本實(shí)用新型涉及除濕技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種煙氣除水裝置以及二氧化碳捕集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

富氧燃燒技術(shù)是指用比通?？諝?含氧21％)含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，是一項(xiàng)高效節(jié)能的燃燒技術(shù)，加之該技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)近零排放的潛力優(yōu)勢(shì)，因此富氧燃燒技術(shù)已經(jīng)毫無(wú)疑義地成為本世紀(jì)煤燃燒技術(shù)的重要發(fā)展方向。二氧化碳(CO₂)是加強(qiáng)溫室效應(yīng)的主要來(lái)源，而燃煤電站是產(chǎn)生CO₂的最大污染源，脫除燃煤電站的CO₂是一項(xiàng)長(zhǎng)期而重要的任務(wù)。二氧化碳捕捉與封存技術(shù)(CCS技術(shù))是指通過(guò)碳捕捉技術(shù)，將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來(lái)，再通過(guò)碳儲(chǔ)存手段，將其輸送并封存到海底或地下等與大氣隔絕的地方，CCS技術(shù)是目前能夠大幅降低利用化石燃料發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳排放的有效解決方案。

煙氣是指煤等化石燃料燃燒時(shí)候所產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有污染的氣態(tài)物質(zhì)。煙氣如富氧燃燒產(chǎn)生的煙氣的成分為氮?dú)?、二氧化碳、氧、水蒸氣和硫化物等，其中水含量較高，另外，煙氣還具有壓力低溫度高的特點(diǎn)。因煙氣中含有大量的飽和水、CO₂、SO₂以及NO_x等酸性氣體，因此在氣體輸送、冷卻、升壓過(guò)程中，對(duì)設(shè)備材質(zhì)選型要求高，尤其飽和水易造成二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的氣缸帶液，使得壓縮機(jī)實(shí)際吸氣量增加，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行功率增大，能耗高。

目前，在二氧化碳的捕集工藝中主要對(duì)煙氣采用冷卻法除濕，也就是對(duì)煙氣進(jìn)行降溫以除去水。然而由于煙氣壓力低溫度高，因此體積流量大，常見(jiàn)的水冷卻除濕法只能除去大部分飽和水，無(wú)法深度脫水。此外，其它除濕方法也不盡如人意，例如在液體吸收式除濕的過(guò)程中，容易引起飛沫損失，因此導(dǎo)致吸收劑消耗高，同時(shí)吸收劑再生需要大量高溫?zé)嵩?，能耗較高；而常規(guī)固體吸附式除濕適用于除濕量小的介質(zhì)，并且隨著時(shí)間的推移，除濕量降低，需要再生，因此除濕過(guò)程不能穩(wěn)定連續(xù)的進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種煙氣除水裝置，該煙氣除水裝置通過(guò)對(duì)煙氣進(jìn)行分級(jí)除水，以達(dá)到深度除水的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種煙氣除水裝置，包括用于初步除水的冷卻單元和用于進(jìn)一步除水的除濕單元，其中，所述冷卻單元位于所述除濕單元的上游。

優(yōu)選地，所述冷卻單元包括用于初步降溫的煙氣冷卻器和用于進(jìn)一步降溫的表冷器，其中所述煙氣冷卻器位于所述表冷器的上游。

優(yōu)選地，所述煙氣冷卻器中的冷卻介質(zhì)為空氣，所述表冷器中的冷卻介質(zhì)為水。

優(yōu)選地，所述除濕單元包括轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，所述轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)包括分隔有除濕區(qū)和再生區(qū)的除濕轉(zhuǎn)輪，所述除濕區(qū)用于煙氣除濕，所述再生區(qū)用于通入干氣以將所述煙氣除濕過(guò)程中的產(chǎn)生水分帶出所述除濕轉(zhuǎn)輪。

優(yōu)選地，所述除濕轉(zhuǎn)輪為多個(gè)，多個(gè)所述除濕轉(zhuǎn)輪同軸排列且同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，該煙氣除水裝置包括用于除去所述煙氣中顆粒物的過(guò)濾單元，所述過(guò)濾單元位于所述除濕單元和所述冷卻單元之間。

優(yōu)選地，該煙氣除水裝置包括用于提升所述煙氣壓力的升壓?jiǎn)卧?，所述升壓?jiǎn)卧挥谒鲞^(guò)濾單元和所述除濕單元之間。

優(yōu)選地，所述升壓?jiǎn)卧L(fēng)機(jī)，所述過(guò)濾單元包括除塵器。

在本實(shí)用新型提供的煙氣除水裝置中，通過(guò)在所述冷卻單元的下游設(shè)置所述除濕單元，使得經(jīng)過(guò)冷卻后的所述煙氣進(jìn)入所述除濕單元進(jìn)行進(jìn)一步除水，從而大大降低了所述煙氣中的含水量。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括二氧化碳?jí)嚎s裝置、二氧化碳純化液化裝置、二氧化碳精餾裝置和本實(shí)用新型提供的煙氣除水裝置，所述煙氣依次經(jīng)過(guò)所述煙氣除水裝置、二氧化碳?jí)嚎s裝置、二氧化碳純化液化裝置和二氧化碳精餾裝置。

