[发明专利]一种太阳能耦合NaOH/Ca(OH)2

说明书

本发明公开了一种太阳能耦合NaOH/Ca(OH)₂双循环空气碳捕集系统及方法，系统分为碳捕集系统、蒸汽轮机系统及太阳能系统。碳捕集系统中，填料塔与颗粒反应器、溶液泵连接，颗粒反应器的一端依次连接洗涤器、常温储罐、换热器、汽固分离器；另一端依次连接搅拌器、换热器、熟化器及两个换热器；蒸汽轮机系统中，蒸汽轮机依次连接换热器、溶液泵、石灰熟化器及两个换热器；太阳能系统中，塔式太阳能集热塔入口接汽固分离器，出口与换热器相接。本发明采用强碱溶液吸收法实现空气中CO₂捕集，利用系统余热驱动背压式蒸汽轮机，并将碳捕集系统、蒸汽轮机系统及太阳能系统高效耦合，实现系统的节能减排与灵活调控。

技术领域

本发明涉及碳捕集技术领域，尤其涉及一种太阳能耦合NaOH/Ca(OH)₂双循环空气碳捕集系统及方法。

背景技术

大气中直接捕集二氧化碳是应对全球气候变化的重要技术之一.该技术可以针对数以千计的小型化石燃料燃烧装置以及交通工具等分布源排放的CO₂进行捕集处理。直接空气CO₂捕集技术还可以灵活地提供多种形式的碳源，不受地理位置和时间、空间等的影响，因此可以作为一种有商业前景并能有效地控制大气中 CO₂浓度的方法。

基于强碱溶液的化学吸收法的空气碳捕集技术较成熟，其工艺设备都能以工业规模实现，且其化学物质廉价易获得，但能耗较大仍是制约该技术发展的瓶颈。并且大多研究中煅烧能耗都来源于煤或天然气等含碳燃料，技术的负碳效果受到限制。因此如何将强化捕集效果、降低能耗，降低碳排放耦合，已经成为空气碳捕集技术研究的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种太阳能耦合NaOH/Ca(OH)₂双循环空气碳捕集系统和方法，利用NaOH溶液吸收空气中的CO₂，并采用Ca(OH)₂回收NaOH溶液，再通过煅烧，水合回收Ca(OH)₂，同时利用余热驱动蒸汽轮机使系统达到电平衡，并通过采用太阳能供能，通过辐照强度对系统进行动态调控，真正实现了CO₂负排放。该方法捕集效率高、可有效降低CO₂捕集能耗，降低成本，能解决CO₂排放引起的环境污染问题，该方案可显著降低大规模空气碳捕集的能耗，提高技术可行性，为低能耗CO₂捕集提供新途径。

本发明提供的技术方案如下：

一种太阳能耦合NaOH/Ca(OH)₂双循环空气碳捕集系统，包括：

填料塔、颗粒反应器、洗涤器、常温储罐、六套换热器、汽固分离器、搅拌器、高温储罐、石灰熟化器、冷却器、压缩机、蒸汽轮机、塔式太阳能塔以及定日镜场。

填料塔输入端送入空气，输出端连接颗粒反应器；

颗粒反应器的输出端连接过滤器和洗涤器；

过滤器输出端连接溶液泵；

溶液泵输出端连接填料塔；

洗涤器的输出端接常温储罐和搅拌器；

搅拌器的输入端连接洗涤器与高温储罐，输出端连接颗粒反应器；

换热器均为逆流式换热器，其中，

第一换热器输入端连接常温储罐及蒸汽轮机，输出端连接汽固分离器及溶液泵；第二换热器输入端连接溶液泵及石灰熟化器，输出端连接石灰熟化器内第六换热器及高温储罐；第三换热器输入端连接塔式太阳能塔及第六换热器，输出端连接石灰熟化器及第四换热器；第四换热器输入端连接塔式太阳能塔及第三换热器，输出端连接蒸汽轮机及第五换热器；第五换热器输入端连接第四换热器及汽固分离器，输出端连接石灰熟化器及冷却器；

冷却器输出端连接压缩机。