器49下端进口相连,所述第九换热器49上端出口与所述第一干燥塔1液相进口相连,所述第一干燥塔1液相出口与所述第二盐水泵13进口相连,所述第二盐水泵13出口与所述第三换热器35左端进口相连,所述第三换热器35右端出口与所述第一盐水泵12出口并联的第二路管路汇合后共同连接至所述第四换热器36下端进口,所述第四换热器36上端出口与所述第二干燥塔2液相进口相连,所述第二干燥塔2液相出口与所述第五换热器38左端进口相连,所述第五换热器38右端出口与所述第三盐水泵14进口相连,所述第三盐水泵14出口与所述第八换热器41左端进口相连,所述第八换热器41右端出口与所述第一浓缩塔3进口相连,所述第一浓缩塔3气相出口与所述第八换热器41下端进口相连,所述第八换热器41上端出口与所述第三气液分离罐7进口相连,所述第三气液分离罐7气相出口与外界相连,所述第三气液分离罐7液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第一浓缩塔3液相出口与所述第四盐水泵15进口相连,所述第四盐水泵15出口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第二浓缩塔4液相出口汇合后共同连接至所述盐水罐9进口,第二路与所述第十换热器43左端进口相连,所述第十换热器43右端出口与所述第二浓缩塔4进口相连,所述第二浓缩塔4气相出口与所述第十换热器43下端进口相连,所述第十换热器43上端出口与所述第四气液分离罐8进口相连,所述第四气液分离罐8气相出口与外界相连,所述第四气液分离罐8液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第二浓缩塔4液相出口与所述第四盐水泵15出口并联的第一路管路汇合后共同连接至所述盐水罐9进口,
14.所述冷媒循环系统包括冷媒罐10、冷媒泵21、第五换热器38,第六换热器39、第七换热器40、发电机11、第二十四阀门65,第二十一阀门70以及第三十阀门58,
15.所述冷媒罐10出口与所述冷媒泵21进口相连,所述冷媒泵21出口与所述第六换热器39左端进口相连,所述第六换热器39右端出口与所述第二十一阀门70进口相连,所述第二十一阀门70出口与所述第七换热器40上端进口相连,所述第七换热器40下端出口并联有
两路管路,分别是,第一路与所述第二十四阀门65进口相连,第二路与所述第三十阀门58进口相连,所述第三十阀门58出口与所述发电机11进口相连,所述发电机11出口与所述第二十四阀门65出口管路汇合后共同连接至所述第六换热器39下端进口,所述第六换热器39上端出口与所述第五换热器38下端进口相连,所述第五换热器38上端出口与所述冷媒罐10进口相连,
16.所述冷却水系统包括第九换热器49、第四换热器36、第十一阀门47以及第十二阀门48,
17.所述冷却水进口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第十二阀门48进口相连,第二路与所述第十一阀门47进口相连,所述第十二阀门48出口与所述第九换热器49左端进口相连,所述第十一阀门47出口与所述第四换热器36左端进口相连,所述第九换热器49右端出口与所述第四换热器36右端出口汇合后共同连接至冷却水出口,
18.所述蒸汽系统系统包括第六单向阀55、第十五阀门56、第五单向阀59以及第十三阀门51,
19.所述蒸汽进口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第六单向阀55进口相连,第二路与所述第五单向阀59进口相连,所述第六单向阀55出口与所述第十五阀门56进口相连,所述第十五阀门56出口与所述第二浓缩塔4蒸汽进口相连,所述第二浓缩塔4蒸汽出口与所述第一浓缩塔3蒸汽出口管路汇合后共同连接至蒸汽出口,所述第五单向阀59出口与所述第十三阀门51进口相连,所述第十三阀门51出口与所述第一浓缩塔3蒸汽进口相连,所述第一浓缩塔3蒸汽出口与所述第二浓缩塔4蒸汽出口管路汇合后共同连接至蒸汽出口。