優(yōu)選地，該二氧化碳捕集系統(tǒng)包括換熱裝置，所述換熱裝置位于所述二氧化碳精餾裝置的下游，用于使得所述二氧化碳精餾裝置放出的干氣與部分所述煙氣換熱后，進(jìn)入所述除濕單元以帶出所述煙氣除濕過(guò)程中產(chǎn)生的水分。

由于本實(shí)用新型提供的二氧化碳捕集系統(tǒng)中包括了本實(shí)用新型提供的煙氣除水裝置，在對(duì)進(jìn)行深度除水后的煙氣進(jìn)行二氧化碳的捕集時(shí)，大大減小了煙氣對(duì)壓縮機(jī)的腐蝕以及能耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣連續(xù)捕集二氧化碳。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式的二氧化碳捕集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10 冷卻單元 12 過(guò)濾單元

100 煙氣冷卻器 13 升壓?jiǎn)卧?/p>

101 表冷器 2 二氧化碳?jí)嚎s裝置

11 除濕單元 3 二氧化碳純化液化裝置

110 除濕區(qū) 4 二氧化碳精餾裝置

111 再生區(qū) 5 換熱裝置

112 除濕轉(zhuǎn)輪 6 減壓閥

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供了一種煙氣除水裝置，如圖1中所示，包括用于初步除水的冷卻單元10和用于進(jìn)一步除水的除濕單元11，其中，冷卻單元10位于除濕單元11的上游。所述煙氣首先通過(guò)冷卻單元10進(jìn)行降溫，在降溫的過(guò)程中能夠除去所述煙氣中的部分水分，然后通過(guò)設(shè)置在冷卻單元10下游的除濕單元11，對(duì)所述煙氣進(jìn)行進(jìn)一步除水，經(jīng)過(guò)分級(jí)除水，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述煙氣的深度除水，例如煙氣中的含水量可降低至0.5g/m³，由此當(dāng)將該煙氣除水裝置應(yīng)用到二氧化碳捕集系統(tǒng)中后，能夠大大減小對(duì)壓縮機(jī)的腐蝕以及能耗，同時(shí)也大大降低了煙氣的露點(diǎn)，例如煙氣的露點(diǎn)可減低到-40℃以下。另外，本實(shí)用新型的煙氣除水裝置還能夠?qū)煔膺B續(xù)除水。

其中，冷卻單元10可包括用于初步降溫的煙氣冷卻器100和用于進(jìn)一步降溫的表冷器101，煙氣冷卻器100位于表冷器101的上游。通過(guò)對(duì)進(jìn)入冷卻單元10的煙氣進(jìn)行分級(jí)降溫，能夠進(jìn)一步提高煙氣在冷卻單元10中除水量。為了兼顧能耗最低化和除水量最大化，優(yōu)選煙氣冷卻器100中的冷卻介質(zhì)為空氣，表冷器101中的冷卻介質(zhì)為水，使得煙氣在初步降溫中與溫度較低的空氣進(jìn)行熱交換，例如可將煙氣冷卻至40～50℃，而在進(jìn)一步降溫中，選擇常規(guī)的冷卻水與煙氣進(jìn)行熱交換，例如將煙氣冷卻至10～15℃，整個(gè)降溫的過(guò)程選用常規(guī)的冷卻介質(zhì)即可對(duì)煙氣進(jìn)行有效降溫，能耗低，利于環(huán)保。

除濕單元11可以采用各種適當(dāng)?shù)男问?，只要能夠?qū)鋮s單元10除濕后的煙氣進(jìn)一步除濕即可。具體地，除濕單元11可包括轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，所述轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)包括分隔有除濕區(qū)110和再生區(qū)111的除濕轉(zhuǎn)輪112，其中除濕區(qū)110用于對(duì)煙氣除濕，再生區(qū)111用于通入干氣以將所述煙氣除濕過(guò)程中的產(chǎn)生水分帶出除濕轉(zhuǎn)輪112。其中，所述干氣是指溫度較高且干燥的氣體，其作用在于將除濕區(qū)110中產(chǎn)生的水分帶出除濕轉(zhuǎn)輪112。由于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)方便，并且轉(zhuǎn)輪性能穩(wěn)定以及使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)除濕轉(zhuǎn)輪112單元體積內(nèi)吸濕面積大，因此，不僅降低了成本，而且提高了除水量和生產(chǎn)效率。

