一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统以及方法与流程

2021-03-04 03:03:00|

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本发明涉及超临界二氧化碳循环发电技术领域，特别是一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统以及一种耦合变温吸附碳捕集的方法。

背景技术：

全球变暖是当前各国面对的全球性战略问题。中国一次能源以煤炭为主，2014年底煤电机组约占发电机组的62％，2013年中国二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物和烟尘排放量均居世界第一，其中燃煤锅炉所造成的排放量占比极高，因此针对燃煤锅炉进行节能减排优化是非常重要的，燃煤发电不能再是一种污染环境的发电模式，必须做到大规模降低二氧化碳的排放。

基于上述问题，目前已经提出超临界二氧化碳循环集成燃煤锅炉电厂的发电站系统，该系统具有较高的效率，且系统布置简单紧凑。但这类发电站系统同时伴随着烟气碳捕集消耗发电净效率，碳捕集设备结构复杂、易被腐蚀，吸收剂成本较高等多种问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统以及一种耦合变温吸附碳捕集的方法，极好的解决了上述问题。

本发明实施例提供了一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统，所述发电站系统为采用超临界二氧化碳循环发电的发电站系统，所述发电站系统包括：

燃煤锅炉本体、烟道、碳捕集吸附塔、发电透平系统、工质压缩系统、产品气再利用系统，所述碳捕集吸附塔包括：吸附剂；

所述燃煤锅炉本体与所述烟道、所述碳捕集吸附塔、所述发电透平系统以及所述工质压缩系统分别连接，用于燃烧以加热超临界二氧化碳，同时生成含有二氧化碳的烟气，并通过所述烟道排放所述烟气；

所述烟道利用中温段的烟气预热所述燃煤锅炉燃烧所需的二次风，同时将所述中温段的烟气提供给所述碳捕集吸附塔，作为所述碳捕集吸附塔的第一解吸热源；

所述发电透平系统以所述超临界二氧化碳为工质进行发电，发电后工质超临界二氧化碳的压力降低成为工质乏气，并将所述工质乏气送入所述工质压缩系统；

所述工质压缩系统对所述工质乏气进行压缩，以生成高压工质超临界二氧化碳，并对所述高压工质超临界二氧化碳进行加热，再送入所述燃煤锅炉本体；

所述碳捕集吸附塔接收所述烟道排放的烟气，通过物理性变温吸附法捕集所述烟气中的二氧化碳；

所述碳捕集吸附塔以所述工质压缩系统中高温回热器的高温侧出口的部分工质乏气作为第二解吸热源；

所述碳捕集吸附塔利用所述第一解吸热源和所述第二解吸热源，加热所述吸附剂解吸以得到高纯度二氧化碳，并将所述高纯度二氧化碳送入所述产品气再利用系统；

所述产品气再利用系统对所述高纯度二氧化碳进行压缩并将压缩后的高纯度二氧化碳送至后续处理设备中，同时，所述工质压缩系统中的主压缩机抽取部分所述压缩后的高纯度二氧化碳至自身进口处，以防止所述主压缩机在准备发电阶段出现两相状态；

所述主压缩机产生的部分工质超临界二氧化碳，通过所述产品气再利用系统中压缩后的高纯度二氧化碳的余热对其进行加热。

可选地，所述碳捕集吸附塔为管壳式结构，内管铺设所述吸附剂，壳程通过高温介质；

所述壳程包括：第一壳程和第二壳程，所述第一壳程中通过所述中温段的烟气，作为所述第一解吸热源，所述第二壳程中通过所述高温回热器的高温侧出口工质乏气，作为所述第二解吸热源。

