(19)中華人民共和國國家知識產權局
(12)發明專利申請
(10)申請公布號 (43)申請公布日 (21)申請號 201811533699.2
(22)申請日 2018.12.14
(71)申請人 安徽海螺集團有限責任公司
地址 241000 安徽省蕪湖市鏡湖區文化路
39號
申請人 安徽海螺建材設計研究院有限責任
公司
安徽海螺水泥股份有限公司白馬山
水泥廠
(72)發明人 汪鵬飛 李群峰 江斌 李永志
曹蒙 李東祥 李曉娟 鈕教竹
(74)專利代理機構 蕪湖安匯知識產權代理有限
公司 34107
代理人 蔣兵魁
(51)Int.Cl.B01D 53/14(2006.01)B01D 53/18(2006.01)
(54)發明名稱用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法(57)摘要本發明提供一種應用于水泥窯低溫余熱再利用技術領域的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法，所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法的解吸步驟為：啟動并調節電動調節閥Ⅰ(9)，水泥窯窯尾余熱鍋爐(1)內的飽和蒸汽經過減溫減壓器(3)減溫減壓，進入解吸塔(2)中的胺液再沸器(4)進行加熱；對經過解吸塔(2)的二氧化碳進行加熱解吸；對經過解吸塔(2)的二氧化碳進行加熱解吸后的飽和蒸汽發生液變，
成為飽和水，經過回水管(6)進入冷凝水回收裝置(7)，本發明的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法，既不影響水泥窯余熱發電系統的正常運行，又能滿足CCS系統解吸運行的需要，
降低經濟成本投入。權利要求書1頁 說明書5頁 附圖1頁CN 109550361 A 2019.04.02
C N 109550361
A
1.一種用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法，其特征在于：所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法的解吸步驟為：1)將減溫減壓器(3)一端與水泥窯窯尾余熱鍋爐(1)的飽和蒸汽管路(5)連通，將減溫減壓器(3)另一端通過輸入管路(8)與解吸塔(2)的胺液再沸器(4)連通；2)啟動并調節電動調節閥Ⅰ(9)，水泥窯窯尾余熱鍋爐(1)內的飽和蒸汽經過減溫減壓器(3)減溫減壓，然后進入解吸塔(2)中的胺液再沸器(4)，對胺液再沸器(4)內的胺液進行加熱；3)加熱后的胺液在解吸塔(2)內進行熱交換，解吸塔(2)內溫度升高，對經過解吸塔(2)的二氧化碳進行加熱解吸；4)對經過解吸塔(2)的二氧化碳進行加熱解吸后的飽和蒸汽發生液變，成為飽和水，經過回水管(6)進入冷凝水回收裝置(7)，再返回水泥窯余熱發電系統的閃蒸器(14)進行循環利用，利用水泥窯余熱發電系統的飽和蒸汽完成二氧化碳的解吸。
2.根據權利要求1所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法，其特征在于：啟動并調節電動調節閥Ⅰ(9)時，電動調節閥Ⅰ(9)對經過輸入管路(8)的飽和蒸汽的通斷和蒸汽量進行調節；飽和水經過回水管(6)進入冷凝水回收裝置(7)再返回水泥窯余熱發電系統的閃蒸器(14)進行循環利用時，電動調節閥Ⅱ(11)對經過冷凝水回收裝置(7)的飽和水的通斷和流量進行調節。
3.根據權利要求1或2所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備，其特征在于：所述的水泥窯窯尾余熱鍋爐(1)的飽和蒸汽管路(5)內的蒸汽的溫度控制在165℃-175℃范圍之間。
4.根據權利要求1或2所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備，其特征在于：減溫減壓器(3)與胺液再沸器(4)之間的輸入管路(8)內的蒸汽的溫度在130℃-140℃范圍之間。
5.根據權利要求1或2所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備，其特征在于：所述解吸塔(2)內經過胺液再沸器(4)后進入回水管(6)的飽和水的溫度在120℃-130℃范圍之間。
權 利 要 求 書1/1頁CN 109550361 A
用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法
技術領域
[0001]本發明屬于水泥窯低溫余熱再利用技術領域，更具體地說，是涉及一種用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法。
背景技術