為了進(jìn)一步提高除水量，可設(shè)置多個(gè)除濕轉(zhuǎn)輪112，則多個(gè)除濕轉(zhuǎn)輪112同軸排列且同向轉(zhuǎn)動(dòng)，此外還便于同軸驅(qū)動(dòng)。其中具體的設(shè)置數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活選擇，例如可設(shè)置2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)除濕轉(zhuǎn)輪112。

該煙氣除水裝置還可包括用于除去所述煙氣中顆粒物的過(guò)濾單元12，其中過(guò)濾單元12位于除濕單元11和冷卻單元10之間。過(guò)濾單元12將進(jìn)入除濕單元11的煙氣進(jìn)行凈化，除去例如粉塵和水霧等顆粒物，一方面提高了煙氣進(jìn)入除濕單元11中的除水效率，另一方面，有效保護(hù)除濕單元11，提高了除濕單元11的使用壽命。

為了進(jìn)一步提高煙氣除濕的效率，還可設(shè)置用于提升所述煙氣壓力的升壓?jiǎn)卧?3，其中升壓?jiǎn)卧?3位于過(guò)濾單元12和除濕單元11之間。由此，能夠?qū)艋蟮臒煔膺M(jìn)行提升壓力，然后進(jìn)入除濕單元11進(jìn)行深度除水，從而大大提高了除水效率，使得煙氣中的水含量大大降低。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了兼顧便于安裝和達(dá)到效果的目的，升壓?jiǎn)卧?3可選用風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可將煙氣加壓至1～2Kpa，過(guò)濾單元12可選用除塵器，除塵器可濾去煙氣中95％以上的粉塵和水霧。當(dāng)然，具體的形式并受到上述兩種設(shè)備的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

本實(shí)用新型還提供了一種二氧化碳捕集系統(tǒng)，包括二氧化碳?jí)嚎s裝置2、二氧化碳純化液化裝置3、二氧化碳精餾裝置4和上述煙氣除水裝置，所述煙氣依次經(jīng)過(guò)煙氣除水裝置、二氧化碳?jí)嚎s裝置2、二氧化碳純化液化裝置3和二氧化碳精餾裝置4。其中，二氧化碳精餾裝置4可選用二氧化碳提純塔。由于二氧化碳捕集系統(tǒng)中包括了上述煙氣除水裝置，在對(duì)進(jìn)行深度除水后的煙氣進(jìn)行二氧化碳的捕集時(shí)，大大減小了煙氣對(duì)壓縮機(jī)的腐蝕以及能耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣連續(xù)捕集二氧化碳。

其中，還可設(shè)置換熱裝置5，將換熱裝置5安裝在二氧化碳精餾裝置4的下游，使得二氧化碳精餾裝置4放出的干氣與部分所述煙氣(未進(jìn)行處理的高溫?zé)煔?換熱后，進(jìn)入除濕單元11以帶出所述煙氣除濕過(guò)程中產(chǎn)生的水分，也就是說(shuō)在轉(zhuǎn)輪除濕中所用到的干氣來(lái)自于該二氧化碳捕集系統(tǒng)中的二氧化碳精餾裝置4的排放氣，使得再生效果好。由于換熱裝置5的設(shè)置，不僅充分利用了煙氣的熱量，使得再生區(qū)111所需要的加熱干氣的熱源來(lái)自于還未經(jīng)處理的高溫?zé)煔?，讓廢物得到充分利用，更重要的是大大降低了轉(zhuǎn)輪除濕的運(yùn)行成本以及二氧化碳捕集過(guò)程中的能耗，使得轉(zhuǎn)輪除濕具有更大的實(shí)用價(jià)值，而且當(dāng)煙氣與二氧化碳精餾裝置4放出的干氣換熱后溫度降低，更利于煙氣再次進(jìn)入冷卻單元10進(jìn)行降溫。

此外，還可在二氧化碳精餾裝置4與換熱裝置5之間設(shè)置減壓閥6以便于控制進(jìn)入換熱裝置5的干氣。

利用上述二氧化碳捕集系統(tǒng)捕集二氧化碳的過(guò)程如下：經(jīng)過(guò)深度除水的煙氣首先進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s裝置2進(jìn)行加壓，例如可將煙氣加壓至2～3Kpa，然后進(jìn)入二氧化碳純化液化裝置3進(jìn)行液化以及初步純化，之后，進(jìn)入二氧化碳精餾裝置4進(jìn)行精餾提純，在實(shí)際中，可在二氧化碳提純塔的塔底得到99％以上的工業(yè)級(jí)液體二氧化碳，而從塔頂?shù)玫礁蓺?，干氣進(jìn)入換熱裝置5并與進(jìn)入換熱裝置5中的煙氣進(jìn)行熱交換，然后高溫且干燥的干氣進(jìn)入再生區(qū)111將除濕區(qū)110產(chǎn)生的水分帶出除濕轉(zhuǎn)輪112，而熱交換后的煙氣則再次隨同需要除濕的煙氣一同進(jìn)入冷卻單元10。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。