可选地，所述吸附剂包括：5a沸石分子筛；

所述碳捕集吸附塔利用部分的所述高纯度二氧化碳吹扫床层，以清理所述吸附剂的孔隙和所述床层的空隙中的其他气体，进一步促进所述吸附剂解吸。

可选地，所述烟道包括：第一空气预热器和第二空气预热器；

所述第一空气预热器和所述第二空气预热器在所述烟道内交错布置；

所述第二空气预热器利用低温段的烟气对所述一次风和所述二次风进行第一次预热，并将预热后的一次风送入所述燃煤锅炉本体，将预热后的二次风送入所述第一空气预热器；

所述第一空气预热器利用所述中温段的烟气对所述预热后的二次风再次加热，并将再次加热后的所述预热后的二次风送入所述燃煤锅炉本体。

可选地，所述产品气再利用系统包括：产品气压缩机和所述冷却器；

所述产品气压缩机对所述高纯度二氧化碳进行压缩并将压缩后的高纯度二氧化碳送至所述冷却器；

所述冷却器对所述压缩后的高纯度二氧化碳进行换热冷却，并送入后续处理设备中，同时，所述冷却器利用换热的方式对所述主压缩机产生的部分工质超临界二氧化碳进行加热，并在加热后送入所述高温回热器的低温侧入口前。

可选地，所述主压缩机抽取部分经过所述冷却器换热冷却后的高纯度二氧化碳至自身进口处，以防止自身在准备发电阶段出现两相状态。

可选地，所述烟道还包括：工质加热器；

加热后的所述主压缩机产生的工质超临界二氧化碳和所述工质压缩系统中的再压缩机产生的工质超临界二氧化碳汇流后分为主流工质超临界二氧化碳和分流超临界工质二氧化碳；

所述主流工质超临界二氧化碳送入所述高温回热器，所述分流工质超临界二氧化碳送入所述工质加热器；

所述工质加热器利用高温段的烟气，对所述分流工质超临界二氧化碳再次加热，完成后送入所述燃煤锅炉本体；

所述高温回热器对所述主流工质超临界二氧化碳再次加热，完成后送入所述燃煤锅炉本体。

可选地，所述碳捕集吸附塔在每个捕集吸附周期结束后，利用部分的所述高纯度二氧化碳吹扫床层。

本发明实施还提供一种耦合变温吸附碳捕集的方法，所述方法应用于如上任一所述的发电站系统，所述方法包括：

所述燃煤锅炉本体产生的烟气经过所述烟道中的过热器和再热器后，送入所述工质加热器；

所述工质加热器利用高温段的烟气加热所述分流工质超临界二氧化碳，且经过所述工质加热器的高温段的烟气变为中温段的烟气；

所述中温段的烟气分为两路，一路送入所述第一空气预热器，另一路送入所述碳捕集吸附塔作为所述碳捕集吸附塔的第一解吸热源，所述第一空气预热器利用所述中温段的烟气对经过所述第二空气预热器预热后的二次风进行加热；

经过所述第一空气预热器的一路烟气和经过所述碳捕集吸附塔的另一路烟气再次汇合后变为低温段的烟气，并送入所述第二空气预热器；

所述第二空气预热器利用所述低温段的烟气对所述一次风、所述二次风进行预热，并将预热后的一次风送入燃煤锅炉本体，将预热后的二次风送入所述第一空气预热器；

经过所述第二空气预热器的烟气再送入静电除尘系统进行除尘，除尘后的烟气送入脱硫系统进行脱硫；

脱硫后的烟气送入所述碳捕集吸附塔进行碳捕集，以得到所述高纯度二氧化碳，并将所述高纯度二氧化碳送入所述产品气压缩机；

所述产品气压缩机压缩所述高纯度二氧化碳并送入所述冷却器；

所述冷却器对压缩后的高纯度二氧化碳进行换热冷却，并送入后续处理设备中，同时，所述冷却器利用换热的方式对所述主压缩机产生的部分工质超临界二氧化碳进行加热，并在加热后送入所述高温回热器的低温侧入口前；

所述主压缩机抽取部分经过所述冷却器换热冷却后的高纯度二氧化碳至自身进口处，以防止自身在准备发电阶段出现两相状态。

可选地，所述方法还包括：

所述燃煤锅炉本体加热的超临界二氧化碳工质经过所述过热器后送入所述发电透平系统中的高压透平内膨胀做功；

膨胀做功后的超临界二氧化碳工质送入所述再热器内再次加热后送入所述发电透平系统中的低压透平内做功；

所述低压透平出口的高温低压工质乏气被送入所述高温回热器；

所述高温低压工质乏气经过所述高温回热器后温度降低，且温度降低后的工质乏气分为两路，一路送入所述低温回热器，另一路送入所述碳捕集吸附塔作为所述第二解吸热源；

所述温度降低后的工质乏气经过所述低温回热器后温度进一步降低，形成温度进一步降低的工质乏气，所述温度进一步降低的工质乏气分为两路，一路送入到所述工质压缩系统中的预冷器，预冷后的低温低压工质乏气再送入所述主压缩机，另一路送入所述再压缩机，经所述再压缩机压缩后，出口的高压工质超临界二氧化碳再送入所述高温回热器低温侧入口前；

