本发明涉及节能环保,具体涉及的是一种利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法。
背景技术:
1、钢厂生产过程中产生的冲渣水温度一般为80℃左右,冲渣水的温度较低利用起来属于低品位余热。现有利用钢厂冲渣水余热的方法通常包括热泵技术和余热锅炉等,其中通过热泵将低温余热提升为高温热能,用于供暖或其他需要高品质热能的工艺,热泵技术虽然能够提高余热的利用率,但设备成本高,维护复杂,且能耗较大。因此,迫切需要一种高效、低成本的利用钢厂冲渣水的方案。
2、二氧化碳捕集利用与封存(ccus)技术不仅是未来我国钢铁水泥等难减排行业减少二氧化碳(co2)排放不可或缺的可行技术,也是保障能源安全、实现可持续发展的重要手段。依照现在的技术发展,《中国二氧化碳捕集利用与封存(ccus)年度报告(2021)》预测2050年和2060年,需要通过ccus技术实现的二氧化碳减排量分别为6~14亿吨和10~18亿吨。
3、由于钢厂冲渣水温度为70-90℃,属于低品位余热,而现有技术由于碳捕集技术吸附和脱附温度要达到90℃以上,因此无法直接利用钢厂冲渣水余热到碳捕集技术中。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于如何将低品位钢厂冲渣水余热用于碳捕集。
2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
3、本发明第一方面提供了一种直接利用低品位钢厂冲渣水碳捕集方法,吸附剂/吸收剂在常温或无外源加热的情况下实现碳捕集过程,吸附剂/吸收剂再生所需温度直接由钢厂冲渣水提供。
4、有益效果:本发明是在常温下进行碳捕集,然后利用低品位钢厂冲渣水余热提供吸收剂/吸附剂再生温度,实现二氧化碳的解吸,是一种利用钢厂冲渣水新型碳捕集方法,本发明更是一种低能耗、低成本的碳捕集方法。
5、优选的,所述吸附剂/吸收剂在常温下发生吸附反应,并利用流动的钢厂冲渣水余热的情况下发生脱附反应。
6、本发明第二方面提供了上述方法的碳捕集系统,包括碳捕集再生单元,其包括再生反应器,所述再生反应器外侧装有保温层;co2储存单元,所述再生反应器与co2储存单元连接;钢厂冲渣水管路与保温层连接,提供吸收剂/吸附剂的再生温度。
7、优选的,所述碳捕集再生单元还包括吸收塔,所述吸收塔与烟气或空气管路连接,所述吸收塔与再生反应器连接。
8、有益效果:本发明在吸收塔中进行co2吸收,之后在再生反应器进行co2解吸。
9、优选的,还包括热交换单元,其包括溶液罐,所述溶液罐内设有换热管路,所述钢厂冲渣水管路通过溶液罐与保温层连接,所述溶液罐连接水管路与再生反应器,并在水管路与再生反应器中间设有加热器。
10、有益效果:将钢厂冲渣水与溶液罐连接进行热交换,能够提高水的温度,然后水通过加热器加热形成蒸汽,所述蒸汽能够提高收集的co2纯净度。
11、优选的,所述吸收塔通过管路与再生反应器连接,所述管路上设有溶液罐和溶液泵,通过保温层的钢厂冲渣水通过管路与溶液罐连接,并通过管路从溶液罐流出。
12、有益效果:将通过保温层的钢厂冲渣水与溶液罐连接进行热交换,能够给吸收剂进行预热,进一步利用钢厂冲渣水余热。
13、优选的,所述钢厂冲渣水管路还设有水箱和溶液泵。
14、优选的,所述再生反应器包括膜接触器。
15、优选的,在所述再生反应器放置吸附剂或在吸收塔放置吸收剂。
16、优选的,所述再生反应器与烟气或空气管路连接。
17、优选的,所述烟气或空气经过反应后通过管路流进大气中。
18、优选的,所述co2储存单元包括疏水器和压缩机或真空泵。
1.一种直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,吸附剂/吸收剂在常温或无外源加热的情况下实现碳捕集过程,吸附剂/吸收剂再生所需温度直接由钢厂冲渣水提供。
2.根据权利要求1所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述吸附剂/吸收剂在常温下发生吸附反应,并利用流动的钢厂冲渣水余热的情况下发生脱附反应。
3.采用权利要求1或2所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法的碳捕集系统,其特征在于,包括碳捕集再生单元,其包括再生反应器(a),所述再生反应器(a)外侧装有保温层(a);co2储存单元,所述再生反应器(a)与co2储存单元连接;钢厂冲渣水管路(1)与保温层(a)连接。
4.根据权利要求3所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述碳捕集再生单元还包括吸收塔(b),所述吸收塔(b)与烟气或空气管路(2)连接,所述吸收塔(b)与再生反应器(a)连接。
5.根据权利要求4所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,在所述再生反应器(a)放置吸附剂或在吸收塔(b)放置吸收剂。
6.根据权利要求3或4所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,还包括热交换单元,其包括溶液罐(c),所述溶液罐(c)内设有换热管路,所述钢厂冲渣水管路(1)通过溶液罐(c)与保温层(a)连接,所述溶液罐(c)连接水管路(3)与再生反应器(a),并在水管路(3)与再生反应器(a)中间设有加热器。
7.根据权利要求4所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述吸收塔(b)通过管路与再生反应器(a)连接,所述管路上设有溶液罐(c)和溶液泵(f),通过保温层(a)的钢厂冲渣水通过管路与溶液罐(c)连接,并通过管路从溶液罐(c)流出。
8.根据权利要求3所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述再生反应器(a)包括膜接触器。
9.根据权利要求3所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述再生反应器(a)与烟气或空气管路(2)连接。
10.根据权利要求3所述的直接利用低品位钢厂冲渣水余热碳捕集方法,其特征在于,所述co2储存单元包括疏水器(g)和压缩机(h)或真空泵(i)。