一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统的制作方法

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1.本实用新型涉及燃气锅炉技术领域，尤其涉及一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统。

背景技术：

2.在煤改气形式下，化工园区的一部分燃煤炉更换为燃气炉，燃气炉的尾气相对燃煤炉更为洁净，在有氮气和二氧化碳需求的化工园区，在燃气炉上开展碳捕集有直接对口的经济效益，完全符合双碳政策的需求。碳捕集目前主要形式有燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧捕集，富氧燃烧采用纯氧或者氧气+co2代替燃烧所需的空气，该方法可以获得高纯度co2，无需配置昂贵的二氧化碳捕集装置，具有良好的应用前景。但此方式对进入燃烧系统的空气较为敏感，而正压燃烧排烟的燃气锅炉几乎不存在负压渗入空气，所以是合理的研究对象。为提高燃烧效率和降低成本，我们提出一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，包括燃气锅炉，所述燃气锅炉通过管道连接有省煤器，所述省煤器通过管道连接有冷凝器，所述冷凝器通过管道连接有烟气余热回收塔；
6.所述烟气余热回收塔通过管道连接有二氧化碳吸附塔，所述二氧化碳吸附塔通过管道连接有制冷机组，所述制冷机组通过管道连接有溶液喷淋塔，所述溶液喷淋塔通过管道与二氧化碳吸附塔连接；
7.所述烟气余热回收塔通过管道连接有调节风门，所述调节风门通过管道连接有新风调湿塔，所述新风调湿塔通过管道连接有鼓风机，所述鼓风机通过管道与燃气锅炉连接，所述新风调湿塔通过管道连接有空分机组，所述新风调湿塔通过管道连接有喷淋回水泵，所述喷淋回水泵通过管道连接有第二热泵，所述第二热泵通过管道与烟气余热回收塔连接，所述第二热泵通过管道连接有热网水加压泵；
8.所述烟气余热回收塔通过管道连接有余热水水泵，所述余热水水泵通过管道连接有第一热泵，所述第一热泵通过管道与热网水加压泵连接，所述第一热泵通过管道与新风调湿塔连接，所述第一热泵通过管道与烟气余热回收塔连接。
9.优选的，所述第一热泵为燃气驱动吸收式热泵，所述第二热泵为离心式热泵。
10.优选的，所述第二热泵通过管道连接有第一调节阀。
11.优选的，所述第一热泵与新风调湿塔的连接管道上安装有第二调节阀。
12.优选的，所述第一热泵与烟气余热回收塔连接的管道上安装有第三调节阀。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1、本实用新型中，燃气锅炉燃烧过程中生成大量水蒸气，烟气余热资源丰富，通过直接喷淋的方式可以回收水蒸气的凝结热，进一步净化烟气，为后端的co2回收创造条件。
15.2、本实用新型中，有关o2/co2富氧燃烧的研究中，1mol碳在co2气氛中发生气化反应需要消耗172kj能量，而在h2o气氛中，只需要消耗131kj能量，char-h22的气化反应性能高于char-co2。o2和循环烟气混合的湿循环方式对于o2+co2燃烧更具有优势。高温条件下，水蒸气与氧气发生反应h2o+o2
→
oh+ho2，生成强氧化性的超氧化氢，迅速与甲烷发生氧化反应，提高燃烧效率。
16.3、本实用新型中，新风的温度和湿度由调节风门16和新风调湿塔6双级调节，可以实现更为灵活的助燃气体燃烧配比，对锅炉负荷有更好的适应性，明显优于单级控制再循环烟气的方式。
17.4、本实用新型中，o2/co2富氧燃烧烟气中的h2o由余热回收机组去除80%，由制冷机组将烟气降至-5℃除去剩余20%，即可获得纯净的co2，有效降低碳捕集成本。
附图说明
18.图1为本实用新型提出的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统的流程图。
19.图中：1燃气锅炉、2省煤器、3冷凝器、4烟气余热回收塔、5二氧化碳吸附塔、6新风调湿塔、7空分机组、8第一热泵、9第二热泵、10制冷机组、11鼓风机、12余热水水泵、13喷淋回水泵、14热网水加压泵、15溶液喷淋泵、16调节风门、17第一调节阀、18第二调节阀、19第三调节阀。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.参照图1，一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，包括燃气锅炉1，燃气锅炉1通过管道连接有省煤器2，省煤器2通过管道连接有冷凝器3，冷凝器3通过管道连接有烟气余热回收塔4；
22.烟气余热回收塔4通过管道连接有二氧化碳吸附塔5，二氧化碳吸附塔5通过管道连接有制冷机组10，制冷机组10通过管道连接有溶液喷淋塔15，溶液喷淋塔15通过管道与二氧化碳吸附塔5连接；
23.烟气余热回收塔4通过管道连接有调节风门16，调节风门16通过管道连接有新风调湿塔6，新风调湿塔6通过管道连接有鼓风机11，鼓风机11通过管道与燃气锅炉1连接，新风调湿塔6通过管道连接有空分机组7，新风调湿塔6通过管道连接有喷淋回水泵13，喷淋回水泵13通过管道连接有第二热泵9，第二热泵9通过管道连接有第一调节阀17，第二热泵9为离心式热泵，第二热泵9通过管道与烟气余热回收塔4连接，第二热泵9通过管道连接有热网水加压泵14；