所述温度降低后的工质乏气作为所述第二热源经过所述碳捕集吸附塔后送入到所述预冷器，预冷后低温低压工质乏气再送入所述主压缩机；

所述主压缩机压缩所述低温低压工质乏气后，其出口的低温高压工质超临界二氧化碳分为两路，一路送入所述低温回热器，经所述低温回热器加热后送入所述高温回热器低温侧入口前，另一路送入所述冷却器；

所述冷却器加热主压缩机送来的低温高压工质超临界二氧化碳后，与经所述低温回热器加热后的高压工质超临界二氧化碳，以及所述再压缩机压缩出口的高压工质超临界二氧化碳汇合，该汇合后的工质超临界二氧化碳又分为两路，一路为所述主流工质超临界二氧化碳，另一路为所述分流工质超临界二氧化碳。

本发明提供的一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统以及一种耦合变温吸附碳捕集的方法，在目前已有的超临界二氧化碳循环发电的发电站系统基础上，创造性的加入了以物理性变温吸附法实现碳捕集的碳捕集吸附塔，而这种物理性变温吸附法并不需要消耗发电净效率，并且整个设备结构简单，吸附剂也不存在腐蚀性，就不会造成整个碳捕集吸附塔的被腐蚀，并且吸附剂可以解吸重生而重复循环利用，利用率极高。

同时，还创造性的将中温段的烟气作为碳捕集吸附塔的解吸热源，还利用低温段的烟气和中温段的烟气加热一次风、二次风，实现二氧化碳减排目标的同时，充分利用了低品位的热量，间接的降低了排放的烟气的温度，实现能量利用率最大化，具有极高的实用性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统的示意图。

附图标记说明：

1-燃煤锅炉本体，2-过热器，3-再热器，4-工质加热器，5-脱硝系统，6-第一空气预热器，7-第二空气预热器，8-静电除尘系统，9-脱硫系统，10-碳捕集吸收塔，11-产品气压缩机，12-冷却器，13-主压缩机，14-低温回热器，15-高温回热器，16-高压透平，17-低压透平，18-再压缩机，19-预冷器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，并不用于限定本发明。

发明人发现，目前采用超临界二氧化碳循环发电的发电站系统，其实现碳捕集采用的基本都是化学吸收法，即基于mea的醇胺法脱碳工艺，目前的技术方案中，需要抽取大约80bar的温度在210℃左右的工质二氧化碳，作为化学吸收法中沸腾溶剂的热源，但这种碳捕集方法，会增加大约15％的厂用电耗(用于二氧化碳捕集和压缩)，这会牺牲部分发电净效率，其可以减低二氧化碳减排成本(45％)，同时这种化学吸收法碳捕集的结构较为复杂，设备也较多，能耗太大且易发生腐蚀，其吸收剂溶液的再生能力较低，一定程度上也增加了吸收剂的循环用量，间接提高了成本。

针对上述问题，发明人经过大量研究、实际测试，创造性性提出了耦合物理性变温吸附碳捕集的发电站系统，以下对本发明的技术方案进行详细描述。

参照图1，示出了本发明实施例一种耦合变温吸附碳捕集的发电站系统的示意图，该系统包括：燃煤锅炉本体1、过热器2、再热器3、工质加热器4、脱硝系统5、第一空气预热器6、第二空气预热器7、静电除尘系统8、脱硫系统9、碳捕集吸收塔10、产品气压缩机11、冷却器12、主压缩机13、低温回热器14、高温回热器15、高压透平16、低压透平17、再压缩机18以及预冷器19。其中，烟道为排放烟气的通道，燃煤锅炉本体燃烧煤炭后产生的包含有二氧化碳的烟气需要经过烟道排出。在烟道内有过热器2、再热器3、工质加热器4、脱硝系统5、第一空气预热器6、第二空气预热器7、静电除尘系统8，脱硫系统9可以设置于烟道尾部，如果没有碳捕集吸附塔，那么烟气经过脱硫系统9之后就直接排放进入外界环境。

