燃烧尾气减排固碳与循环水封闭冷却耦合方法

摘要

一种回收燃烧尾气余热、减排二氧化碳并使循环水封闭冷却相耦合的方法，由完全互溶的二元溶液在（130~350）℃的燃烧尾气高温热源与（15~55）℃的循环水低温热源之间进行解析-吸收相变循环，冷却燃烧尾气并通过固碳和矿化使二氧化碳转化为化学产品、同时回收燃烧尾气余热驱动二元混合工质蒸汽透平发电、并在封闭条件下完成循环水降温（3~10）℃。通过实施例说明本发明使127t/h温度为310℃的燃烧尾气所含25.6t/h二氧化碳的75%以上被磷石膏固体废弃物所矿化，获得碳酸钙产品45.5t/h和硫酸铵产品60t/h，同时获得发电动力大于2MW，并且在35℃夏季气温条件下使1000t/h循环水从40℃封闭冷却降温到35℃，从而同步获得节能、节水、二氧化碳减排和提高经济效益的效果。

主权项

一种燃烧尾气减排与循环水封闭冷却耦合方法，其特征在于由所述温度范围内饱和蒸汽压为0.11～2.0MPa的完全互溶二元溶液在以循环水为热源的低温端和以尾气为热源的高温端之间进行解析‑吸收相变循环，吸取循环水的热量使之降温3~10℃，回收尾气的余热并使其15%以上转化为机械能驱动透平输出动力，尾气冷却降温后固碳并矿化为碳酸钙； 循环水在低温解析器中通过间壁放热降温3~10℃、其热量供来自低温闪蒸器的溶液解析，解析液温度比循环水输出温度低3~8℃、被二级吸收加压泵13抽吸，解析蒸汽压力由解析液的温度和组成决定、被一级喷射器抽吸；一级喷射器的射流介质是经过空冷的一级解析液、温度比大气环境温度高10~30℃、压力比所抽吸的低温解析器的蒸汽压力高0.15~0.5MPa、而其气液平衡压力则比之低0.005~0.035MPa；气液两相射流喷入一级吸收空冷器的管内进行吸收反应放热，热量释放到大气环境，使一级吸收液温升不超过15℃；用加压泵为一级吸收液提供足够的扬程使其通过串联的高温解析器和一级解析液空冷器、到达一级喷射器入口的压力比低温解析器蒸汽压力高0.15~0.5MPa；尾气在高温解析器中间壁放热，加热一级吸收液使其温度升高到比一级喷射器射流介质的温度20~50℃，解析出的蒸汽压力比低温解析器的蒸汽压力高0.3~1.5MPa，解析后溶液的组成满足其在一级喷射器射流介质入口条件下的气液平衡压力比低温解析器蒸汽压力低0.005~0.035MPa；高温（＞130℃）尾气首先在蒸汽过热器间壁放热、加热高温解析器和中温解析器来的蒸汽，把过热蒸汽出口温度提高到比尾气出口温度低20~50℃； 过热蒸汽驱动二元工质蒸汽透平，输出动力功率不低于尾气在蒸汽过热器入口处的有效热焓值的15%，蒸汽做功后乏汽压力下降到比低温解析器蒸汽压力高（0.05~0.15）MPa、乏汽温度下降到比二级喷射器入口射流介质的平衡温度高2~5℃、被抽吸进入二级喷射器；二级喷射器的射流介质是二级吸收加压泵送来的低温解析器的解析液，经过低温闪蒸器预热其温度比大气环境温度高1~10℃，压力比乏汽压力高0.15~0.5MPa、而其气液平衡压力则比之低0.005~0.035MPa；气液两相射流喷入二级吸收空冷器的管内进行吸收反应放热，热量释放到大气环境，使二级吸收液温升不超过15℃；经过高温解析器降温的尾气继续在中温解析器间壁放热，加热二级吸收液使其解析出的蒸汽压力与高温解析器相等、解析后溶液的组成要满足在比低温解析液温度低1~5℃条件下其气液平衡压力等于低温解析器的蒸汽压力，二级解析液出口温度比尾气出口温度低10~30℃；所述循环水输入温度在（15~55）℃范围、所述尾气输入温度在130~350℃范围、所述大气环境温度在‑30~40℃范围、所述低温解析器中解析蒸汽压力在0.1~0.5MPa。