24.烟气余热回收塔4通过管道连接有余热水水泵12，余热水水泵12通过管道连接有第一热泵8，第一热泵8为燃气驱动吸收式热泵，第一热泵8通过管道与热网水加压泵14连
接，第一热泵8通过管道与新风调湿塔6连接，第一热泵8与新风调湿塔6的连接管道上安装有第二调节阀18，第一热泵8通过管道与烟气余热回收塔4连接，第一热泵8与烟气余热回收塔4连接的管道上安装有第三调节阀19。
25.工作原理：
26.空气进入空分机组7，通过空分机组7将空气分离为氮气和氧气，氮气向化工工艺输送，氧气与再循环烟气共同进入新风调湿塔6。新风调湿塔6的作用有：新风混合均布；新风加温加湿至38℃，作为燃烧配比的二级调节，提高灵活性；实现了余热的梯级利用。通过鼓风机11可将新风调湿塔6的气体抽入至燃气锅炉1内，此时，部分水蒸气进入燃气锅炉1内不会影响燃烧，反而有助于提高燃烧效率，此外，可以控制炉膛温度。
27.燃气锅炉1产生的烟气经省煤器2、冷凝器3进入烟气余热回收塔4，由中温、低温余热水喷淋降温至20℃，获得50℃的高温余热水，进入第一热泵8汲取热量用于加回水，第一热泵8为燃气驱动吸收式热泵，高温余热水降温至40℃作为中温余热水，中温余热水一部分回到烟气余热回收塔4的下级喷淋，一部分进入新风调湿塔6喷淋降温至30℃，再进入第二热泵9汲取热量用于加回水，第二热泵9为离心式热泵，水降温至15℃左右作为低温余热水回到烟气余热回收塔4的上级喷淋。
28.烟气经过余热回收后的状态为20℃左右的湿饱和烟气，一部分作为再循环烟气，剩余部分进入二氧化碳吸附塔5，塔内为制冷机组10制备的低温溶液（比如cacl2溶液）喷淋，烟气中的水蒸气被吸附进入溶液，同时降温至零下5℃。此时，最终烟气为纯净co2向化工工艺输送或者进一步贮存。
29.余热系统的烟气凝结水由低温余热水回水管道定量排出，连同制冷系统排出的凝结水共同汇总进入凝结水池。
30.需要特别说明的是：以上温度数据可根据锅炉负荷调节，新风的温度和湿度由调节风门16和新风调湿塔6双级调节。新风调湿塔6的喷淋水由第一调节阀17、第二调节阀18、第三调节阀19、第一热泵8、第二热泵9调节。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，包括燃气锅炉（1），其特征在于，所述燃气锅炉（1）通过管道连接有省煤器（2），所述省煤器（2）通过管道连接有冷凝器（3），所述冷凝器（3）通过管道连接有烟气余热回收塔（4）；所述烟气余热回收塔（4）通过管道连接有二氧化碳吸附塔（5），所述二氧化碳吸附塔（5）通过管道连接有制冷机组（10），所述制冷机组（10）通过管道连接有溶液喷淋塔（15），所述溶液喷淋塔（15）通过管道与二氧化碳吸附塔（5）连接；所述烟气余热回收塔（4）通过管道连接有调节风门（16），所述调节风门（16）通过管道连接有新风调湿塔（6），所述新风调湿塔（6）通过管道连接有鼓风机（11），所述鼓风机（11）通过管道与燃气锅炉（1）连接，所述新风调湿塔（6）通过管道连接有空分机组（7），所述新风调湿塔（6）通过管道连接有喷淋回水泵（13），所述喷淋回水泵（13）通过管道连接有第二热泵（9），所述第二热泵（9）通过管道与烟气余热回收塔（4）连接，所述第二热泵（9）通过管道连接有热网水加压泵（14）；所述烟气余热回收塔（4）通过管道连接有余热水水泵（12），所述余热水水泵（12）通过管道连接有第一热泵（8），所述第一热泵（8）通过管道与热网水加压泵（14）连接，所述第一热泵（8）通过管道与新风调湿塔（6）连接，所述第一热泵（8）通过管道与烟气余热回收塔（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，其特征在于，所述第一热泵（8）为燃气驱动吸收式热泵，所述第二热泵（9）为离心式热泵。3.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，其特征在于，所述第二热泵（9）通过管道连接有第一调节阀（17）。4.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，其特征在于，所述第一热泵（8）与新风调湿塔（6）的连接管道上安装有第二调节阀（18）。5.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，其特征在于，所述第一热泵（8）与烟气余热回收塔（4）连接的管道上安装有第三调节阀（19）。

技术总结

本实用新型公开了一种燃气锅炉碳捕集及余热回收协同系统，包括燃气锅炉，所述燃气锅炉通过管道连接有省煤器，所述省煤器通过管道连接有冷凝器，所述冷凝器通过管道连接有烟气余热回收塔；所述烟气余热回收塔通过管道连接有二氧化碳吸附塔，所述二氧化碳吸附塔通过管道连接有制冷机组，所述制冷机组通过管道连接有溶液喷淋塔，所述溶液喷淋塔通过管道与二氧化碳吸附塔连接。本实用新型燃烧效率高、生产成本得到大大降低，提高了企业的效益。提高了企业的效益。提高了企业的效益。