而本发明实施例中，在脱硫系统之后将烟气送入碳捕集吸附塔10，即，碳捕集吸附塔将会接收烟道排放的烟气，其通过物理性变温吸附法捕集烟气中的二氧化碳，具体过程下文描述，在此先不赘述。

本发明实施例中，高压透平16、低压透平17构成发电透平系统；主压缩机13、低温回热器14、高温回热器15、再压缩机18以及预冷器19构成工质压缩系统；产品气压缩机11、冷却器12构成产品气再利用系统。

以下为了清晰的描述本发明的技术方案，分别以烟气-碳捕集-产品气的工作流程以及超临界二氧化碳工质-工质乏气-工质超临界二氧化碳的工作流程来描述。

烟气-碳捕集-产品气的工作流程：

燃煤锅炉本体1中燃烧煤炭产生包含有二氧化碳的烟气，烟气首先流过过热器2、再热器3以及工质加热器4，流经该段的烟气为高温段的烟气，该高温段的烟气可以被过热器2利用，以对超临界二氧化碳进行加热；可以被再热器3利用，以对经过高压透平使用后的超临界二氧化碳再次加热；同样也可以被工质加热器4利用，以对高温回热器15的低温侧入口1503的分流工质超临界二氧化碳进行加热，加热完成后再送入燃煤锅炉本体1。

高温段的烟气(温度大约为550℃～600℃)经过工质加热器4之后，由于对分流工质超临界二氧化碳进行加热，因此温度降低，变为中温段的烟气，此中温段的烟气的温度大约为：330℃～350℃。之后中温段的烟气需要进入脱硝系统5，经过脱硝处理后，此中温段的烟气分为两路，一路送入第一空气预热器6，另一路送入碳捕集吸附塔10，该路中温段的烟气作为碳捕集吸附塔10的第一解吸热源，该解吸热源间接加热碳捕集吸附塔中的吸附剂床层，利用中温段的烟气余热促进吸附剂脱附，以产生高纯度的二氧化碳。

送入第一空气预热器6的中温段的烟气，可以预热燃煤锅炉本体1燃烧时所需的二次风。经过第一空气预热器6的烟气和作为碳捕集吸附塔10第一解吸热源的烟气流出碳捕集吸附塔10后两者汇合，此时中温段的烟气的温度再次下降，变为低温段的烟气，其温度大约为150℃～180℃。该低温段的烟气送入第二空气预热器7，第二空气预热器7利用低温段的烟气预热燃煤锅炉本体1燃烧时所需的一次风、二次风。即，本发明实施中，第一空气预热器6和第二空气预热器7在烟道内交错布置，燃煤锅炉本体1燃烧时所需的一次风、二次风首先均通过第二空气预热器7，利用低温段的烟气进行预热，该预热使得一次风的温度满足了燃烧锅炉本体1的燃烧需求，但二次风的温度还不能满足燃烧锅炉本体1的燃烧需求；因此将预热后的一次风直接送入燃烧锅炉本体1，而二次风送入第一空气预热器6，利用中温段的烟气对二次风再次升温预热，从而使得二次风的温度满足燃烧锅炉本体1的燃烧需求，之后再将二次风送入燃烧锅炉本体1。本发明实施例中，一次风、二次风的流向如图1中短横线加点构成的虚线所示，可以更加直观的理解一次风、二次风的流向。

本发明实施例的发电站系统，充分利用了中温段的烟气和低温段的烟气，也即充分利用了低品位热量，充分回收余热提高了能源利用率，并且有效缓解了采用超临界二氧化碳循环的发电系统的排烟温度过高的问题，同时提高了燃烧锅炉本体1的燃烧效率。

低温段的烟气经过第二空气预热器7之后，进入静电除尘系统8进行除尘，除尘后的烟气再送入脱硫系统9进行脱硫处理，从脱硫系统9出来的烟气送入碳捕集吸附塔10，碳捕集吸附塔10通过物理性变温吸附法捕集烟气中的二氧化碳。本发明实施例中，中温段的烟气从脱硝系统5流出后的流向如图1中短横线构成的虚线所示，可以更加直观的理解中温段的烟气、低温段的烟气(即低品位热量)的流向。