[0002]碳捕獲、封存及利用技術(簡稱CCS)是把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程的工藝。這一工藝可以將二氧化碳資源化，產生經濟效益。CCS技術主要采用化學吸收劑在吸收塔中將煙氣中的二氧化碳吸收，吸收二氧化碳的吸收劑用泵送入解吸塔進行解吸，解吸塔解吸二氧化碳所需要的熱量通過解吸塔底部的蒸汽來加熱，蒸汽通過再沸器對胺液進行加熱，從而使得解吸塔的溫度升高到所需要的溫度。現有技術中，解吸塔解吸二氧化碳所需要的熱量的需求量是一噸CO2解吸需要的蒸汽消耗量約為1.5-1.6噸。因此，二氧化碳解吸對于蒸汽消耗量巨大，導致二氧化碳解吸成本高。
發明內容
[0003]本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的不足，提供一種結構簡單，針對水泥廠CCS系統的技術要求和純低溫余熱發電的技術特點，設計開發了一套從水泥窯余熱發電系統中將蒸汽引入解吸塔并將解吸利用后的冷凝水進行回收循環利用，從而既不影響水泥窯余熱發電系統的正常運行，又能滿足CCS系統解吸運行的需要，降低經濟成本投入的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸
設備。
[0004]要解決以上所述的技術問題，本發明采取的技術方案為：
[0005]本發明為一種用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備，所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備包括水泥窯窯尾余熱鍋爐、解吸塔、減溫減壓器，所述的解吸塔內設置胺液再沸器，減溫減壓器一端與水泥窯窯尾余熱鍋爐的飽和蒸汽管路連通，減溫減壓器另一端通過輸入管路與解吸塔的胺液再沸器連通，所述的解吸塔的回水管一端與胺液再沸器連通，解吸塔的回水管另一端與冷凝水回收裝置連通，冷凝水回收裝置與水泥窯窯尾余熱鍋爐的閃蒸器連通。
[0006]所述的水泥窯窯尾余熱鍋爐的飽和蒸汽管路內的蒸汽的溫度控制在165℃-175℃范圍之間。
[0007]所述的減溫減壓器與胺液再沸器之間的輸入管路內的蒸汽的溫度在130℃-140℃范圍之間。
[0008]所述的解吸塔內經過胺液再沸器后進入回水管的飽和水的溫度在120℃-130℃范圍之間。
[0009]用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備的減溫減壓器與胺液再沸器之間的輸入管路上設置電動調節閥Ⅰ，電動調節閥Ⅰ與控制部件連接。
[0010]用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備的冷凝水回收裝置包括回收水箱和電動調節閥Ⅱ，回收水箱一端與回水管連通，回收水箱另一端通過回送管路與閃蒸器
連通，回送管路上設置電動調節閥Ⅱ，電動調節閥Ⅱ與控制部件連接。
[0011]所述的水泥窯窯尾余熱鍋爐位于水泥窯余熱發電系統內，所述的水泥窯余熱發電系統包括水泥窯窯尾余熱鍋爐、汽輪機、閃蒸器，所述的水泥窯窯尾余熱鍋爐與汽輪機連通，汽輪機與閃蒸器連通。
[0012]本發明還涉及一種步驟簡單，投入成本低，針對水泥廠CCS系統的技術要求和純低溫余熱發電的技術特點，設計開發了一套從水泥窯余熱發電系統中將蒸汽引入解吸塔并將解吸利用后的冷凝水進行回收循環利用，從而既不影響水泥窯余熱發電系統的正常運行，又能滿足CCS系統解吸運行的需要，降低經濟成本投入的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法。
[0013]所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸方法的解吸步驟為：1)將減溫減壓器一端與水泥窯窯尾余熱鍋爐的飽和蒸汽管路連通，將減溫減壓器另一端通過輸入管路與解吸塔的胺液再沸器連通；2)啟動并調節電動調節閥Ⅰ，水泥窯窯尾余熱鍋爐內的飽和蒸汽經過減溫減壓器減溫減壓，然后進入解吸塔中的胺液再沸器，對胺液再沸器內的胺液進行加熱；3)加熱后的胺液在解吸塔內進行熱交換，解吸塔內溫度升高，對經過解吸塔的二氧化碳進行加熱解吸；4)對經過解吸塔的二氧化碳進行加熱解吸后的飽和蒸汽發生液變，成為飽和水，經過回水管進入冷凝水回收裝置，再返回水泥窯余熱發電系統的閃蒸器進行循環利用，利用水泥窯余熱發電系統的飽和蒸汽完成二氧化碳的解吸。
[0014]啟動并調節電動調節閥Ⅰ時，電動調節閥Ⅰ對經過輸入管路的飽和蒸汽的通斷和蒸汽量進行調節；飽和水經過回水管進入冷凝水回收裝置再返回水泥窯余熱發電系統的閃蒸器進行循環利用時，電動調節閥Ⅱ對經過冷凝水回收裝置的飽和水的通斷和流量進行調節。
[0015]采用本發明的技術方案，能得到以下的有益效果：
