[实用新型]太阳能升温型吸收式热泵驱动的燃煤电厂碳捕集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能辅助燃煤电厂二氧化碳捕集技术领域，具体涉及一种太阳能升温型吸收式热泵驱动的燃煤电厂碳捕集系统。

背景技术

化石燃料在能源生产以及消费结构中一直占据着主导地位，且这种能源结构在短期内将不会有明显的改善。在世界范围内，化石燃料仍然是二氧化碳的主要排放源。联合国政府间气候变化专业委员会的评估报告指出全球约78.2％的二氧化碳排放来自于温室气体大型排放源，其中30％-40％来自于燃煤电厂。因此，针对于燃煤电厂的二氧化碳捕集技术成为当前能源利用格局下实现温室气体减排的重要途径之一。

现有的电厂发电系统包括经管路和阀门依次连接的蒸汽锅炉、汽轮机、乏汽凝汽器、凝结水泵、低压给水加热器、高压给水加热器(如图1虚线框所示)。

基于醇胺法的燃烧后二氧化碳捕集技术是目前应用最为广泛和成熟的燃煤电厂脱碳技术。但是醇胺类溶液的解吸再生过程需要消耗大量热能，现有技术通常采用电厂汽轮机中低压缸抽蒸汽为再沸器加热。然而满足吸收剂解吸再生压力要求的抽蒸汽温度一般在200摄氏度以上，远远高于醇胺类溶液解吸温度要求，难以实现热能的温度对口、梯级利用，严重降低了电厂发电效率。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点，本实用新型提供了一种太阳能升温型吸收式热泵驱动的燃煤电厂碳捕集系统，利用吸收式热泵技术，实现低温太阳热与电厂汽轮机低品位抽蒸汽的温度提升，为燃煤电厂烟气中低浓度二氧化碳脱除提供热量。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：太阳能升温型吸收式热泵驱动的燃煤电厂碳捕集系统，包括二氧化碳捕集系统、低温太阳能集热系统、吸收式热泵系统以及电厂发电系统中的汽轮机和低压给水加热器；

所述二氧化碳捕集系统包括解吸塔、吸收塔和贫富液热交换器,所述吸收塔底部富液输送线经富液循环泵和贫富液热交换器换热后连接至所述解吸塔的上部，所述解吸塔底部贫液输送线经贫液循环泵和贫富液热交换器换热后连接至所述吸收塔的上部，所述解吸塔顶部设置多级压缩装置,所述解吸塔底部设置再沸器自循环；所述吸收塔下部气体入口连接至蒸汽锅炉顶部的排烟管；

所述吸收式热泵系统包括由管路依次连接的吸收器、溶液热交换器、发生器、冷凝器、工质泵、蒸发器；所述溶液热交换器与发生器之间设置有第一节流阀，所述发生器与溶液热交换器之间设置有溶液泵；

所述低温太阳能集热系统包括由管路依次连接的低温太阳能集热器阵列、低温太阳能集热器阵列出口阀门、导热介质循环泵以及低温太阳能集热器阵列入口阀门；

所述汽轮机第八级抽蒸汽出口管经第一抽汽控制阀与所述导热介质循环泵出口管在Ⅰ点汇合；汇合管在Ⅱ点分成两支路：其中第一支路与所述蒸发器高温侧入口连接，第二支路与所述发生器高温侧入口连接，所述第一支路和第二支路在Ⅲ点汇合连接至太阳能集热器阵列入口阀门入口；

所述太阳能集热器阵列入口阀门出口分支为两路：其中一路连接至所述太阳能集热器阵列入口管，另一路经第一回流阀返回至电厂发电系统；

所述再沸器高温侧入口由第一支路和第二支路组成：其中第一支路与所述吸收器低温侧出口连接，第二支路与所述汽轮机第五级抽蒸汽出口连接，所述第一支路上设有热泵控制阀，所述第二支路上设有第二抽汽控制阀；所述再沸器高温侧出口经第二回流阀和循环泵连接至低压给水加热器高温侧入口；所述低压给水加热器高温侧出口分两条支路：其中第一支路经第三回流阀与所述吸收器低温侧入口连接，第二支路经第四回流阀返回至电厂发电系统。

所述低温太阳能集热系统导热介质为水/蒸汽。

所述吸收式热泵系统工质为溴化锂-水工质对。

所述二氧化碳捕集系统中吸收塔内的吸收剂为醇胺类溶液。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、利用低温太阳热辅助吸收式热泵驱动燃煤电厂二氧化碳捕集过程，能够替代品位较高的汽轮机中低压缸抽蒸汽为再沸器提供热量，满足醇胺类溶液解吸再生过程需要消耗大量热能，实现热能品位的对口利用，在充分利用可再生能源的同时，通过热泵技术提升能源品位，提高能源利用效率，降低碳捕集过程给电厂带来的能效损失，提高燃煤电厂综合环境效益和经济效益。

2、太阳热吸收式热泵技术，能够弥补普通太阳能集热器在制取温度上的不足，提升能源品位，既能够降低碳捕集电厂的能效损失，又能够充分利用可再生资源，带来环境和经济双重效益。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理及结构组成示意图。