碳捕集吸附塔10的一种优选的结构为管壳式结构，内管铺设吸附剂，壳程通过高温介质；壳程包括：第一壳程和第二壳程，其中第一壳程中通过前述的中温段的烟气，作为第一解吸热源，而第二壳程中通过高温回热器15的高温侧出口1502流出的工质乏气，作为第二解吸热源，工质乏气的具体流程再下文处描述。当然，碳捕集吸附塔10的结构也可以为其他结构，只需要满足物理性变温吸附的需求即可。作为本发明一种优选的实施例，吸附剂包括：5a沸石分子筛；一般情况下，对于再生温度约为200℃～220℃，此温度下5a沸石分子筛可以保持较高的二氧化碳回收率，并得到高纯度的二氧化碳(可以达到99％)。在实际应用中，还可选择其他更高效率的吸附剂以及再生温度，进一步提高二氧化碳的回收率和纯度。

碳捕集吸附塔10利用吸附剂捕集二氧化碳后，再利用第一解吸热源和第二解吸热源，对吸附剂进行解吸，以得到高纯度二氧化碳，同时吸附剂再生，可以重复利用。得到的高纯度二氧化碳被送入产品气再利用系统中的产品气压缩机11；同时，碳捕集吸附塔10还可以抽取部分的高纯度二氧化碳，利用该部分的高纯度二氧化碳对自身内部的吸附剂床层进行吹扫，以清理吸附剂的孔隙和床层的空隙中的其他气体，碳捕集吸附塔10可以在每个捕集吸附周期结束后，利用部分的高纯度二氧化碳吹扫床层，通过这样的方式就进一步促进吸附剂的解吸，提高了二氧化碳的纯度。当然，碳捕集吸附塔10也可以不抽取部分高纯度二氧化碳，而是另外使用空气或者其他可以用作吹扫的其他，对自身内部的吸附剂床层进行吹扫，本发明实施例对此不作限定。

送入到产品气压缩机11的高纯度二氧化碳其通过产品气压缩机11的进口1101进入产品气压缩机11，由产品气压缩机对高纯度二氧化碳进行压缩，得到压缩的高纯度二氧化碳，再通过出口1102送入冷却器12，冷却器12对压缩的高纯度二氧化碳进行换热冷却得到低温压缩的高纯度二氧化碳(即为产品气)，并送入后续处理设备中，例如：送入后续二氧化碳储存罐设备进行储存等。同时，冷却器12利用换热的方式对工质压缩系统中的主压缩机13产生的低温高压工质超临界二氧化碳进行加热，以使得压缩的高纯度二氧化碳的温度降低，变为低温压缩的高纯度二氧化碳，而加热后的低温高压工质超临界二氧化碳送入高温回热器15的低温侧入口1503。通过这种方式，充分利用了产品气压缩机11产出的产品气的温度，间接提高了冷却器12的工作效率，同时由于高温回热器15接收到的部分主压缩机13产生的低温高压工质超临界二氧化碳已经被加热到一定温度，所以高温回热器15就不需要消耗过大的能源来提升主压缩机13产生的低温高压工质超临界二氧化碳的温度，而高温回热器15接收到的另一部分低温高压工质超临界二氧化碳也是经过低温回热器14加热过的，这也间接提升了高温回热器15的工作效率。从整体上提高了电站系统的能源利用率，减少了能耗。

另外，工质压缩系统中的主压缩机13会抽取部分经过冷却器12换热冷却后的低温高压高纯度二氧化碳至自身进口1301处，以防止主压缩机13在准备发电阶段出现两相状态。本发明实施例中，从碳捕集吸附塔10捕集的高纯度二氧化碳流向产品气压缩机11以及产品气的相关流向如图1中由短横线加两点构成的虚线所示，可以更加直观的理解高纯度二氧化碳以及产品气的流向。

通过上述烟气-碳捕集-产品气的工作流程，就实现了对烟气中二氧化碳的捕集，以及产生高纯度的二氧化碳产品气，由于物理性变温吸附法并不需要消耗发电净效率，并且整个设备结构简单，吸附剂也不存在腐蚀性，就不会造成整个碳捕集吸附塔的被腐蚀，并且吸附剂可以被解吸而重复循环利用，利用率极高。同时充分利用了低品位热量，降低了烟气最终的排放温度，充分回收余热提高了能源利用率、减少能耗。

