(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105126586 A (43)申请公布日 2015.12.09
(21)申请号 201510529951.2(22)申请日 2015.08.26
(71)申请人中石化节能环保工程科技有限公司
地址257026 山东省东营市济南路49号申请人中国石油大学（华东）(72)发明人陆诗建 李清方 张建 张新军
陆胤君 尚明华 刘海丽 张媛媛张启阳 庞成志 吴士雷 黄凤敏陈慧 张俊杰 陈文(74)专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理
事务所(普通合伙) 11387
代理人张向琨(51)Int.Cl.
B01D 53/62(2006.01)
B01D 53/78(2006.01)
权利要求书7页 说明书14页 附图1页
(54)发明名称
二氧化碳捕集系统(57)摘要
本发明提供了一种二氧化碳捕集系统，其包括风机、吸收塔、富液泵、第一热泵系统、第二热泵系统、贫富液换热器、解吸塔、再沸器、二氧化碳冷却器、气液分离器、贫液泵以及贫液冷却器。在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，基于风机、吸收塔、富液泵、第一热泵系统、第二热泵系统、贫富液换热器、解吸塔、再沸器、二氧化碳冷却器、气液分离器、贫液泵以及贫液冷却器的设置，通过第一热泵系统、第二热泵系统以及贫富液换热器的多次换热，能够有效地且充分地利用二氧化碳捕集系统内部的闲置余热，降低二氧化碳捕集系统的能量损耗，提高二氧化碳捕集系统的能量利用率、富液的解吸能力、贫液的再吸收能力以及二氧化碳的捕集纯度。
C N 1 0 5 1 2 6 5 8 6 A CN 105126586 A
权 利 要 求 书
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1.一种二氧化碳捕集系统，其特征在于，包括：
风机(11)，具有：风机入口(11A)，用于吸入外部的二氧化碳原料气；以及风机出口(11B)；吸收塔(12)，具有：
吸收塔第一入口(12A1)，连通于风机出口(11B)；吸收塔第一出口(12B1)，设置于吸收塔(12)的顶部；吸收塔第二入口(12A2)，设置于吸收塔(12)的上部；以及吸收塔第二出口(12B2)，设置于吸收塔(12)的底部；富液泵(13)，具有：富液泵入口(13A)，连通于吸收塔第二出口(12B2)；以及富液泵出口(13B)；第一热泵系统(14)，包括：
第一热泵系统富液换热器(141)，具有：
第一热泵系统富液换热器第一入口(141A1)，连通于富液泵出口(13B)；第一热泵系统富液换热器第一出口(141B1)；第一热泵系统富液换热器第二入口(141A2)；以及第一热泵系统富液换热器第二出口(141B2)；第一热泵系统冷凝器(142)，具有：
第一热泵系统冷凝器第一入口(142A1)，连通于第一热泵系统富液换热器第二出口(141B2)；
第一热泵系统冷凝器第一出口(142B1)；第一热泵系统冷凝器第二入口(142A2)；以及第一热泵系统冷凝器第二出口(142B2)；第一热泵系统第一循环水泵(143)，具有：第一热泵系统第一循环水泵入口(143A)，连通于第一热泵系统冷凝器第一出口(142B1)；以及
第一热泵系统第一循环水泵出口(143B)，连通于第一热泵系统富液换热器第二入口(141A2)；
第一热泵系统膨胀阀(144)，具有：第一热泵系统膨胀阀入口(144A)，连通于第一热泵系统冷凝器第二出口(142B2)；以及
第一热泵系统膨胀阀出口(144B)；第一热泵系统蒸发器(145)，具有：
第一热泵系统蒸发器第一入口(145A1)，连通于第一热泵系统膨胀阀出口(144B)；第一热泵系统蒸发器第一出口(145B1)；第一热泵系统蒸发器第二入口(145A2)；以及第一热泵系统蒸发器第二出口(145B2)；第一热泵系统压缩机(146)，具有：
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权 利 要 求 书
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第一热泵系统压缩机入口(146A)，连通于第一热泵系统蒸发器第一出口(145B1)；以及
第一热泵系统压缩机出口(146B)，连通于第一热泵系统冷凝器第二入口(142A2)；
第一热泵系统第二循环水泵(147)，具有：第一热泵系统第二循环水泵入口(147A)，连通于第一热泵系统蒸发器第二出口(145B2)；以及
第一热泵系统第二循环水泵出口(147B)；第一热泵系统贫液换热器(148)，具有：
第一热泵系统贫液换热器第一入口(148A1)，连通于第一热泵系统第二循环水泵出口(147B)；
第一热泵系统贫液换热器第一出口(148B1)，连通于第一热泵系统蒸发器第二入口(145A2)；
第一热泵系统贫液换热器第二入口(148A2)；以及第一热泵系统贫液换热器第二出口(148B2)；以及
第一热泵系统补水箱(149)，受控连通于第一热泵系统第一循环水泵入口(143A)和第一热泵系统第二循环水泵入口(147A)；
第二热泵系统(15)，包括：
第二热泵系统富液换热器(151)，具有：
第二热泵系统富液换热器第一入口(151A1)，连通于第一热泵系统富液换热器第一出口(141B1)；
第二热泵系统富液换热器第一出口(151B1)；第二热泵系统富液换热器第二入口(151A2)；以及第二热泵系统富液换热器第二出口(151B2)；第二热泵系统冷凝器(152)，具有：
第二热泵系统冷凝器第一入口(152A1)，连通于第二热泵系统富液换热器第二出口(151B2)；
第二热泵系统冷凝器第一出口(152B1)；第二热泵系统冷凝器第二入口(152A2)；以及第二热泵系统冷凝器第二出口(152B2)；第二热泵系统第一循环水泵(153)，具有：第二热泵系统第一循环水泵入口(153A)，连通于第二热泵系统冷凝器第一出口(152B1)；以及
第二热泵系统第一循环水泵出口(153B)，连通于第二热泵系统富液换热器第二入口(151A2)；
第二热泵系统膨胀阀(154)，具有：第二热泵系统膨胀阀入口(154A)，连通于第二热泵系统冷凝器第二出口(152B2)；以及
第二热泵系统膨胀阀出口(154B)；
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权 利 要 求 书
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第二热泵系统蒸发器(155)，具有：
第二热泵系统蒸发器第一入口(155A1)，连通于第二热泵系统膨胀阀出口(154B)；第二热泵系统蒸发器第一出口(155B1)；第二热泵系统蒸发器第二入口(155A1)；以及第二热泵系统蒸发器第二出口(155B2)；第二热泵系统压缩机(156)，具有：第二热泵系统压缩机入口(156A)，连通于第二热泵系统蒸发器第一出口(155B1)；以及