20.进一步优选,所述外界湿烟气与所述第一换热器19右端进口之间的管路上依次设置有第一阀门16,第一单向阀17,第一管道过滤器18,所述第一换热器19上端出口处的并联管路中,第一路管路上设置有第三阀门24,第二路与所述第二气液分离罐6进口之间的管路上设置有第二单向阀25和第三十二阀门74,所述第二气液分离罐6气相出口与所述第二换热器29右端进口之间的管路上依次设置有经第四阀门27与外界相连的分支管路、第三单向阀28和第二十二阀门71,所述第一气液分离罐5气相出口与所述第一干燥塔1气相进口之间的管路上依次设置有经第五阀门31与外界相连的分支管路和第四单向阀32,所述第二换热器29上端出口处管路上设置有第二十六阀门26。
21.进一步优选,所述第一盐水泵12出口并联的第一路管路上设置有第十九阀门67,所述第七换热器40左端出口与所述第三换热器35下端进口之间的管路上设置有第二十阀门69,所述第九换热器49上端出口与所述第一干燥塔1液相进口之间的管路上设置有第三十一阀门50,所述第四换热器36上端出口与所述第二干燥塔2液相进口之间的管路上设置有第二阀门22,所述第三盐水泵14出口与所述第八换热器41左端进口之间的管路上设置有第二十七阀门68,所述第三气液分离罐7气相出口与外界连接的管路上设置有第十七阀门62,所述第四盐水泵15出口并联的第一路管路上设置有第十四阀门52,第二路与所述第十换热器43左端进口之间的管路上设置有第十六阀门57,所述第四气液分离罐8气相出口与外界相连的管路上设置有第十八阀门63,在靠近所述第二浓缩塔4液相出口处的管路上依次设置有第二温度传感器54、第八阀门44和经第九阀门45与外界相连的分支管路。
22.进一步优选,所述盐水罐9底部设置有经第十阀门46与外界相连的液相出口,所述盐水罐9筒体下部设置有第三液位传感器66,所述盐水罐9的筒体上部设置有经第二十五阀
门64与外界补充盐水系统相连的液相进口,所述第三液位传感器66的控制信号通过导线与所述第二十五阀门64相连,
23.所述第一干燥塔1液相出口与所述第二盐水泵13进口之间的管路上设置有经第六阀门34与外界相连的分支管线,
24.所述第二干燥塔2液相出口与所述第五换热器38左端进口之间的管路上设置有经第七阀门37与外界相连的分支管线,
25.所述第一浓缩塔3液相出口与所述第四盐水泵15进口之间的管路上依次设置有第一温度传感器53和经第二十三阀门42与外界相连的分支管路,
26.所述第一气液分离罐5的上封头设置有第五压力传感器75,所述第五压力传感器75的控制信号通过导线与所述第五阀门31相连,
27.所述第二气液分离罐6的上封头设置有第六压力传感器76,所述第六压力传感器76的控制信号通过导线与所述第四阀门27相连。
28.进一步优选,所述第三气液分离罐7的上封头处设置有第四压力传感器60,所述第四压力传感器60的控制信号通过导线与所述第十七阀门62相连。
29.进一步优选,所述第四气液分离罐8的上封头处设置有第二压力传感器61,所述第二压力传感器61的控制信号通过导线与所述第十八阀门63相连。
30.进一步优选,所述第一干燥塔1筒体下部设置有第二液位传感器33,所述第二液位传感器33的控制信号通过导线与所述第六阀门34相连。
31.进一步优选,所述第二干燥塔2筒体下部设置有第一液位传感器20,所述第一液位传感器20的控制信号通过导线与所述第七阀门37相连。
