一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及二氧化碳捕集装置技术领域，尤其涉及一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置。


背景技术：

2.在全国大力发展碳捕集技术以实现碳中和的背景下，目前采用燃烧后化学吸收法，以mea(一乙醇胺)为主要吸收液进行吸收、蒸汽裂解再生、重复吸收反应提纯二氧化碳这一技术路线和工艺日渐成熟，但同时也面临着高能耗，高成本的问题，该方法采用含有化学活性物质的溶液对原料气进行洗涤，co2与之反应生成介稳化合物或者加合物，上述过程一般在低温(约40℃左右的条件下进行)，然后在减压条件下，通过加热，使生成物分解，释放co2，而加热解吸的过程需要将吸收液从40℃左右加热到110℃左右，导致每捕集一吨二氧化碳需要消耗的能量高达3gj-5gj，而吸收剂在升温再生后又需要降温到40℃才可以再进行吸收，一升一降给结束加热再生后的吸收剂提供了余热利用的条件，为了进一步减少运行能耗和节约能源成本，本发明提出了一种二氧化碳吸收富液分流多级换热工艺装置，提高系统热效率，实现了“减碳项目再减碳”。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了减少运行能耗和节约能源成本的一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.本实用新型的一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置，该装置包括：
6.吸收塔，所述吸收塔内具有吸收剂，吸收塔出液端与分流管路的进液端连通；
7.换热装置，所述换热装置的进液端与分流管路的一个出液端连通，换热装置的出液端与再生塔连通；
8.再沸装置，所述再沸装置的进液端与再生塔的贫富液混合液出口连通，再沸装置的出液端与再生塔的贫富液混合进夜口连通；
9.换热机构，所述换热机构的富液出口与再生塔的顶部连通；
10.再生换热装置，再生换热装置的富液入口与分流管路的另一出液端连通；再生换热装置的富液出口与换热机构的富液入口连通；
11.所述换热装置为贫富液换热器，所述贫富液换热器的富液进液端通过第一管路与分流管路的另一个出液端连通。
12.进一步的，还包括贫液冷却器，所述贫液冷却器通过第八管路与吸收塔的顶部连通，贫液冷却器通过第九管路与贫富液换热器的贫液出口连通，所述贫富液换热器的贫液入口通过第十管路与再生塔底部连通。
13.进一步的，所述贫液冷却器的循环冷却水进口通过第十一管路与冷却水箱连通，贫液冷却器的循环冷却水出口通过第十二管路与冷却水箱连通。
14.进一步的，所述再沸装置为再沸器，所述再沸器底部通过第三管路与再生塔中部的贫富液混合出口连通用以加热混合液，再沸器中部通过第四管路与再生塔中下部的贫富液混合入口连通。
15.进一步的，所述再沸器上部的蒸汽入口通过第十三管路与蒸汽发生器连通，用以向再沸器提供蒸汽，再沸器通过第十四管路与换热机构的疏水入口连通。
16.进一步的，所述换热机构为富液疏水换热器，所述富液疏水换热器的富液出口通过第五管路与再生塔中上部连通，并通过富液疏水换热器10内的加压泵加压至2.0-3.0atm至再生塔。
17.进一步的，所述富液疏水换热器的的疏水出口与第十五管路连通，用于将使用过的凝结水排除。
18.进一步的，所述再生换热装置为再生换热器，所述再生换热器的富液入口通过第六管路与分流管路的另一出液端连通，再生换热器的富液出口通过第七管路与富液疏水换热器的富液入口连通；
19.进一步的，所述再生换热器的二氧化碳入口通过第十六管路与再生塔顶端的二氧化碳出口连通，再生换热器的二氧化碳出口与第十七管路连通。