第二热泵系统压缩机出口(156B)，连通于第二热泵系统冷凝器第二入口(152A2)；第二热泵系统第二循环水泵(157)，具有：第二热泵系统第二循环水泵入口(157A)，连通于第二热泵系统蒸发器第二出口(155B2)；以及
第二热泵系统第二循环水泵出口(157B)；第二热泵系统贫液换热器(158)，具有：
第二热泵系统贫液换热器第一入口(158A1)，连通于第二热泵系统第二循环水泵出口(157B)；
第二热泵系统贫液换热器第一出口(158B1)，连通于第二热泵系统蒸发器第二入口(155A1)；
第二热泵系统贫液换热器第二入口(158A2)；以及第二热泵系统贫液换热器第二出口(158B2)；以及
第二热泵系统补水箱(159)，受控连通于第二热泵系统第一循环水泵入口(153A)和第二热泵系统第二循环水泵入口(157A)；
贫富液换热器(16)，具有：
贫富液换热器第一入口(16A1)，连通于第二热泵系统富液换热器第一出口(151B1)；贫富液换热器第一出口(16B1)；贫富液换热器第二入口(16A2)；以及贫富液换热器第二出口(16B2)，连通于第一热泵系统贫液换热器第二入口(148A2)；解吸塔(17)，具有：
解吸塔第一入口(17A1)，设置于解吸塔(17)的上部，连通于贫富液换热器第一出口(16B1)；
解吸塔第一出口(17B1)，设置于解吸塔(17)的底部；解吸塔第二入口(17A2)；解吸塔第二出口(17B2)，设置于解吸塔(17)的下部；以及解吸塔第三出口(17B3)，设置于解吸塔(17)的顶部，连通于第二热泵系统贫液换热器第二入口(158A2)；
再沸器(18)，具有：再沸器入口(18A)，连通于解吸塔第二出口(17B2)；以及再沸器出口(18B)，连通于解吸塔第二入口(17A2)；
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二氧化碳冷却器(19)，具有：
二氧化碳冷却器入口(19A)，连通于第二热泵系统贫液换热器第二出口(158B2)；以及二氧化碳冷却器出口(19B)；气液分离器(20)，具有：气液分离器入口(20A)，连通于二氧化碳冷却器出口(19B)；以及气液分离器出口(20B)；贫液泵(21)，具有：贫液泵入口(21A)，连通于解吸塔第一出口(17B1)；以及贫液泵出口(21B)，连通于贫富液换热器第二入口(16A2)；以及贫液冷却器(22)，具有：贫液冷却器入口(22A)，连通于第一热泵系统贫液换热器第二出口(148B2)；以及贫液冷却器出口(22B)，连通于吸收塔第二入口(12A2)；其中，
外部的二氧化碳原料气经过风机入口(11A)进入风机(11)，并在风机(11)内加压；加压后的原料气经由风机出口(11B)以及吸收塔第一入口(12A1)进入吸收塔(12)，在吸收塔(12)内与吸收塔(12)的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，原料气中的二氧化碳被吸收剂吸收，变为富液，余下的原料气经由吸收塔第一出口(12B1)排出；
富液经由吸收塔第二出口(12B2)以及富液泵入口(13A)进入富液泵(13)，然后在富液泵(13)的作用下经由富液泵出口(13B)以及第一热泵系统富液换热器第一入口(141A1)进入第一热泵系统富液换热器(141)进行第一热交换，以吸热升温；
进行所述第一热交换后的富液经由第一热泵系统富液换热器第一出口(141B1)以及第二热泵系统富液换热器第一入口(151A1)进入第二热泵系统富液换热器(151)进行第二热交换，以再次吸热升温；
进行所述第二热交换后的富液经由第二热泵系统富液换热器第一出口(151B1)以及贫富液换热器第一入口(16A1)进入贫富液换热器(16)进行第三热交换，以继续吸热升温；
进行所述第三热交换后的富液经由贫富液换热器第一出口(16B1)以及解吸塔第一入口(17A1)进入解吸塔(17)，然后经由解吸塔第二出口(17B2)以及再沸器入口(18A)进入再沸器(18)，再沸器(18)对富液进行加热升温，解吸生成二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体和贫液；
解吸生成的二氧化碳气体和贫液通过再沸器出口(18B)以及解吸塔第二入口(17A2)再次进入解吸塔(17)，二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体经由解吸塔第三出口(17B3)以及第二热泵系统贫液换热器第二入口(158A2)进入第二热泵系统贫液换热器(158)进行第四热交换，以放热降温；
进行所述第四热交换后的混合气体经由第二热泵系统贫液换热器第二出口(158B2)以及二氧化碳冷却器入口(19A)进入二氧化碳冷却器(19)进行降温冷却，蒸汽和雾沫变成水和泡沫；
冷却后的混合气体经由二氧化碳冷却器出口(19B)以及气液分离器入口(20A)进入气液分离器(20)，除去混合气体内的水和泡沫，分离出的二氧化碳气体经由气液分离器出口
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(20B)向外供给；
解吸生成的贫液经由解吸塔第一出口(17B1)以及贫液泵入口(21A)进入贫液泵(21)，并在贫液泵(21)的作用下，经由贫液泵出口(21B)以及贫富液换热器第二入口(16A2)进入贫富液换热器(16)，与经由第二热泵系统富液换热器第一出口(151B1)以及贫富液换热器第一入口(16A1)进入贫富液换热器(16)中的富液进行所述第三热交换，以放热降温；
进行所述第三热交换后的贫液通过贫富液换热器第二出口(16B2)以及第一热泵系统贫液换热器第二入口(148A2)进入第一热泵系统贫液换热器(148)进行第五热交换，以再次放热降温；
进行所述第五热交换后的贫液经由第一热泵系统贫液换热器第二出口(148B2)以及贫液冷却器入口(22A)进入贫液冷却器(22)，以在贫液冷却器(22)内降温冷却；
冷却后的贫液通过贫液冷却器出口(22B)以及吸收塔第二入口(12A2)再次进入吸收塔(12)，作为吸收剂自塔顶喷淋而下吸收二氧化碳气体变成富液，进行下一个循环；
在第一热泵系统(14)中：第一热泵系统压缩机(146)、第一热泵系统冷凝器(142)、第一热泵系统膨胀阀(144)、第一热泵系统蒸发器(145)形成第一工质的循环回路，气态第一工质在第一热泵系统压缩机(146)中进行压缩，然后经由第一热泵系统压缩机出口(146B)以及第一热泵系统冷凝器第二入口(142A2)进入第一热泵系统冷凝器(142)进行热交换，气态第一工质冷却为液态第一工质；液态第一工质则经由第一热泵系统冷凝器第二出口(142B2)以及第一热泵系统膨胀阀入口(144A)进入第一热泵系统膨胀阀(144)进行节流；然后节流后的液态第一工质经由第一热泵系统膨胀阀出口(144B)以及第一热泵系统蒸发器第一入口(145A1)进入第一热泵系统蒸发器(145)进行热交换，液态第一工质吸收热量蒸发变为气态第一工质；气态第一工质经由第一热泵系统蒸发器第一出口(145B1)以及第一热泵系统压缩机入口(146A)返回至第一热泵系统压缩机(146)，进入下一个循环；