32.进一步优选,所述第一干燥塔1上封头处设置有超压泄放口,所述超压泄放口上依次设置有第三压力传感器30和第二十八阀门72,所述第三压力传感器30的控制信号通过导线与所述第二十八阀门72相连,所述第二干燥塔2上封头处设置有超压泄放口,所述超压泄放口上依次设置有第一压力传感器23和第二十九阀门73,所述第一压力传感器23的控制信号与所述第二十九阀门73相连。
33.进一步优选,所述第一温度传感器53的控制信号通过导线与所述第十三阀门51相连,所述第二温度传感器54的控制信号通过导线与所述第十五阀门56相连。
34.本发明具有的优点和有益效果:
35.1、本发明的原理是以湿烟气与盐水溶液间的水蒸气分压差为驱动力,使低温盐水与湿烟气直接接触换热并实现水分的迁移,达到烟气干燥的效果。烟气中水的露点随着气体中水分降低而降低,烟气中水的露点足够低,干燥效果越好,从而可以防止碳捕集在多级压缩换热减温流程时,气体在低温下发生水冷凝、冻结及水合物的形成。由于盐水蒸气压远低于烟气的水蒸气分压,故与冷凝法相比,其干燥效果更好。
36.2、本发明可采用单级干燥模式以及二级干燥模式,能够更好的适应用电峰值和用电谷值所造成的烟气量的波动。
37.3、本发明采用的冷媒循环系统,能够更好的回收蒸发浓缩后110℃左右至干燥气体前-20℃左右的温差,进行热量的回收,降低系统能耗。此外,本发明中每级干燥器进出口的烟气均进行换热,盐水储罐中的浓盐水进入每级干燥器前均与出口淡盐水进行换热,充分对能量进行回收。淡盐水浓缩过程中,每级淡盐水在进入蒸发罐前,均与其气体出口处气
体进行换热,达到预热的效果。本流程具有流程简单,能耗低,干燥效率高的特点。
附图说明
38.图1是本发明的示意图;其中:1、第一干燥塔;2、第二干燥塔;3、第一浓缩塔;4、第二浓缩塔;5、第一气液分离罐;6、第二气液分离罐;7、第三气液分离罐;8、第四气液分离罐;9、盐水罐;10、冷媒罐;11、发电机;12、第一盐水泵;13、第二盐水泵;14、第三盐水泵15、第四盐水泵;16、第一阀门;17、第一单向阀;18、管道过滤器;19、第一换热器;20、第一液位传感器;21、冷媒泵;22、第二阀门;23、第一压力传感器;24、第三阀门;25、第二单向阀;26、第二十六阀门;27、第四阀门;28、第三单向阀;29、第二换热器;30、第三压力传感器;31、第五阀门;32、第四单向阀;33、第二液位传感器;34、第六阀门;35、第三换热器;36、第四换热器;37、第七阀门;38、第五换热器;39、第六换热器;40、第七换热器;41、第八换热器;42、第二十三阀门;43、第十换热器;44、第八阀门;45、第九阀门;46、第十阀门;47、第十一阀门;48、第十二阀门;49、第九换热器;50、第三十一阀门;51、第十三阀门;52、第十四阀门;53、第一温度传感器;54、第二温度传感器;55、第六单向阀;56、第十五阀门;57、第十六阀门;58、第三十阀门;59、第五单向阀;60、第四压力传感器;61、第二压力传感器;62、第十七阀门;63、第十八阀门;64、第二十五阀门;65、第二十四阀门;66、第三液位传感器;67、第十九阀门;68、第二十七阀门;69、第二十阀门;70、第二十一阀门;71、第二十二阀门;72、第二十八阀门;73、第二十九阀门;74、第三十二阀门;75、第五压力传感器;76、第六压力传感器。
具体实施方式
39.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步的清楚、完整的描述。
40.如附图1所示,本发明的一种碳捕集用低温干燥系统,包括烟气处理系统、盐水循环系统、冷媒循环系统、冷却水系统以及蒸汽系统,
41.所述烟气处理系统包括第一换热器19,第二干燥塔2,第二气液分离罐6,第二换热器29,第一气液分离罐5,第一干燥塔1,