[0016]本發明所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備及其解吸方法，結合水泥廠特點，合理選取純低溫余熱發電配套的余熱發電系統的余熱鍋爐產生飽和蒸汽，將飽和蒸汽通過減溫減壓處理后送至解吸塔的胺液再沸器(再沸器)，使得經過溫度和壓力處理后處于滿足需求范圍的飽和蒸汽能夠利用自身熱量對胺液進行加熱，使得解吸塔溫度升高到解吸二氧化碳所需要的工作溫度。這樣，不再需要另外配備蒸汽供給設備，有效實現水泥余熱能源再利用。降低二氧化碳解吸所需的成本投入。而經過解吸塔換熱的飽和蒸汽換熱后形成冷凝水，再返回至余熱發電系統進行回收利用，實現能源最大程度的利用，并且這樣利用現有能源，能夠避免單獨的飽和蒸汽供給設備運行產生的能源浪費和環境污染，符合當前行業需求。本發明所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備及其解吸方法，針對水泥廠CCS系統的技術要求和純低溫余熱發電的技術特點，設計開發了一套從水泥窯余熱發電系統中將蒸汽引入解吸塔并將解吸利用后的冷凝水進行回收循環利用，從而既不影響水泥窯余熱發電系統的正常運行，又能滿足CCS系統解吸運行的需要，降低經濟成本投入。
附圖說明
[0017]下面對本說明書各附圖所表達的內容及圖中的標記作出簡要的說明：
[0018]圖1為本發明所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備的結構示
意圖；
[0019]附圖中標記分別為：1、水泥窯窯尾余熱鍋爐；2、解吸塔；3、減溫減壓器；4、胺液再沸器；5、飽和蒸汽管路；6、回水管；7、冷凝水回收裝置；8、輸入管路；9、電動調節閥Ⅰ；10、回收水箱；11、電動調節閥Ⅱ；12、回送管路；13、汽輪機；14、閃蒸器；15、排氣管路；16、疏水閥；
17、截止閥；18、水泥窯余熱發電系統。
具體實施方式
[0020]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明：
[0021]如附圖1所示，本發明為一種用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備，所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備包括水泥窯窯尾余熱鍋爐1、解吸塔2、減溫減壓器3，所述的解吸塔2內設置胺液再沸器4，減溫減壓器3一端與水泥窯窯尾余熱鍋爐1的飽和蒸汽管路5連通，
減溫減壓器3另一端通過輸入管路8與解吸塔2的胺液再沸器4連通，所述的解吸塔2的回水管6一端與胺液再沸器4連通，解吸塔2的回水管6另一端與冷凝水回收裝置7連通，冷凝水回收裝置7與水泥窯窯尾余熱鍋爐1的閃蒸器14連通。上述結構，結合水泥廠特點，合理選取純低溫余熱發電配套的余熱發電系統的余熱鍋爐產生飽和蒸汽，將飽和蒸汽通過減溫減壓處理后送至解吸塔的胺液再沸器(再沸器)，使得經過溫度和壓力處理后處于滿足需求范圍的飽和蒸汽能夠利用自身熱量對胺液進行加熱，使得解吸塔溫度升高到解吸二氧化碳所需要的工作溫度。這樣，不再需要另外配備蒸汽供給設備，有效實現水泥余熱能源再利用。降低二氧化碳解吸所需的成本投入。而經過解吸塔換熱的飽和蒸汽換熱后形成冷凝水，再返回至余熱發電系統進行回收利用，實現能源最大程度的利用，并且這樣利用現有能源，能夠避免單獨的飽和蒸汽供給設備運行產生的能源浪費和環境污染，符合當前行業需求。本發明所述的用于碳捕捉、封存及利用技術的二氧化碳解吸設備及其解吸方法，針對水泥廠CCS系統的技術要求和純低溫余熱發電的技術特點，設計開發了一套從水泥窯余熱發電系統中將蒸汽引入解吸塔并將解吸利用后的冷凝水進行回收循環利用，從而既不影響水泥窯余熱發電系統的正常運行，又能滿足CCS系統解吸運行的需要，降低經濟成本投入。
[0022]所述的水泥窯窯尾余熱鍋爐1的飽和蒸汽管路5內的蒸汽的溫度控制在165℃-175℃范圍之間。所述的減溫減壓器3與胺液再沸器4之間的輸入管路8內的蒸汽的溫度在130℃-140℃范圍之間。所述的解吸塔2內經過胺液再沸器4后進入回水管6的飽和水的溫度在120℃-130℃范圍之間。本發明所述的設備
及方法，對蒸汽有著嚴格的要求。根據CCS系統使用熱源蒸汽的參數要求(130～140℃飽和蒸汽)，結合水泥窯余熱發電系統設備布置及蒸汽參數，可選用窯尾余熱鍋爐飽和蒸汽(165℃-175℃)或過熱蒸汽(320℃)，經過比較，飽和蒸汽對余熱發電系統發電量的影響較小，且更接近CCS系統熱源溫度要求，利于CCS系統安全和穩定，因此，蒸汽引出點設置在水泥窯窯尾余熱鍋爐的飽和蒸汽管道上，這樣，可靠引出溫差較小的蒸汽。而溫差較小的蒸汽進入減壓減溫器中進行處理，而后壓力和溫度滿足解吸塔的實際需求，然后將保飽和蒸汽引入到解吸塔內的再沸器中。飽和蒸汽在再沸器中進行熱交換，加熱胺液，解吸塔中進行二氧化碳解吸所需要的溫度。飽和蒸汽進入CCS系統的