气态第一工质在第一热泵系统冷凝器(142)中冷却为液态第一工质时放出热量，并对经由第一热泵系统冷凝器第一入口(142A1)进入第一热泵系统冷凝器(142)中的水进行加热；加热后的水经由第一热泵系统冷凝器第一出口(142B1)以及第一热泵系统第一循环水泵入口(143A)进入第一热泵系统第一循环水泵(143)，并在第一热泵系统第一循环水泵(143)作用下经由第一热泵系统第一循环水泵出口(143B)以及第一热泵系统富液换热器第二入口(141A2)进入第一热泵系统富液换热器(141)，与经由富液泵出口(13B)以及第一热泵系统富液换热器第一入口(141A1)进入第一热泵系统富液换热器(141)的富液进行所述第一热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第一热泵系统富液换热器第二出口(141B2)以及第一热泵系统冷凝器第一入口(142A1)再次进入第一热泵系统冷凝器(142)，与经由第一热泵系统压缩机出口(146B)以及第一热泵系统冷凝器第二入口(142A2)进入第一热泵系统冷凝器(142)中的气态第一工质进行热交换，水吸热升温，之后经由第一热泵系统冷凝器第一出口(142B1)以及第一热泵系统第一循环水泵入口(143A)返回至第一热泵系统第一循环水泵(143)，进入下一个循环；
液态第一工质在第一热泵系统蒸发器(145)中蒸发为气态第一工质吸收热量，并对经由第一热泵系统蒸发器第二入口(145A2)进入第一热泵系统蒸发器(145)中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第一热泵系统蒸发器第二出口(145B2)以及第一热泵系统第二循
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环水泵入口(147A)进入第一热泵系统第二循环水泵(147)，并在第一热泵系统第二循环水泵(147)的作用下经由第一热泵系统第二循环水泵出口(147B)以及第一热泵系统贫液换热器第一入口(148A1)进入第一热泵系统贫液换热器(148)，与经由贫富液换热器第二出口(16B2)以及第一热泵系统贫液换热器第二入口(148A2)进入第一热泵系统贫液换热器(148)的贫液进行所述第五热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第一热泵系统贫液换热器第一出口(148B1)以及第一热泵系统蒸发器第二入口(145A2)再次进入蒸发器进行热交换，水放热降温，进入下一个循环；
第一热泵系统补水箱(149)分别经由第一热泵系统第一循环水泵入口(143A)和第一热泵系统第二循环水泵入口(147A)补充第一热泵系统(14)热循环过程中损失的水分；
在第二热泵系统(15)中：第二热泵系统压缩机(156)、第二热泵系统冷凝器(152)、第二热泵系统膨胀阀(154)、第二热泵系统蒸发器(155)形成第二工质的循环回路；气态第二工质在第二热泵系统压缩机(156)中进行压缩，然后经由第二热泵系统压缩机出口(156B)以及第二热泵系统冷凝器第二入口(152A2)进入第二热泵系统冷凝器(152)进行热交换，气态第二工质冷却为液态第二工质；液态第二工质则经由第二热泵系统冷凝器第二出口(152B2)以及第二热泵系统膨胀阀入口(154A)进入第二热泵系统膨胀阀(154)进行节流；然后节流后的液态第二工质通过第二热泵系统膨胀阀出口(154B)以及第二热泵系统蒸发器第一入口(155A1)进入第二热泵系统蒸发器(155)进行热交换，液态工质吸收热量蒸发变为气态第二工质；气态第二工质经由第二热泵系统蒸发器第一出口(155B1)以及第二热泵系统压缩机入口(156A)返回至第二热泵系统压缩机(156)，进入下一个循环；
气态第二工质在第二热泵系统冷凝器(152)中冷却为液态工质时放出热量，并对经由第二热泵系统冷凝器第一入口(152A1)进入第二热泵系统冷凝器(152)中的水进行加热；加热后的水通过第二热泵系统冷凝器第一出口(152B1)以及第二热泵系统第一循环水泵入口(153A)进入第二热泵系统第一循环水泵(153)，并在第二热泵系统第一循环水泵(153)作用下经由第二热泵系统第一循环水泵出口(153B)以及第二热泵系统富液换热器第二入口(151A2)进入第二热泵系统富液换热器(151)，与经由第一热泵系统富液换热器第一出口(141B1)以及第二热泵系统富液换热器第一入口(151A1)进入第二热泵系统富液换热器(151)中的富液进行所述第二热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第二热泵系统富液换热器第二出口(151B2)以及第二热泵系统冷凝器第一入口(152A1)再次进入第二热泵系统冷凝器(152)，进行下一个循环；
液态第二工质在第二热泵系统蒸发器(155)中蒸发为气态工质时吸收热量，并对经由第二热泵系统蒸发器第二入口(155A1)进入第二热泵系统蒸发器(155)中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第二热泵系统蒸发器第二出口(155B2)以及第二热泵系统第二循环水泵入口(157A)进入第二热泵系统第二循环水泵(157)，并在第二热泵系统第二循环水泵(157)的作用下经由第二热泵系统第二循环水泵出口(157B)以及第二热泵系统贫液换热器第一入口(158A1)进入第二热泵系统贫液换热器(158)，与经由解吸塔第二出口(17B2)以及第二热泵系统贫液换热器第二入口(158A2)进入第二热泵系统贫液换热器(158)中的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体进行所述第四热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第二热泵系统贫液换热器第一出口(158B1)以及第二热泵系统蒸发器第二入口
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(155A1)再次进入第二热泵系统蒸发器(155)中进行放热降温，进入下一个循环；
第二热泵系统补水箱(159)分别经由第二热泵系统第一循环水泵入口(153A)和第二热泵系统第二循环水泵入口(157A)补充第二热泵系统(15)热循环过程中损失的水分。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，第一热泵系统(14)和第二热泵系统(15)由电能驱动。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，吸收塔(12)底部的富液的温度为40℃～45℃；
