本发明属于烟气处理,涉及一种适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔。
背景技术:
1、由于现燃煤电站逐渐承担起电网调峰的作用,在燃煤机组灵活调峰的背景下,对于燃煤电厂co2捕集装置,烟气流量会随着机组负荷的变化而波动,因此,对co2捕集系统的吸收塔也要求有相应的变负荷调节能力,吸收塔内如溶剂循环流量等参数需要有一定的调节能力,既要保证对烟气中co2捕集率,也要能随着烟气流量的变化而变化,减少溶剂损耗。由于现有大规模燃煤电厂co2捕集示范工程吸收塔投资成本高、占地面积大,如吸收塔系统中的级间冷却换热器,水洗段换热器均布置在塔外,因此吸收塔外需设置多个管路系统,从而导致设计复杂、建造成本高。对于相变型co2捕集装置,分相罐一般也设置在吸收塔之外,导致占地面积较大、管路系统复杂。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,该吸收塔具有占地面积小以及成本低的特点,同时能够满足燃煤电厂变负荷调峰后co2捕集的需求。
2、为达到上述目的,本发明公开了一种适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,包括塔体,所述塔体内自上到下依次分为水洗段、吸收段以及预洗段,所述水洗段内自上到下依次设置有水洗段冷却器、第一集液箱及第二集液箱,所述吸收段内自上到下依次设置有第一喷淋层、级间冷却换热器及第三集液箱;所述预洗段内自上到下依次设置有第二喷淋层、分相器及第四集液箱,其中,所述分相器的贫相出口与第二喷淋层的入口及第一喷淋层的入口相连通。
3、还包括第一循环泵及溶液循环旁路,所述分相器的贫相出口经第一循环泵后分为两路,其中一路与第二喷淋层的入口相连通,另一路与第二循环泵的出口通过管道并管后经溶液循环旁路与第一喷淋层的入口相连通。
4、所述塔体的底部设置有烟气入口,所述塔体的顶部设置有烟气出口。
5、所述烟气入口处设置有双列叶片式气体分布器。
6、所述分相器的富相出口连通有贫富液换热器。
7、所述第一喷淋层的入口及第一循环泵的出口均连通有贫富液换热器。
8、所述第三集液箱的出口与第一喷淋层的入口相连通。
9、在工作时,第一喷淋层喷出的溶液与烟气逆流接触,再经级间冷却换热器换热后进入到第三集液箱中。
10、在工作时,第三集液箱中的溶液经第二喷淋层向下喷淋,并与烟气逆流接触,再进入到分相器中进行分相。
11、在工作时,分相器输出的贫相溶液经第一循环泵后分为两路,其中一路进入到第二喷淋层中,另一路与第二循环泵抽取的第三集液箱内的溶液汇流后进入到第一喷淋层中。
12、本发明具有以下有益效果:
13、本发明所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔在具体操作时,所述分相器的贫相出口与第二喷淋层的入口及第一喷淋层的入口相连通,即在复合吸收塔每级吸收段增设循环旁路,将从吸收段自上而下流入的溶液打回至吸收段上方,从而能够调节吸收段的喷淋密度,保证对烟气中co2的捕集率。另外,本发明将分相器集成于吸收塔内,吸收完co2后的吸收剂在分相之后能够迅速被送回到吸收段顶部开始循环,以提高复合吸收塔设备的运行灵活性,同时降低占地面积。另外,需要说明的是,所述塔体内设置有水洗段冷却器及级间冷却换热器,将水洗段冷却器及级间冷却换热器内置,从水洗段或吸收段流下来的洗涤液或吸收剂能够先被集液箱收集,然后再送入上方的换热器中,从而大大减少洗涤液或吸收剂在管道内流动时间,提高换热效果,同时降低占地面积。
1.一种适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,包括塔体,所述塔体内自上到下依次分为水洗段、吸收段以及预洗段,所述水洗段内自上到下依次设置有水洗段冷却器(1)、第一集液箱(2)及第二集液箱(3),所述吸收段内自上到下依次设置有第一喷淋层(11)、级间冷却换热器(4)及第三集液箱(5);所述预洗段内自上到下依次设置有第二喷淋层(12)、分相器(6)及第四集液箱(7),其中,所述分相器(6)的贫相出口与第二喷淋层(12)的入口及第一喷淋层(11)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,还包括第一循环泵(8)及溶液循环旁路,所述分相器(6)的贫相出口经第一循环泵(8)后分为两路,其中一路与第二喷淋层(12)的入口相连通,另一路与第二循环泵(9)的出口通过管道并管后经溶液循环旁路与第一喷淋层(11)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,所述塔体的底部设置有烟气入口,所述塔体的顶部设置有烟气出口。
4.根据权利要求3所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,所述烟气入口处设置有双列叶片式气体分布器(10)。
5.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,所述分相器(6)的富相出口连通有贫富液换热器。
6.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,所述第一喷淋层(11)的入口及第一循环泵(8)的出口均连通有贫富液换热器。
7.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,所述第三集液箱(5)的出口与第一喷淋层(11)的入口相连通。
8.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,在工作时,第一喷淋层(11)喷出的溶液与烟气逆流接触,再经级间冷却换热器(4)换热后进入到第三集液箱(5)中。
9.根据权利要求1所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,在工作时,第三集液箱(5)中的溶液经第二喷淋层(12)向下喷淋,并与烟气逆流接触,再进入到分相器(6)中进行分相。
10.根据权利要求2所述的适用于调峰燃煤电站碳捕集紧凑型复合吸收塔,其特征在于,在工作时,分相器(6)输出的贫相溶液经第一循环泵(8)后分为两路,其中一路进入到第二喷淋层(12)中,另一路与第二循环泵(9)抽取的第三集液箱(5)内的溶液汇流后进入到第一喷淋层(11)中。