超低温发电联合捕捉烟道气中二氧化碳装置说明书.doc

超低温发电联合深冷中压法捕捉烟道气中二氧化碳装置 技术领域：发电和捕捉二氧化碳相结合，属发电和化工领域. 整套装置充分利用火力发电厂或大型化工厂的低势热能,50-200度 采用二氧化碳做蒸发剂, 氮和氨做制热制冷剂,通过一系列的设备, 把液态二氧化碳通过“热泵”技术, 提供热量进行预热，利用余热，废热最后对2加热气化, 使形成超临界的高压气体10-30. 温度0度左右, 推动气轮机高速运转, 带动发电设备进行发电.。蒸发系统的从付50蒸发成正50度, 有很大的冷量可以利用, 这就为捕捉2提供了很大的冷量. 整套装置利用热泵技术，把烟道气中的温度提出来，加热发电系统的液体2, 使其气化, 又回收液体2之冷量, 来降低烟道气中的温度, 使烟道气中的温度降到-56度, 使烟气中的2变成液态, 通过气液分离塔，分离出液态2 送入储槽, 完成捕捉2之目的。 此套系统运行成本非常低, 因为余热. 废热是不花钱的能源, 发电成本和水电相当, 捕捉的2是商品, 又可以降低了部分发电成本。 它的建造费用和建造周期又远远低于水利发电的投入， 整套系统无碳零排放, 是国家提倡的清洁能源, 对节约能源, 提高能源利用率, 将发挥重要作用。 它必将是继风力发电-太阳能发电-核能发电之后的又一新成员。 背景技术:发电和捕捉2相结超低温合, 是一种多学科的综合技术, 集中采用了发电工艺-化工工艺-深冷工艺-热泵技术-化工仪表自控. 蒸发剂和制冷制热剂优选，符合整套工艺的技术要求. 设备采用化工/电力方面的先进设备, 这就为以后的投运打下了很好的基础。 此发电系统和火力发电相似, 火电是以水为蒸发剂, 锅炉烧煤加热水产生高压蒸汽, 推动蒸汽轮机运转, 带动发电设备进行发电, 而水的临界温度374.20度, 而2的临界温度只有31.06度, 低温废热. 余热完全可以把2加热气化成超临界壮态. 超临界的2气体压力再高也不会液化, 只要有足够量的废热. 余热, 连续加热2液体, 使其超临界的蒸发气化, 就会产生高压气体, 压力可达到30或更高, 推动气轮机运转，带动发电设备发电。 2和2是惰性物质，（1）不燃烧，爆炸。（2）性质稳定. 不活泼. 无毒性. 不破坏臭氧层。（3）极佳的热力学性质. 较高的热导率和比定压热容. 较小的动力黏度. 较高的动力密度. 较小的气液密度比。（4）单位容积制冷量是22的五倍。2以上优点完全可以胜任做超低温发电的蒸发剂。2气的物理特性和2差不多，但它的临界温度-147度，沸点-195度，在制冷循环中，2不会被液化，起到制热. 制冷和有效分离2液体之目的。 2制冷制热系统和氨制冷制热系统，充分利用“热泵”原理，既回收蒸发发电系统2之冷量，用于冷却烟道气中温度，又加热了蒸发系统2，达到冷量和热量都合理应用。优其是原始开车和检修后开车生产都必须利用它们的制冷功能，使设备首先进行降温，达到能液化CO2的低温（-56）使CO2发电作功后，进入制冷系统既被液化，达到安全有效的循环。 CO2捕捉系统，必须在发电系统进入正常工作后才能投入运行。因为氨蒸发降压降温后，吸收烟气中的温度，必须靠热泵（冰机）吸收蒸发发电系统CO2冷量，使氨气液化，同时又对蒸发系统的CO2加热，来满足冰机的要求，完成有效安全的循环，才能达到捕捉CO2之目的。 整套系统是靠3个循环来完成的，既CO2蒸发气化发电循环。N2气制冷制热循环和氨气制冷制热循环。三套循环共同完成发电和捕捉CO2的任务。发明内容：超低温发电和捕捉烟道气中2相结合，其结合点是利用发电蒸发系统2之冷量，来冷却烟道气中的温度，反过来就是利用烟气中的温度，来加热发电系统的2使其气化，这样既利用了烟气之热量，来加热发电系统的2，又利用了2之冷量，来冷却烟道气中温度。超低温发电是一种全新的发电方法，其核心部分是利用临界温度极低的2做蒸发剂，2和3做制热制冷剂，充分利了“热泵”原理，达到热冷都得到很好的利用。为了充分利用热泵能有效的工作, 首选是烟道气中之热量, 因为降低烟道气温度后(-56度), 2首先被液化, 烟气中的氮. 氩. 氧因沸点更低不会液化, 只要把烟气中的温度降到-56度, 把2变成液体, 捕捉2就很容易实现。