经过第一热泵系统富液换热器(141)进行第一热交换后的富液的温度为50℃～55℃；经过第二热泵系统富液换热器(151)进行第二热交换后的富液的温度为75℃～85℃；经过贫富液换热器(16)进行第三热交换后的富液的温度为90℃～100℃。4.根据权利要求3所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，解吸塔(17)的底部的贫液的温度为105℃；
经过贫富液换热器(16)进行第三热交换后的贫液的温度为65℃～75℃；
经过第一热泵系统贫液换热器(148)进行第五热交换后的贫液的温度为50℃～60℃；经过贫液冷却器(22)降温后的贫液的温度为40～50℃。5.根据权利要求3所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，从解吸塔第二出口(17B2)排出的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体在进入第二热泵系统贫液换热器(158)前的温度为90℃～100℃；
经过进入第二热泵系统贫液换热器(158)进行第四热交换后的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体的温度为70℃～85℃。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，贫液冷却器(22)为水冷却器。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，二氧化碳冷却器(19)为水冷却器。
8.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述吸收剂为醇胺溶液。9.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，再沸器(18)为管壳式换热器。
10.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，第一工质和第二工质为有机工质。
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说 明 书二氧化碳捕集系统
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技术领域
[0001]
本发明涉及二氧化碳捕集回收领域，尤其涉及一种二氧化碳捕集系统。
背景技术
二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。
[0003] 目前二氧化碳捕集工艺仍主要以吸收塔和解吸塔为主体，使用醇胺溶液做吸收剂。经过吸收剂的化学吸收和解吸，获得高纯度的二氧化碳气体。二氧化碳捕集过程中主要能耗为解吸塔底再沸器，使用蒸汽加热富液以解吸二氧化碳。蒸汽热能的利用率很低，导致整个系统能量利用率低下，并且系统中多处能量未能得到及时利用和传递。因此提升整个系统最高限度的能量利用和能量重复利用率，具有重要的意义。
[0002]
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种二氧化碳捕集系统，其能有效且充分地利用二氧化碳捕集系统内部的闲置余热，降低二氧化碳捕集系统的能量损耗，提高二氧化碳捕集系统的能量利用率、富液的解吸能力、贫液的再吸收能力以及二氧化碳的捕集纯度。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种二氧化碳捕集系统，其包括风机、吸收塔、富液泵、第一热泵系统、第二热泵系统、贫富液换热器、解吸塔、再沸器、二氧化碳冷却器、气液分离器、贫液泵以及贫液冷却器。[0006] 风机具有：风机入口，用于吸入外部的二氧化碳原料气；以及风机出口。[0007] 吸收塔具有：吸收塔第一入口，连通于风机出口；吸收塔第一出口，设置于吸收塔的顶部；吸收塔第二入口，设置于吸收塔的上部；以及吸收塔第二出口，设置于吸收塔的底部。
[0008] 富液泵具有：富液泵入口，连通于吸收塔第二出口；以及富液泵出口。[0009] 第一热泵系统具有第一热泵系统富液换热器、第一热泵系统冷凝器、第一热泵系统第一循环水泵、第一热泵系统膨胀阀、第一热泵系统蒸发器、第一热泵系统压缩机、第一热泵系统第二循环水泵、第一热泵系统贫液换热器以及第一热泵系统补水箱。[0010] 其中，第一热泵系统富液换热器包括：第一热泵系统富液换热器第一入口，连通于富液泵出口；第一热泵系统富液换热器第一出口；第一热泵系统富液换热器第二入口；以及第一热泵系统富液换热器第二出口。[0011] 第一热泵系统冷凝器包括：第一热泵系统冷凝器第一入口，连通于第一热泵系统富液换热器第二出口；第一热泵系统冷凝器第一出口；第一热泵系统冷凝器第二入口；以及第一热泵系统冷凝器第二出口。
[0004]
第一热泵系统第一循环水泵包括：第一热泵系统第一循环水泵入口，连通于第一
热泵系统冷凝器第一出口；以及第一热泵系统第一循环水泵出口，连通于第一热泵系统富
[0012]
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说 明 书
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液换热器第二入口。
[0013] 第一热泵系统膨胀阀包括：第一热泵系统膨胀阀入口，连通于第一热泵系统冷凝器第二出口；以及第一热泵系统膨胀阀出口。[0014] 第一热泵系统蒸发器包括：第一热泵系统蒸发器第一入口，连通于第一热泵系统膨胀阀出口；第一热泵系统蒸发器第一出口；第一热泵系统蒸发器第二入口；以及第一热泵系统蒸发器第二出口。
[0015] 第一热泵系统压缩机包括：第一热泵系统压缩机入口，连通于第一热泵系统蒸发器第一出口；以及第一热泵系统压缩机出口，连通于第一热泵系统冷凝器第二入口。[0016] 第一热泵系统第二循环水泵包括：第一热泵系统第二循环水泵入口，连通于第一热泵系统蒸发器第二出口；以及第一热泵系统第二循环水泵出口。[0017] 第一热泵系统贫液换热器包括：第一热泵系统贫液换热器第一入口，连通于第一热泵系统第二循环水泵出口；第一热泵系统贫液换热器第一出口，连通于第一热泵系统蒸发器第二入口；第一热泵系统贫液换热器第二入口；以及第一热泵系统贫液换热器第二出口。
[0018] 第一热泵系统补水箱受控连通于第一热泵系统第一循环水泵入口和第一热泵系统第二循环水泵入口。
[0019] 第二热泵系统具有：第二热泵系统富液换热器、第二热泵系统冷凝器、第二热泵系统第一循环水泵、第二热泵系统膨胀阀、第二热泵系统蒸发器、第二热泵系统压缩机、第二热泵系统第二循环水泵、第二热泵系统贫液换热器以及第二热泵系统补水箱。[0020] 其中，第二热泵系统富液换热器包括：第二热泵系统富液换热器第一入口，连通于第一热泵系统富液换热器第一出口；第二热泵系统富液换热器第一出口；第二热泵系统富液换热器第二入口；以及第二热泵系统富液换热器第二出口。[0021] 第二热泵系统冷凝器包括：第二热泵系统冷凝器第一入口，连通于第二热泵系统富液换热器第二出口；第二热泵系统冷凝器第一出口；第二热泵系统冷凝器第二入口；以及第二热泵系统冷凝器第二出口。