42.外界湿烟气与所述第一换热器19右端进口相连,
43.所述外界湿烟气与所述第一换热器19右端进口之间的管路上依次设置有第一阀门16,第一单向阀17,第一管道过滤器18,
44.所述第一换热器19左端出口与所述第二干燥塔2气相进口相连,所述第二干燥塔2气相出口与所述第一换热器19下端进口相连,所述第一换热器19上端出口并联有两路管路,分别是,第一路与第二换热器29的上端出口管路汇合,第二路与所述第二气液分离罐6进口相连,
45.所述第一换热器19上端出口处的并联管路中,第一路管路上设置有第三阀门24,第二路与所述第二气液分离罐6进口之间的管路上设置有第二单向阀25和第三十二阀门74,
46.所述第二气液分离罐6气相出口与所述第二换热器29右端进口相连,
47.所述第二气液分离罐6气相出口与所述第二换热器29右端进口之间的管路上依次设置有经第四阀门27与外界相连的分支管路、第三单向阀28和第二十二阀门71,
48.所述第二气液分离罐6的上封头设置有第六压力传感器76,所述第六压力传感器76的控制信号通过导线与所述第四阀门27相连。
49.所述第二气液分离罐6液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第二换热器29左端出口与所述第一气液分离罐5相连,所述第一气液分离罐5液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第一气液分离罐5气相出口与所述第一干燥塔1气相进口相连,
50.所述第一气液分离罐5气相出口与所述第一干燥塔1气相进口之间的管路上依次设置有经第五阀门31与外界相连的分支管路和第四单向阀32,
51.所述第一气液分离罐5的上封头设置有第五压力传感器75,所述第五压力传感器75的控制信号通过导线与所述第五阀门31相连,
52.所述第一干燥塔1气相出口与所述第二换热器29下端进口相连,所述第二换热器29上端出口与所述第一换热器19上端出口的第一路管线汇合后连接至外界干烟气收集系统,
53.所述第二换热器29上端出口处管路上设置有第二十六阀门26。
54.所述盐水循环系统包括盐水罐9,第一盐水泵12,第七换热器40,第三换热器35,第九换热器49,第一干燥塔1,第二盐水泵13,第四换热器36,第二干燥塔2,第五换热器38,第三盐水泵14,第一浓缩塔3,第八换热器41,第三气液分离罐7,第四盐水泵15,第十换热器43,第二浓缩塔4,第四气液分离罐8,
55.所述盐水罐9出口与所述第一盐水泵12进口相连,所述第一盐水泵12出口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第三换热器35右端出口处管路汇合后共同连接至所述第四换热器36下端进口,
56.所述第一盐水泵12出口并联的第一路管路上设置有第十九阀门67,
57.第二路与所述第七换热器40右端进口相连,所述第七换热器40左端出口与所述第三换热器35下端进口相连,
58.所述第七换热器40左端出口与所述第三换热器35下端进口之间的管路上设置有第二十阀门69,
59.所述第三换热器35上端出口与所述第九换热器49下端进口相连,所述第九换热器49上端出口与所述第一干燥塔1液相进口相连,
60.所述第九换热器49上端出口与所述第一干燥塔1液相进口之间的管路上设置有第三十一阀门50,
61.所述第一干燥塔1液相出口与所述第二盐水泵13进口相连,
62.所述第一干燥塔1液相出口与所述第二盐水泵13进口之间的管路上设置有经第六阀门34与外界相连的分支管线,
63.所述第一干燥塔1筒体下部设置有第二液位传感器33,所述第二液位传感器33的控制信号通过导线与所述第六阀门34相连。