20.在上述技术方案中，本实用新型提供的一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置，具有以下有益效果：通过吸收塔对吸收剂富液进行分流，采用两级分流余热回收的方式，更好的利用再生塔贫液、再沸器疏水、再生气二氧化碳余热、将再生塔入口富液温度从目前的98℃提高至105℃甚至110℃以上，减少了再沸器热负荷，进而提高再生塔的热利用效率，若再生塔分流率为15％左右，再沸器热负荷可降低(单耗)2％～3％，进入再生塔前对富液增压，利用机械能增加流体压力，同时配合再沸器疏水，形成高温高压物流，这股物流进入再生塔相当于闪蒸，闪蒸气可以进行吸收剂再生，替代了部分再沸器的功能，进一步降低了能耗，捕集系统越大，节能效果越显著。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1、吸收塔；2、贫富液换热器；3、第一管路；4、第十七管路；5、再生塔；6、第二管路；7、再沸器；8、第三管路；9、第四管路；10、富液疏水换热器；11、第五管路；12、再生换热器；13、第六管路；14、第七管路；15、贫液冷却器；16、第八管路；17、第九管路；18、第十管路；19、第十一管路；20、第十二管路；21、第十三管路；22、第十四管路；23、第十五管路；24、第十六管路；25、分流管路。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对
本实用新型作进一步的详细介绍。
26.参见图1所示；
27.本实用新型实施例所述的一种二氧化碳吸收富液分流多级换热装置，该装置包括：
28.吸收塔1，所述吸收塔1内具有吸收剂，吸收塔1出液端与分流管路25的进液端连通；
29.换热装置，所述换热装置的进液端与分流管路25的一个出液端连通，换热装置的出液端与再生塔5连通；
30.再沸装置，所述再沸装置的进液端与再生塔5的贫富液混合液出口连通，再沸装置的出液端与再生塔5的贫富液混合进夜口连通；
31.换热机构，所述换热机构的富液出口与再生塔5的顶部连通；
32.再生换热装置，再生换热装置的富液入口与分流管路25的另一出液端连通；再生换热装置的富液出口与换热机构的富液入口连通；
33.所述换热装置为贫富液换热器2，所述贫富液换热器2的富液进液端通过第一管路3与分流管路25的另一个出液端连通。
34.吸收塔1和再生塔5内的吸收剂均为乙醇胺(mea)。
35.吸收塔1内的分流装置对其底部流出的吸收剂富液经分流管路25进行分流，其中第一部分富液(75％～90％)流入换热装置，并在换热装置换热后进入再生塔5，第二部分富液(10％～25％)进入再生换热装置换热，再生换热装置换热后流入换热机构内，并与再沸装置的冷凝水(疏水)进行换热，经过两级换热后，该部分富液(10％～25％)温度可达到105℃以上，之后经过加压至2.5-3.0atm后进入再生塔5。其中第一部分富液(75％～90％)与贫液交换热量的吸收剂温度较低，从塔顶进入再生塔5，第二部分富液(10％～25％)与再生换热装置和再沸装置疏水换热后的吸收剂温度相对较高，从中部进入再生塔5，上述过程中可对富液分流的比例进行调整，保证塔底温度控制在110℃左右，塔顶温度在96℃左右。
36.通过吸收塔1对吸收剂富液进行分流，采用两级分流余热回收的方式，更好的利用再生塔5的贫液、再沸装置的疏水、再生换热装置的二氧化碳余热，将再生塔5入口富液温度从目前的98℃提高至105℃甚至110℃以上，减少了再沸装置热负荷，进而提高再生塔5的热利用效率，若再生塔5分流率为15％左右，再沸器7热负荷可降低(单耗)2％～3％，捕集系统越大，节能效果越显著。
37.进入再生塔前对富液增压，利用机械能增加流体压力，同时配合再沸器疏水，形成高温高压物流，这股物流进入再生塔相当于闪蒸，闪蒸气可以进行吸收剂再生，替代了部分再沸器的功能，进一步降低了能耗。