[0022] 第二热泵系统第一循环水泵包括：第二热泵系统第一循环水泵入口，连通于第二热泵系统冷凝器第一出口；以及第二热泵系统第一循环水泵出口，连通于第二热泵系统富液换热器第二入口。
[0023] 第二热泵系统膨胀阀包括：第二热泵系统膨胀阀入口，连通于第二热泵系统冷凝器第二出口；以及第二热泵系统膨胀阀出口。[0024] 第二热泵系统蒸发器包括：第二热泵系统蒸发器第一入口，连通于第二热泵系统膨胀阀出口；第二热泵系统蒸发器第一出口；第二热泵系统蒸发器第二入口；以及第二热泵系统蒸发器第二出口。
[0025] 第二热泵系统压缩机包括：第二热泵系统压缩机入口，连通于第二热泵系统蒸发器第一出口；以及第二热泵系统压缩机出口，连通于第二热泵系统冷凝器第二入口。[0026] 第二热泵系统第二循环水泵包括：第二热泵系统第二循环水泵入口，连通于第二热泵系统蒸发器第二出口；以及第二热泵系统第二循环水泵出口。第二热泵系统贫液换热器包括：第二热泵系统贫液换热器第一入口，连通于第二热泵系统第二循环水泵出口；第二热泵系统贫液换热器第一出口，连通于第二热泵系统蒸
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发器第二入口；第二热泵系统贫液换热器第二入口；以及第二热泵系统贫液换热器第二出口。
[0028] 第二热泵系统补水箱受控连通于第二热泵系统第一循环水泵入口和第二热泵系统第二循环水泵入口；
[0029] 贫富液换热器具有：贫富液换热器第一入口，连通于第二热泵系统富液换热器第一出口；贫富液换热器第一出口；贫富液换热器第二入口；以及贫富液换热器第二出口，连通于第一热泵系统贫液换热器第二入口。[0030] 解吸塔具有：解吸塔第一入口，设置于解吸塔的上部，连通于贫富液换热器第一出口；解吸塔第一出口，设置于解吸塔的底部；解吸塔第二入口；解吸塔第二出口，设置于解吸塔的下部；以及解吸塔第三出口，设置于解吸塔的顶部，连通于第二热泵系统贫液换热器第二入口。
[0031] 再沸器具有：再沸器入口，连通于解吸塔第二出口；以及再沸器出口，连通于解吸塔第二入口。
[0032] 二氧化碳冷却器具有：二氧化碳冷却器入口，连通于第二热泵系统贫液换热器第二出口；以及二氧化碳冷却器出口。[0033] 气液分离器具有：气液分离器入口，连通于二氧化碳冷却器出口；以及气液分离器出口。
[0034] 贫液泵具有：贫液泵入口，连通于解吸塔第一出口；以及贫液泵出口，连通于贫富液换热器第二入口。
[0035] 贫液冷却器具有：贫液冷却器入口，连通于第一热泵系统贫液换热器第二出口；以及贫液冷却器出口，连通于吸收塔第二入口。[0036] 其中，外部的二氧化碳原料气经过风机入口进入风机，并在风机内加压；加压后的原料气经由风机出口以及吸收塔第一入口进入吸收塔，在吸收塔内与吸收塔的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，原料气中的二氧化碳被吸收剂吸收，变为富液，余下的原料气经由吸收塔第一出口排出；富液经由吸收塔第二出口以及富液泵入口进入富液泵，然后在富液泵的作用下经由富液泵出口以及第一热泵系统富液换热器第一入口进入第一热泵系统富液换热器进行第一热交换，以吸热升温；进行所述第一热交换后的富液经由第一热泵系统富液换热器第一出口以及第二热泵系统富液换热器第一入口进入第二热泵系统富液换热器进行第二热交换，以再次吸热升温；进行所述第二热交换后的富液经由第二热泵系统富液换热器第一出口以及贫富液换热器第一入口进入贫富液换热器进行第三热交换，以继续吸热升温；进行所述第三热交换后的富液经由贫富液换热器第一出口以及解吸塔第一入口进入解吸塔，然后经由解吸塔第二出口以及再沸器入口进入再沸器，再沸器对富液进行加热升温，解吸生成二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体和贫液；解吸生成的二氧化碳气体和贫液通过再沸器出口以及解吸塔第二入口再次进入解吸塔，二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体经由解吸塔第三出口以及第二热泵系统贫液换热器第二入口进入第二热泵系统贫液换热器进行第四热交换，以放热降温；进行所述第四热交换后的混合气体经由第二热泵系统贫液换热器第二出口以及二氧化碳冷却器入口进入二氧化碳冷却器进行降温冷却，蒸汽和雾沫变成水和泡沫；冷却后的混合气体经由二氧化碳冷却器出口以及气液分离器入口进入气液分离器，除去混合气体内的水和泡沫，分离出的二氧化碳气体经由气液分离器
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出口向外供给；解吸生成的贫液经由解吸塔第一出口以及贫液泵入口进入贫液泵，并在贫液泵的作用下，经由贫液泵出口以及贫富液换热器第二入口进入贫富液换热器，与经由第二热泵系统富液换热器第一出口以及贫富液换热器第一入口进入贫富液换热器中的富液进行所述第三热交换，以放热降温；进行所述第三热交换后的贫液通过贫富液换热器第二出口以及第一热泵系统贫液换热器第二入口进入第一热泵系统贫液换热器进行第五热交换，以再次放热降温；进行所述第五热交换后的贫液经由第一热泵系统贫液换热器第二出口以及贫液冷却器入口进入贫液冷却器，以在贫液冷却器内降温冷却；冷却后的贫液通过贫液冷却器出口以及吸收塔第二入口再次进入吸收塔，作为吸收剂自塔顶喷淋而下吸收二氧化碳气体变成富液，进行下一个循环。[0037] 在第一热泵系统中，第一热泵系统压缩机、第一热泵系统冷凝器、第一热泵系统膨胀阀、第一热泵系统蒸发器形成第一工质的循环回路，气态第一工质在第一热泵系统压缩机中进行压缩，然后经由第一热泵系统压缩机出口以及第一热泵系统冷凝器第二入口进入第一热泵系统冷凝器进行热交换，气态第一工质冷却为液态第一工质；液态第一工质则经由第一热泵系统冷凝器第二出口以及第一热泵系统膨胀阀入口进入第一热泵系统膨胀阀进行节流；然后节流后的液态第一工质经由第一热泵系统膨胀阀出口以及第一热泵系统蒸发器第一入口进入第一热泵系统蒸发器进行热交换，液态第一工质吸收热量蒸发变为气态第一工质；气态第一工质经由第一热泵系统蒸发器第一出口以及第一热泵系统压缩机入口返回至第一热泵系统压缩机，进入下一个循环；气态第一工质在第一热泵系统冷凝器中冷却为液态第一工质时放出热量，并对经由第一热泵系统冷凝器第一入口进入第一热泵系统冷凝器中的水进行加热；加热后的水经由第一热泵系统冷凝器第一出口以及第一热泵系统第一循环水泵入口进入第一热泵系统第一循环水泵，并在第一热泵系统第一循环水泵作用下经由第一热泵系统第一循环水泵出口以及第一热泵系统富液换热器第二入口进入第一热泵系统富液换热器，与经由富液泵出口以及第一热泵系统富液换热器第一入口进入第一热泵系统富液换热器的富液进行所述第一热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第一热泵系统富液换热器第二出口以及第一热泵系统冷凝器第一入口再次进入第一热泵系统冷凝器，与经由第一热泵系统压