64.所述第二盐水泵13出口与所述第三换热器35左端进口相连,所述第三换热器35右端出口与所述第一盐水泵12出口并联的第二路管路汇合后共同连接至所述第四换热器36下端进口,所述第四换热器36上端出口与所述第二干燥塔2液相进口相连,
65.所述第四换热器36上端出口与所述第二干燥塔2液相进口之间的管路上设置有第二阀门22,
66.所述第二干燥塔2液相出口与所述第五换热器38左端进口相连,
67.所述第二干燥塔2液相出口与所述第五换热器38左端进口之间的管路上设置有经第七阀门37与外界相连的分支管线,
68.所述第二干燥塔2筒体下部设置有第一液位传感器20,所述第一液位传感器20的控制信号通过导线与所述第七阀门37相连。
69.所述第五换热器38右端出口与所述第三盐水泵14进口相连,所述第三盐水泵14出口与所述第八换热器41左端进口相连,
70.所述第三盐水泵14出口与所述第八换热器41左端进口之间的管路上设置有第二十七阀门68,
71.所述第八换热器41右端出口与所述第一浓缩塔3进口相连,所述第一浓缩塔3气相出口与所述第八换热器41下端进口相连,所述第八换热器41上端出口与所述第三气液分离罐7进口相连,所述第三气液分离罐7气相出口与外界相连,
72.所述第三气液分离罐7气相出口与外界连接的管路上设置有第十七阀门62,
73.所述第三气液分离罐7的上封头处设置有第四压力传感器60,所述第四压力传感器60的控制信号通过导线与所述第十七阀门62相连。
74.所述第三气液分离罐7液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第一浓缩塔3液相出口与所述第四盐水泵15进口相连,
75.所述第一浓缩塔3液相出口与所述第四盐水泵15进口之间的管路上依次设置有第一温度传感器53和经第二十三阀门42与外界相连的分支管路,
76.所述第四盐水泵15出口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第二浓缩塔4液相出口汇合后共同连接至所述盐水罐9进口,第二路与所述第十换热器43左端进口相连,
77.所述第四盐水泵15出口并联的第一路管路上设置有第十四阀门52,第二路与所述第十换热器43左端进口之间的管路上设置有第十六阀门57,
78.所述第十换热器43右端出口与所述第二浓缩塔4进口相连,所述第二浓缩塔4气相出口与所述第十换热器43下端进口相连,所述第十换热器43上端出口与所述第四气液分离罐8进口相连,所述第四气液分离罐8气相出口与外界相连,
79.所述第四气液分离罐8气相出口与外界相连的管路上设置有第十八阀门63,
80.所述第四气液分离罐8的上封头处设置有第二压力传感器61,所述第二压力传感器61的控制信号通过导线与所述第十八阀门63相连。
81.所述第四气液分离罐8液相出口与外界冷凝水收集系统相连,所述第二浓缩塔4液相出口与所述第四盐水泵15出口并联的第一路管路汇合后共同连接至所述盐水罐9进口,
82.在靠近所述第二浓缩塔4液相出口处的管路上依次设置有第二温度传感器54、第八阀门44和经第九阀门45与外界相连的分支管路。
83.所述盐水罐9底部设置有经第十阀门46与外界相连的液相出口,所述盐水罐9筒体下部设置有第三液位传感器66,所述盐水罐9的筒体上部设置有经第二十五阀门64与外界补充盐水系统相连的液相进口,所述第三液位传感器66的控制信号通过导线与所述第二十五阀门64相连,
84.所述第一干燥塔1上封头处设置有超压泄放口,所述超压泄放口上依次设置有第三压力传感器30和第二十八阀门72,所述第三压力传感器30的控制信号通过导线与所述第
二十八阀门72相连,所述第二干燥塔2上封头处设置有超压泄放口,所述超压泄放口上依次设置有第一压力传感器23和第二十九阀门73,所述第一压力传感器23的控制信号与所述第二十九阀门73相连。