38.还包括贫液冷却器15，所述贫液冷却器15通过第八管路16与吸收塔1的顶部连通，贫液冷却器15通过第九管路17与贫富液换热器2的贫液出口连通，所述贫富液换热器2的贫液入口通过第十管路18与再生塔5底部连通。第一部分富液(75％～90％)在贫富液换热器2内与从再生塔5下部流出的贫液换热后进入再生塔5，使第一部分富液(75％～90％)和再生塔5下部流出的贫液在贫富液换热器2内换热后在进入再生塔5，使再生塔5下部流出的贫液重复使用。
39.贫富液换热器2为板式换热器，其上设有两个入口和两个出口，富液入口(富液进
入端)通过第一管路3接收来自吸收塔1底部分流后的第一部分富液(75％～90％)，贫液入口通过第十管路18接收来自再生塔5底部的贫液，富液出口(富液出液端)的富液通过第二管路6前往再生塔5上部，贫液出口的贫液通过第九管路17进入贫液冷却器15冷却后，再经由第八管路16前往吸收塔1上部，换热后贫富液温度约在95℃到105℃，贫液进入贫液冷却器15经循环水冷却至40℃左右再次进行二氧化碳吸收。
40.所述贫液冷却器15的循环冷却水进口通过第十一管路19与冷却水箱(未图示)连通，贫液冷却器15的循环冷却水出口通过第十二管路20与冷却水箱连通，实现冷却水箱与冷却器13之间冷却水的循环使用。
41.所述再沸装置为再沸器7，所述再沸器7底部通过第三管路8与再生塔5中部的贫富液混合出口连通用以加热混合液，再沸器7中部通过第四管路9与再生塔5中下部的贫富液混合入口连通；所述再沸器7上部的蒸汽入口通过第十三管路21与蒸汽发生器连通，用以向再沸器7提供蒸汽，再沸器7通过第十四管路22与富液疏水换热器10的疏水入口连通，用以向富液疏水换热器10提供凝结水。
42.所述换热机构为富液疏水换热器10，所述富液疏水换热器10的富液出口通过第五管路11与再生塔5中上部连通，之后通过富液疏水换热器10内的加压泵加压至2.0-3.0atm至再生塔5；所述富液疏水换热器10的的疏水出口与第十五管路23连通，用于将使用过的凝结水排除。
43.富液疏水换热器10也为板式换热器，其上设有两个入口和两个出口，富液入口通过第七管路14接收来自再生气换热器12的富液，疏水入口通过第十四管路22接收来自再沸器7中部为再生塔5供热后冷凝的疏水，疏水给再生塔5供热前为蒸汽，可采用机组抽汽和定连排余汽废汽；富液出口的富液通过第五管路11前往再生塔5中部，疏水出口的凝结水通过第十五管路23输出，并根据蒸汽品质确定换热后去向，品质好的再回到汽水系统，品质不好的进入水处理系统前往除盐水系统循环使用，通常换热后贫富液温度在105-115℃以上。
44.所述再生换热装置为再生换热器12，所述再生换热器12的富液入口通过第六管路13与分流管路25的另一出液端连通，再生换热器12的富液出口通过第七管路14与富液疏水换热器10的富液入口连通；所述再生换热器12的二氧化碳入口通过第十六管路24与再生塔5顶端的二氧化碳出口连通，再生换热器12的二氧化碳出口与第十七管路4连通。
45.分流后的第二部分富液(10％～25％)经第六管路进入13再生气换热器12、并与再生塔5中解吸出来且经由第十六管路24送入的二氧化碳进行换热，之后通过第七管路14入富液疏水换热器10、并与再沸器7的冷凝水(疏水)进行换热。
46.再生气换热器12为板式换热器，其上设有两个入口和两个出口，其中富液入口通过第六管路13接收来自吸收塔1底部分流后的第二部分富液(10％～25％)，二氧化碳入口通过第十六管路24接收来自再生塔1顶部被解吸出来的co2(约为98～102℃)，富液出口的富液通过第七管路14前往富液疏水换热器进行二次换热，二氧化碳出口的co2通过第十七管路4前往冷却器，换热后贫富液温度约在98℃到102℃，co2需要进一步在冷却器中冷却至40℃，然后经分离器分离水分，最后至压缩机被压缩储存或被管道直接加压运输。
47.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为
对本实用新型权利要求保护范围的限制。