缩机出口以及第一热泵系统冷凝器第二入口进入第一热泵系统冷凝器中的气态第一工质进行热交换，水吸热升温，之后经由第一热泵系统冷凝器第一出口以及第一热泵系统第一循环水泵入口返回至第一热泵系统第一循环水泵，进入下一个循环；液态第一工质在第一热泵系统蒸发器中蒸发为气态第一工质吸收热量，并对经由第一热泵系统蒸发器第二入口进入第一热泵系统蒸发器中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第一热泵系统蒸发器第二出口以及第一热泵系统第二循环水泵入口进入第一热泵系统第二循环水泵，并在第一热泵系统第二循环水泵的作用下经由第一热泵系统第二循环水泵出口以及第一热泵系统贫液换热器第一入口进入第一热泵系统贫液换热器，与经由贫富液换热器第二出口以及第一热泵系统贫液换热器第二入口进入第一热泵系统贫液换热器的贫液进行所述第五热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第一热泵系统贫液换热器第一出口以及第一热泵系统蒸发器第二入口再次进入蒸发器进行热交换，水放热降温，进入下一个循环；第一热泵系统补水箱分别经由第一热泵系统第一循环水泵入口和第一热泵系统第二循环水泵入口补充第一热泵系统热循环过程中损失的水分；[0038] 在第二热泵系统中，第二热泵系统压缩机、第二热泵系统冷凝器、第二热泵系统膨
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胀阀、第二热泵系统蒸发器形成第二工质的循环回路；气态第二工质在第二热泵系统压缩机中进行压缩，然后经由第二热泵系统压缩机出口以及第二热泵系统冷凝器第二入口进入第二热泵系统冷凝器进行热交换，气态第二工质冷却为液态第二工质；液态第二工质则经由第二热泵系统冷凝器第二出口以及第二热泵系统膨胀阀入口进入第二热泵系统膨胀阀进行节流；然后节流后的液态第二工质通过第二热泵系统膨胀阀出口以及第二热泵系统蒸发器第一入口进入第二热泵系统蒸发器进行热交换，液态工质吸收热量蒸发变为气态第二工质；气态第二工质经由第二热泵系统蒸发器第一出口以及第二热泵系统压缩机入口返回至第二热泵系统压缩机，进入下一个循环；气态第二工质在第二热泵系统冷凝器中冷却为液态工质时放出热量，并对经由第二热泵系统冷凝器第一入口进入第二热泵系统冷凝器中的水进行加热；加热后的水通过第二热泵系统冷凝器第一出口以及第二热泵系统第一循环水泵入口进入第二热泵系统第一循环水泵，并在第二热泵系统第一循环水泵作用下经由第二热泵系统第一循环水泵出口以及第二热泵系统富液换热器第二入口进入第二热泵系统富液换热器，与经由第一热泵系统富液换热器第一出口以及第二热泵系统富液换热器第一入口进入第二热泵系统富液换热器中的富液进行所述第二热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第二热泵系统富液换热器第二出口以及第二热泵系统冷凝器第一入口再次进入第二热泵系统冷凝器，进行下一个循环；液态第二工质在第二热泵系统蒸发器中蒸发为气态工质时吸收热量，并对经由第二热泵系统蒸发器第二入口进入第二热泵系统蒸发器中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第二热泵系统蒸发器第二出口以及第二热泵系统第二循环水泵入口进入第二热泵系统第二循环水泵，并在第二热泵系统第二循环水泵的作用下经由第二热泵系统第二循环水泵出口以及第二热泵系统贫液换热器第一入口进入第二热泵系统贫液换热器，与经由解吸塔第二出口以及第二热泵系统贫液换热器第二入口进入第二热泵系统贫液换热器中的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体进行所述第四热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第二热泵系统贫液换热器第一出口以及第二热泵系统蒸发器第二入口再次进入第二热泵系统蒸发器中进行放热降温，进入下一个循环；第二热泵系统补水箱分别经由第二热泵系统第一循环水泵入口和第二热泵系统第二循环水泵入口补充第二热泵系统热循环过程中损失的水分。[0039] 本发明的有益效果如下：在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，基于风机、吸收塔、富液泵、第一热泵系统、第二热泵系统、贫富液换热器、解吸塔、再沸器、二氧化碳冷却器、气液分离器、贫液泵以及贫液冷却器的设置，能够有效地且充分地利用二氧化碳捕集系统内部的闲置余热，降低二氧化碳捕集系统的能量损耗，提高二氧化碳捕集系统的能量利用率、富液的解吸能力、贫液的再吸收能力以及二氧化碳的捕集纯度。具体地，从吸收塔排出的富液经由来自二氧化碳捕集系统内部的余热进行的第一热交换、第二热交换以及第三热交换后被充分加热，提高了进入解吸塔之前的解吸温度，从而有利于解吸容易进行，提高了富液的解吸能力以及二氧化碳的捕集纯度，降低了对再沸器的加热解吸的能量需求；从解吸塔第一出口排出的贫液经由第三热交换和第五热交换被充分降温，同时使得贫液的余热被充分利用；从解吸塔第三出口排出的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体经由第四热交换放热降温，使得预热被充分利用；第一热交换和第二热交换在第一热泵系统中经由第一工质间接耦合，动态实现了余热的充分回收利用；第三热交换和第二热交换在第二热泵系统中经由第二工质间接耦合，动态实现了余热的充分回收利用。
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附图说明
[0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074]
图1为根据发明的二氧化碳捕集系统的示意图。
其中，附图标记说明如下：11 风机
11A 风机入口11B 风机出口12 吸收塔
12A1 吸收塔第一入口12B1 吸收塔第一出口12A2 吸收塔第二入口12B2 吸收塔第二出口13 富液泵
13A 富液泵入口13B 富液泵出口14 第一热泵系统
141 第一热泵系统富液换热器
141A1 第一热泵系统富液换热器第一入口141B1 第一热泵系统富液换热器第一出口141A2 第一热泵系统富液换热器第二入口141B2 第一热泵系统富液换热器第二出口142 第一热泵系统冷凝器
142A1 第一热泵系统冷凝器第一入口142B1 第一热泵系统冷凝器第一出口142A2 第一热泵系统冷凝器第二入口142B2 第一热泵系统冷凝器第二出口143 第一热泵系统第一循环水泵
143A 第一热泵系统第一循环水泵入口143B 第一热泵系统第一循环水泵出口144 第一热泵系统膨胀阀
144A 第一热泵系统膨胀阀入口144B 第一热泵系统膨胀阀出口145 第一热泵系统蒸发器
145A1 第一热泵系统蒸发器第一入口145B1 第一热泵系统蒸发器第一出口145A2 第一热泵系统蒸发器第二入口
145B2 第一热泵系统蒸发器第二出口