85.所述冷媒循环系统包括冷媒罐10、冷媒泵21、第五换热器38,第六换热器39、第七换热器40、发电机11、第二十四阀门65,第二十一阀门70以及第三十阀门58,
86.所述冷媒罐10出口与所述冷媒泵21进口相连,所述冷媒泵21出口与所述第六换热器39左端进口相连,所述第六换热器39右端出口与所述第二十一阀门70进口相连,所述第二十一阀门70出口与所述第七换热器40上端进口相连,所述第七换热器40下端出口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第二十四阀门65进口相连,第二路与所述第三十阀门58进口相连,所述第三十阀门58出口与所述发电机11进口相连,所述发电机11出口与所述第二十四阀门65出口管路汇合后共同连接至所述第六换热器39下端进口,所述第六换热器39上端出口与所述第五换热器38下端进口相连,所述第五换热器38上端出口与所述冷媒罐10进口相连,
87.所述冷却水系统包括第九换热器49、第四换热器36、第十一阀门47以及第十二阀门48,
88.所述冷却水进口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第十二阀门48进口相连,第二路与所述第十一阀门47进口相连,所述第十二阀门48出口与所述第九换热器49左端进口相连,所述第十一阀门47出口与所述第四换热器36左端进口相连,所述第九换热器49右端出口与所述第四换热器36右端出口汇合后共同连接至冷却水出口,
89.所述蒸汽系统系统包括第六单向阀55、第十五阀门56、第五单向阀59以及第十三阀门51,
90.所述蒸汽进口并联有两路管路,分别是,第一路与所述第六单向阀55进口相连,第二路与所述第五单向阀59进口相连,所述第六单向阀55出口与所述第十五阀门56进口相连,所述第十五阀门56出口与所述第二浓缩塔4蒸汽进口相连,所述第二浓缩塔4蒸汽出口与所述第一浓缩塔3蒸汽出口管路汇合后共同连接至蒸汽出口,所述第五单向阀59出口与所述第十三阀门51进口相连,所述第十三阀门51出口与所述第一浓缩塔3蒸汽进口相连,所述第一浓缩塔3蒸汽出口与所述第二浓缩塔4蒸汽出口管路汇合后共同连接至蒸汽出口。
91.所述第一温度传感器53的控制信号通过导线与所述第十三阀门51相连,所述第二温度传感器54的控制信号通过导线与所述第十五阀门56相连。
92.本发明的一种碳捕集用低温干燥系统的工作方法,包括一级干燥模式以及二级干燥模式。当电厂处于用电谷值时,烟气量较少,采用一级干燥模式;当电厂处于用电峰值时,烟气量较大,采用二级干燥模式。
93.一级干燥模式:
94.开机:首先,确定所有阀门关闭后,打开第二十五阀门64,对盐水罐9中加浓盐水至一定液位高度,打开第一盐水泵12、第十九阀门67、第二阀门22、第三盐水泵14、第二十七阀门68、第十四阀门52、第十三阀门51,打开盐水循环系统和蒸汽系统对盐水进行预热。其次,打开第十一阀门47,打开冷却水系统对进入第二干燥塔2内的盐水进行预冷却。最后,打开第一阀门16、第三阀门24,通入湿烟气至第二干燥塔2进行干燥。
95.停机:首先,关闭第一阀门16,停止通入外界湿烟气;其次,关闭第十三阀门51、第
一温度传感器53以及第三液位传感器66,停止通入蒸汽;再次,待盐水温度降低至50℃左右时,关闭第十一阀门47,停止通入冷却水;最后,关闭所有阀门以及仪表控制系统。
96.正常运行一级干燥模式时,系统的控制方法如下:
97.以第一液位传感器20的信号值为依据,当第二干燥塔2内的液位过高时,打开第七阀门37进行排放;以第三液位传感器66的信号值为依据,当盐水罐9内的液位过低时,打开第七阀门37,对系统内盐水罐9的进行补充盐水;以第一压力传感器23的信号值为依据,当第二干燥塔2内压力过高时,打开第二十九阀门73进行超压泄放;以第四压力传感器60的信号值为调节依据,当第三气液分离罐7内压力过高时,打开第十七阀门62进行超压泄放。以第一温度传感器53的信号值为调节依据,当第一浓缩塔3液相出口温度过低时,增大第十三阀门51的阀门开度,增大蒸汽流量。
98.二级干燥模式:
99.开机:首先,确定所有阀门关闭后,打开第二十五阀门64,对盐水罐9中加浓盐水至一定液位高度,打开第一盐水泵12、第二十阀门69、第三十一阀门50,第二盐水泵13、第二阀门22、第三盐水泵14、第二十七阀门68、第四盐水泵15、第十六阀门57、第八阀门44、第十三阀门51和第十五阀门56,打开盐水循环系统和蒸汽系统对盐水进行预热。其次,打开第十一阀门47、第十二阀门48、打开冷却水系统对进入第一干燥塔1和第二干燥塔2内的盐水进行预冷却,打开第二十四阀门65、冷媒泵21、第二十一阀门70,打开冷媒循环系统。最后,打开打开第一阀门16、第三十二阀门74、第二十二阀门71、第二十六阀门26,通入湿烟气至第一干燥塔1和第二干燥塔2进行干燥,关闭第二十四阀门65,打开第三十阀门58、发电机11进行余热回收发电。
100.停机:首先,关闭第一阀门16停止通入外界湿烟气;其次,第十三阀门51、第一温度传感器53、第十五阀门56和第二温度传感器54,停止通入蒸汽;再次,待盐水温度降低至50℃左右时,关闭第十一阀门47和第十二阀门48,停止通入冷却水;最后,关闭所有阀门以及仪表控制系统。
101.正常运行二级干燥模式时,系统的控制方法如下:
102.以第五压力传感器75的信号值为依据,当第一气液分离罐5内压力过高时,打开第五阀门31进行超压泄放;以第六压力传感器76的信号值为调节依据,当第二气液分离罐6压力过高时,打开第四阀门27进行超压泄放。以第三压力传感器30的信号值为调节依据,当第一干燥塔1内压力过高时,打开第二十八阀门72进行超压泄放。以第二压力传感器61的信号值为调节依据,当第四气液分离罐8内压力过高时,打开第十八阀门63进行超压泄放;以第二温度传感器54的信号值为调节依据,当第二浓缩塔4液相出口温度过低时,增大第十五阀门56的阀门开度,增大蒸汽流量。其余控制部分与正常运行一级干燥模式时的控制系统一致。
103.在实际运行中,应增加相关设备以消除干燥器气体出口处干燥气体的雾沫夹带,因为如果干燥气体中雾沫过多,一方面,在第一换热器19或第二换热器29中被湿烟气加热时,随着温度的升高,雾沫中的水分随之增发,直接影响气体的干燥质量。另一方面,随着水分的蒸发,雾沫中的盐分也会结晶析出,有堵塞管道或设备的风险。相关的措施包括干燥器气体出口设置除雾器(如不锈钢丝网等)增加除雾效果,设置备用换热器切换使用或设置分子筛干燥器。
104.盐水可选择溴化锂、氯化锂、氯化钙、三甘醇等物质的水溶液,选择盐水的原则是盐水的成本和绿色性,盐水的价格应更低,安全性更高,对环境影响更小,性质稳定无毒性。
105.干燥器结构设计直接影响干燥的传热传质效果,合理的干燥器结构对干燥效果有着重要作用。本发明中的干燥器采用直接接触相变干燥器,其选用喷淋(雾)结构,在塔内利用雾化喷嘴将溶液雾化,增加气液接触面积,使气液相在表面进行传热传质过程,其干燥效果更好,结构更简单,造价更低,阻力更小。在实际使用过程中也可考虑多级喷淋,或在干燥器内设置蛇形喷淋管以优化液相在干燥器内的分布效果。
106.以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰都应视为本发明权利要求书要求保护的范围。
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