超临界二氧化碳工质-工质乏气-工质超临界二氧化碳的工作流程：

燃煤锅炉本体1中燃烧煤炭，加热超临界二氧化碳工质，经过热器2再次加热后(前述的利用高温段的烟气加热)，变为高温的超临界二氧化碳，送入高压透平16的入口1601，高压透平16利用高温的超临界二氧化碳工质推动发电机(图1中g表示)发电，使用后的超临界二氧化碳温度有所下降，并由高压透平16的出口1602送入再热器3进行加热(前述的利用高温段的烟气加热)升温，之后送入低压透平17的入口1701，低压透平17再次利用升温后的超临界二氧化碳工质与高压透平16共同推动发电机发电，从低压透平17的出口1702流出的超临界二氧化碳为工质乏气并且压力降低而温度略有降低，之后将该工质乏气送入工质压缩系统的高温回热器15的高温侧入口1501。

高温回热器15利用接收到工质乏气对主流工质超临界二氧化碳进行加热，之后该工质乏气的温度会降低并从高温回热器15的高温侧出口1502流出，其分为两路，一路送入低温回热器14的高温侧入口1401，另一路送入碳捕集吸附塔10作为第二解吸热源，如前述的优选结构来说，第二壳程中即可流入高温回热器15的高温侧出口1502流出的工质乏气。作为第二热源的工质乏气经过使用后，从碳捕集吸附塔10中流出至预冷器19。本发明实施例中，从高温回热器15的高温侧出口1502流出的工质乏气的相关流向如图1中由点构成的虚线所示，可以更加直观的理解高温侧出口1502流出的工质乏气的相关流向。需要说明的是，假设第二热源需要设定为其他温度，则可以选取其他温度位置的工质乏气来作为第二热源，本发明实施例对此不作限制。

送入低温回热器14的高温侧入口1401的工质乏气，低温回热器14利用该工质乏气的热量对主压缩机13出口的部分低温高压工质超临界二氧化碳进行加热，之后该工质乏气从低温回热器14的高温侧出口1402流出，其分为两路，一路送入再压缩机18的入口1801，另一路送入预冷器19。送入再压缩机18的工质乏气经过压缩后压力升高，再压缩机18出口的高压工质超临界二氧化碳被送至高温回热器15的低温侧入口1503。

送入预冷器19的工质乏气经过预冷器预冷后满足主压缩机13的入口1301的温度要求，并送入主压缩机13的入口1301，同时部分经过产品气压缩机11和冷却器12处理的压缩、冷却后的产品气也被抽取至主压缩机13的入口1301，通过这样的方式防止主压缩机13入口处出现两相状态。

经过主压缩机13处理后的工质乏气压力升高，主压缩机13出口的低温高压工质超临界二氧化碳，分两路从主压缩机13的两个出口1302、1303流出。分别从主压缩机13的出口1302送入低温回热器14的低温侧入口1403，从主压缩机13的出口1303送入冷却器12。

送入低温回热器14的低温高压工质超临界二氧化碳利用前述工质乏气的热量加热后从低温回热器14的低温侧出口1404流出，与经过再压缩机18处理后的高压工质超临界二氧化碳汇合，同时，经过冷却器12换热加热后的高压工质超临界二氧化碳也在此汇合，一块送至高温回热器15的低温侧入口1503前。

上述三路汇合后的高压工质超临界二氧化碳，在高温回热器15的低温侧入口1503前的位置分为主流工质超临界二氧化碳和分流工质超临界二氧化碳，主流工质超临界二氧化碳送入高温回热器的低温侧入口1503利用前述的工质乏气的热量进行加热，加热后由高温回热器15的低温侧出口1504送入燃煤锅炉本体1中作为超临界二氧化碳工质，而分流工质超临界二氧化碳送入工质加热器4，工质加热器4利用前述的高温段的烟气，对分流工质超临界二氧化碳再次加热，也送入燃煤锅炉本体1中；当然，高温回热器15的低温侧出口1504送入燃煤锅炉本体1的超临界二氧化碳也可以与工质加热器4加热后的超临界二氧化碳先行汇合后，再一同送入燃煤锅炉本体1。本发明实施例中，从加热超临界二氧化碳、做功后成为工质乏气的流向，以及利用工质压缩系统压缩后的工质超临界二氧化碳并送入燃煤锅炉本体1的流向如图1中实线所示，可以更加直观的理解从加热超临界二氧化碳、做功后成为工质乏气的流向，以及利用工质压缩系统压缩后的工质超临界二氧化碳并送入燃煤锅炉本体1的流向。