[0075] 146 第一热泵系统压缩机
[0076] 146A 第一热泵系统压缩机入口
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CN 105126586 A[0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] [0093] [0094] [0095] [0096] [0097] [0098] [0099] [0100] [0101] [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] [0108] [0109] [0110] [0111] [0112] [0113]
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146B 第一热泵系统压缩机出口
147 第一热泵系统第二循环水泵
147A 第一热泵系统第二循环水泵入口147B 第一热泵系统第二循环水泵出口148 第一热泵系统贫液换热器
148A1 第一热泵系统贫液换热器第一入口148B1 第一热泵系统贫液换热器第一出口148A2 第一热泵系统贫液换热器第二入口148B2 第一热泵系统贫液换热器第二出口149 第一热泵系统补水箱15 第二热泵系统
151 第二热泵系统富液换热器
151A1 第二热泵系统富液换热器第一入口151B1 第二热泵系统富液换热器第一出口151A2 第二热泵系统富液换热器第二入口151B2 第二热泵系统富液换热器第二出口152 第二热泵系统冷凝器
152A1 第二热泵系统冷凝器第一入口152B1 第二热泵系统冷凝器第一出口152A2 第二热泵系统冷凝器第二入口152B2 第二热泵系统冷凝器第二出口153 第二热泵系统第一循环水泵
153A 第二热泵系统第一循环水泵入口153B 第二热泵系统第一循环水泵出口154 第二热泵系统膨胀阀
154A 第二热泵系统膨胀阀入口154B 第二热泵系统膨胀阀出口155 第二热泵系统蒸发器
155A1 第二热泵系统蒸发器第一入口155B1 第二热泵系统蒸发器第一出口155A1 第二热泵系统蒸发器第二入口155B2 第二热泵系统蒸发器第二出口156 第二热泵系统压缩机
156A 第二热泵系统压缩机入口156B 第二热泵系统压缩机出口157 第二热泵系统第二循环水泵
157A 第二热泵系统第二循环水泵入口
[0114] 157B 第二热泵系统第二循环水泵出口[0115] 158 第二热泵系统贫液换热器
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CN 105126586 A[0116] [0117] [0118] [0119] [0120] [0121] [0122] [0123] [0124] [0125] [0126] [0127] [0128] [0129] [0130] [0131] [0132] [0133] [0134] [0135] [0136] [0137] [0138] [0139] [0140] [0141] [0142] [0143] [0144] [0145] [0146]
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158A1 第二热泵系统贫液换热器第一入口
158B1 第二热泵系统贫液换热器第一出口158A2 第二热泵系统贫液换热器第二入口158B2 第二热泵系统贫液换热器第二出口159 第二热泵系统补水箱16 贫富液换热器
16A1 贫富液换热器第一入口16B1 贫富液换热器第一出口16A2 贫富液换热器第二入口16B2 贫富液换热器第二出口17 解吸塔
17A1 解吸塔第一入口17B1 解吸塔第一出口17A2 解吸塔第二入口17B2 解吸塔第二出口17B3 解吸塔第三出口18 再沸器
18A 再沸器入口18B 再沸器出口19 二氧化碳冷却器
19A 二氧化碳冷却器入口19B 二氧化碳冷却器出口20 气液分离器
20A 气液分离器入口20B 气液分离器出口21 贫液泵
21A 贫液泵入口21B 贫液泵出口22 贫液冷却器
22A 贫液冷却器入口22B 贫液冷却器出口
具体实施方式
[0147] 下面参照附图来详细说明根据本发明的二氧化碳捕集系统。[0148] 参照图1，根据本发明的二氧化碳捕集系统包括风机11、吸收塔12、富液泵13、第一热泵系统14、第二热泵系统15、贫富液换热器16、解吸塔17、再沸器18、二氧化碳冷却器19、气液分离器20、贫液泵21以及贫液冷却器22。
[0149]
风机11具有：风机入口11A，用于吸入外部的二氧化碳原料气；以及风机出口
11B。
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吸收塔12具有：吸收塔第一入口12A1，连通于风机出口11B；吸收塔第一出口12B1，设置于吸收塔12的顶部；吸收塔第二入口12A2，设置于吸收塔12的上部；以及吸收塔第二出口12B2，设置于吸收塔12的底部。[0151] 富液泵13具有：富液泵入口13A，连通于吸收塔第二出口12B2；以及富液泵出口13B。
[0152] 第一热泵系统14具有第一热泵系统富液换热器141、第一热泵系统冷凝器142、第一热泵系统第一循环水泵143、第一热泵系统膨胀阀144、第一热泵系统蒸发器145、第一热泵系统压缩机146、第一热泵系统第二循环水泵147、第一热泵系统贫液换热器148以及第一热泵系统补水箱149。[0153] 其中，第一热泵系统富液换热器141包括：第一热泵系统富液换热器第一入口141A1，连通于富液泵出口13B；第一热泵系统富液换热器第一出口141B1；第一热泵系统富液换热器第二入口141A2；以及第一热泵系统富液换热器第二出口141B2。[0154] 第一热泵系统冷凝器142包括：第一热泵系统冷凝器第一入口142A1，连通于第一热泵系统富液换热器第二出口141B2；第一热泵系统冷凝器第一出口142B1；第一热泵系统冷凝器第二入口142A2；以及第一热泵系统冷凝器第二出口142B2。[0155] 第一热泵系统第一循环水泵143包括：第一热泵系统第一循环水泵入口143A，连通于第一热泵系统冷凝器第一出口142B1；以及第一热泵系统第一循环水泵出口143B，连通于第一热泵系统富液换热器第二入口141A2。[0156] 第一热泵系统膨胀阀144包括：第一热泵系统膨胀阀入口144A，连通于第一热泵系统冷凝器第二出口142B2；以及第一热泵系统膨胀阀出口144B。[0157] 第一热泵系统蒸发器145包括：第一热泵系统蒸发器第一入口145A1，连通于第一热泵系统膨胀阀出口144B；第一热泵系统蒸发器第一出口145B1；第一热泵系统蒸发器第二入口145A2；以及第一热泵系统蒸发器第二出口145B2。[0158] 第一热泵系统压缩机146包括：第一热泵系统压缩机入口146A，连通于第一热泵系统蒸发器第一出口145B1；以及第一热泵系统压缩机出口146B，连通于第一热泵系统冷凝器第二入口142A2。