因2蒸发系统有很大的冷量，氨制热制冷系统能有效的回收之冷量，用于降低烟道气的温度，这样就能圆满完成发电和捕捉2的任务。整套装置主要特点是，利用低温余热蒸发2，使其气化成高压气体，推动气轮机完成发电任务后，制冷系统把2再液化，送入2储槽，供下一个蒸发循环。而液化烟道气中2，是利用发电蒸发系统2之冷量，利用热泵技术进行合理的冷热交换，完成捕捉烟道气中2的任务。 附图说明：图1和图2组成了发电和捕捉2，相结合的工艺控制流程图。图1主要是2蒸发气化发电系统，图2主要是氨制冷制热系统和烟道气2捕捉系统，但两图又紧密结合，必须把它当一幅图来看，才能迅速了解整套系统的运行情况。. 图1是2蒸发气化发电主图，图2是付图，具体发电过程如下：液体2从储槽中（-53度左右），被调频高压泵打入冷热交换器，和制冷压缩机出来的热气体，进行第一次冷热交换，2得到第一次加热，而后进入2预热器，和被冰机压缩的热气氨进行第二次冷热交换，2得到第二次加热，再进入2蒸发器中，用低势热能（80-200度）对2第三次加热，使2达到50度左右，这时的2已是超临界壮态，只要有足够的余热. 废热加热2，它就会产生巨大的气体压力（30），满足气轮机的要求，完成发电的任务。高压的2气体对气轮机作功后，压力降低，位能增大，气体迅速膨胀，有很大的制冷效果，2气体变冷。出气轮机的2气体和从冷热交换器出来的冷2气混合，一起进入氨冷器，用液氨气化对混合气体进行降温，而后进入膨胀制冷机进行膨胀制冷，2被低温（-56度）所液化，气液分离塔分离出液态2入储槽，供下一个蒸发循环。2气出气液分离塔，又被制冷压缩机吸入，进行下一个热泵循环。 图2是捕捉烟道气中2主图，图1是付图。烟道气首先进入除水. 除尘. 干燥系统，对烟气进行预处理，二次加压后进入板式换热器，和从气液分离塔出来的冷尾气进行冷热交换，使烟气得到降温，而后进入氨冷器，氨吸收烟道气中的温度，使烟道气中的温度降到-56度，2进入液化壮态，进入气液分离塔被分离出来，送入2储槽，成为商品2。 而降压吸热后的气氨 ，被冰机吸入加压后，气氨温度迅速上升，可达到150度左右，送入2预热器，和气化发电系统的冷2进行冷热交换，气氨温度下降成为液氨，送入储槽供下一个制冷制热循环。 蒸发剂2本身不起任何化学反应，很少损耗，主要是漏点和生产不正常时放空，造成损耗。制冷制热剂氨也没有损耗，可以反复使用。制冷制热剂2有损耗，主要是生产不正常时，用液2对气液分离塔进行降温，液2的温度在-180度左右，送入气液分离塔迅速气化，吸收气液分离塔中2热量，2迅速降温达到液化，但进入2循环系统的2含量不能太高，20左右比较合适，高出此范围必须放空，造成损耗，所以必须经常进行补给，以备急用。 具体实施方式：超低温发电联合深冷中压法捕捉烟道气中2装置，它的动力源就是低温热量，所以必须依靠有余热废热，有锅炉的企业来建造。首选企业是火力发电厂，它有大量的废热和余热，锅炉的烟道气质量也高，锅炉产生的高压蒸汽，推动汽轮机发电后的低压蒸汽，可以直接通入2蒸发器中，对2进行加热使其气化，产生高压气体，不需要特殊的余热废热提取设备，而且温度和总热量基本不变，便于提高发电效率和装置的稳定性，可以选择大规模的发电和捕捉2装置。 发出的电力可直接上国家电网，无需复杂的上网手续，技术工艺和火力发电相似，职工的培训及设备的维修和备品备件的准备也好进行，以上优点对按装此装置有极大的帮助，能有效地发挥此装置的作用，为节能降耗，减少2排放，减少水资源的浪费，并回收烟道气中的2，成为化工原料贡献力量。 笫二是大型氮肥企业，合成氨装置有大量的废热可以利用，（1）大型气体压缩机的压缩热。（2）变换炉. 合成塔的化学反应热。（3）造气炉半水煤气湿热。（4）锅炉的烟道气热。（5）吹风气锅炉的尾气热。这些热量都可利用，但必须增加一套温度提取设备，把低温废热收集起来，送入2蒸发器中，完成对2的超临界加温，形成高压气体，推动气轮机高速运转，带动发电机完成发电任务。 大型氮肥企业需要大量的电能，这样就可以就地消化，超低温发电装置发出的电力，可直接并入本企业的电网中，供本企业使用，这样企业就可以节省一大部分电费开支，既节能降耗，又科技环保。2捕捉系统，又回收了烟道气中的2，它是重要的化工原料，