通过上述方式，有效利用了乏气余热、高温段的烟气以及产品气压缩机11产生的产品气的余热，整体上提高了能源利用效率。

综上所述，本发明实施例的耦合变温吸附碳捕集的发电站系统，在超临界二氧化碳循环的燃煤锅炉电站系统的基础上，创造性的加入了以物理性变温吸附法实现碳捕集的碳捕集吸附塔，整个工艺的能耗小，工艺简单，可以充分利用烟气、工质乏气间接加热吸附剂床层，同时结合吹扫进一步提高碳捕集效率和产品纯度，碳捕集得到的高纯度二氧化碳，经过压缩、冷却后可以填充至主压缩机的入口，防止主压缩机进口出现两相状态，提高整个电站系统的运行稳定性。物理性变温吸附法并不需要消耗发电净效率，并且整个设备结构简单，吸附剂也不存在腐蚀性，就不会造成整个碳捕集吸附塔的被腐蚀，并且吸附剂可以被解吸而重复循环利用，利用率极高。还利用低温段得烟气和中温段的烟气加热一次风、二次风，实现二氧化碳减排目标的同时，充分利用了低品位的热量，间接的降低了排放的烟气的温度，实现能量利用率最大化，提高整体能源利用率，能有效缓解排烟温度过高的问题，并且大规模减少二氧化碳的排放，实现节能减排目标，具有极高的实用性。

本发明实施中，基于上述耦合变温吸附碳捕集的发电站系统，还提供一种耦合变温吸附碳捕集的方法，该方法应用于如上任一所述的发电站系统，所述方法包括：

所述燃煤锅炉本体产生的烟气经过所述烟道中的过热器和再热器后，送入所述工质加热器；

所述工质加热器利用高温段的烟气加热所述分流工质超临界二氧化碳，且经过所述工质加热器的高温段的烟气变为中温段的烟气；

经过所述第一空气预热器的一路烟气和经过所述碳捕集吸附塔的另一路烟气再次汇合后变为低温段的烟气，并送入所述第二空气预热器；

经过所述第二空气预热器的烟气再送入静电除尘系统进行除尘，除尘后的烟气送入脱硫系统进行脱硫；

脱硫后的烟气送入所述碳捕集吸附塔进行碳捕集，以得到所述高纯度二氧化碳，并将所述高纯度二氧化碳送入所述产品气压缩机；

所述产品气压缩机压缩所述高纯度二氧化碳并送入所述冷却器；

所述主压缩机抽取部分经过所述冷却器换热冷却后的高纯度二氧化碳至自身进口处，以防止自身在准备发电阶段出现两相状态。

可选地，所述方法还包括：

所述燃煤锅炉本体加热的超临界二氧化碳工质经过所述过热器后送入所述发电透平系统中的高压透平内膨胀做功；

膨胀做功后的超临界二氧化碳工质送入所述再热器内再次加热后送入所述发电透平系统中的低压透平内做功；

所述低压透平出口的高温低压工质乏气被送入所述高温回热器；

所述温度降低后的工质乏气经过所述低温回热器后温度进一步降低，形成温度进一步降低的工质乏气，所述温度进一步降低的工质乏气分为两路，一路送入到所述工质压缩系统中的预冷器，预冷后的工低温低压质乏气再送入所述主压缩机，另一路送入所述再压缩机，经所述再压缩机压缩后，出口的高压工质超临界二氧化碳再送入所述高温回热器低温侧入口前；

所述温度降低后的工质乏气作为所述第二热源经过所述碳捕集吸附塔后送入到所述预冷器，预冷后低温低压工质乏气再送入所述主压缩机；

上述耦合变温吸附碳捕集的方法步骤中的具体内容，可以参见前述烟气-碳捕集-产品气的工作流程，以及超临界二氧化碳工质-工质乏气-工质超临界二氧化碳的工作流程，不多赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

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