[0159] 第一热泵系统第二循环水泵147包括：第一热泵系统第二循环水泵入口147A，连通于第一热泵系统蒸发器第二出口145B2；以及第一热泵系统第二循环水泵出口147B。[0160] 第一热泵系统贫液换热器148包括：第一热泵系统贫液换热器第一入口148A1，连通于第一热泵系统第二循环水泵出口147B；第一热泵系统贫液换热器第一出口148B1，连通于第一热泵系统蒸发器第二入口145A2；第一热泵系统贫液换热器第二入口148A2；以及第一热泵系统贫液换热器第二出口148B2。
[0161] 第一热泵系统补水箱149受控连通于第一热泵系统第一循环水泵入口143A和第一热泵系统第二循环水泵入口147A。[0162] 第二热泵系统15具有：第二热泵系统富液换热器151、第二热泵系统冷凝器152、第二热泵系统第一循环水泵153、第二热泵系统膨胀阀154、第二热泵系统蒸发器155、第二热泵系统压缩机156、第二热泵系统第二循环水泵157、第二热泵系统贫液换热器158以及第二热泵系统补水箱159。[0163] 其中，第二热泵系统富液换热器151包括：第二热泵系统富液换热器第一入口
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151A1，连通于第一热泵系统富液换热器第一出口141B1；第二热泵系统富液换热器第一出口151B1；第二热泵系统富液换热器第二入口151A2；以及第二热泵系统富液换热器第二出口151B2。
[0164] 第二热泵系统冷凝器152包括：第二热泵系统冷凝器第一入口152A1，连通于第二热泵系统富液换热器第二出口151B2；第二热泵系统冷凝器第一出口152B1；第二热泵系统冷凝器第二入口152A2；以及第二热泵系统冷凝器第二出口152B2。[0165] 第二热泵系统第一循环水泵153包括：第二热泵系统第一循环水泵入口153A，连通于第二热泵系统冷凝器第一出口152B1；以及第二热泵系统第一循环水泵出口153B，连通于第二热泵系统富液换热器第二入口151A2。[0166] 第二热泵系统膨胀阀154包括：第二热泵系统膨胀阀入口154A，连通于第二热泵系统冷凝器第二出口152B2；以及第二热泵系统膨胀阀出口154B。[0167] 第二热泵系统蒸发器155包括：第二热泵系统蒸发器第一入口155A1，连通于第二热泵系统膨胀阀出口154B；第二热泵系统蒸发器第一出口155B1；第二热泵系统蒸发器第二入口155A1；以及第二热泵系统蒸发器第二出口155B2。[0168] 第二热泵系统压缩机156包括：第二热泵系统压缩机入口156A，连通于第二热泵系统蒸发器第一出口155B1；以及第二热泵系统压缩机出口156B，连通于第二热泵系统冷凝器第二入口152A2。
[0169] 第二热泵系统第二循环水泵157包括：第二热泵系统第二循环水泵入口157A，连通于第二热泵系统蒸发器第二出口155B2；以及第二热泵系统第二循环水泵出口157B。[0170] 第二热泵系统贫液换热器158包括：第二热泵系统贫液换热器第一入口158A1，连通于第二热泵系统第二循环水泵出口157B；第二热泵系统贫液换热器第一出口158B1，连通于第二热泵系统蒸发器第二入口155A1；第二热泵系统贫液换热器第二入口158A2；以及第二热泵系统贫液换热器第二出口158B2。
[0171] 第二热泵系统补水箱159受控连通于第二热泵系统第一循环水泵入口153A和第二热泵系统第二循环水泵入口157A；[0172] 贫富液换热器16具有：贫富液换热器第一入口16A1，连通于第二热泵系统富液换热器第一出口151B1；贫富液换热器第一出口16B1；贫富液换热器第二入口16A2；以及贫富液换热器第二出口16B2，连通于第一热泵系统贫液换热器第二入口148A2。[0173] 解吸塔17具有：解吸塔第一入口17A1，设置于解吸塔17的上部，连通于贫富液换热器第一出口16B1；解吸塔第一出口17B1，设置于解吸塔17的底部；解吸塔第二入口17A2；解吸塔第二出口17B2，设置于解吸塔17的下部；以及解吸塔第三出口17B3，设置于解吸塔17的顶部，连通于第二热泵系统贫液换热器第二入口158A2。[0174] 再沸器18具有：再沸器入口18A，连通于解吸塔第二出口17B2；以及再沸器出口18B，连通于解吸塔第二入口17A2。[0175] 二氧化碳冷却器19具有：二氧化碳冷却器入口19A，连通于第二热泵系统贫液换热器第二出口158B2；以及二氧化碳冷却器出口19B。气液分离器20具有：气液分离器入口20A，连通于二氧化碳冷却器出口19B；以及气液分离器出口20B。
[0177] 贫液泵21具有：贫液泵入口21A，连通于解吸塔第一出口17B1；以及贫液泵出口
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21B，连通于贫富液换热器第二入口16A2。[0178] 贫液冷却器22具有：贫液冷却器入口22A，连通于第一热泵系统贫液换热器第二出口148B2；以及贫液冷却器出口22B，连通于吸收塔第二入口12A2。[0179] 其中，外部的二氧化碳原料气经过风机入口11A进入风机11，并在风机11内加压；加压后的原料气经由风机出口11B以及吸收塔第一入口12A1进入吸收塔12，在吸收塔12内与吸收塔12的上部喷淋而下的吸收剂逆流接触，原料气中的二氧化碳被吸收剂吸收，变为富液，余下的原料气经由吸收塔第一出口12B1排出；富液经由吸收塔第二出口12B2以及富液泵入口13A进入富液泵13，然后在富液泵13的作用下经由富液泵出口13B以及第一热泵系统富液换热器第一入口141A1进入第一热泵系统富液换热器141进行第一热交换，以吸热升温；进行所述第一热交换后的富液经由第一热泵系统富液换热器第一出口141B1以及第二热泵系统富液换热器第一入口151A1进入第二热泵系统富液换热器151进行第二热交换，以再次吸热升温；进行所述第二热交换后的富液经由第二热泵系统富液换热器第一出口151B1以及贫富液换热器第一入口16A1进入贫富液换热器16进行第三热交换，以继续吸热升温；进行所述第三热交换后的富液经由贫富液换热器第一出口16B1以及解吸塔第一入口17A1进入解吸塔17，然后经由解吸塔第二出口17B2以及再沸器入口18A进入再沸器18，再沸器18对富液进行加热升温，解吸生成二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体和贫液；解吸生成的二氧化碳气体和贫液通过再沸器出口18B以及解吸塔第二入口17A2再次进入解吸塔17，二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体经由解吸塔第三出口17B3以及第二热泵系统贫液换热器第二入口158A2进入第二热泵系统贫液换热器158进行第四热交换，以放热降温；进行所述第四热交换后的混合气体经由第二热泵系统贫液换热器第二出口158B2以及二氧化碳冷却器入口19A进入二氧化碳冷却器19进行降温冷却，蒸汽和雾沫变成水和泡沫；冷却后的混合气体经由二氧化碳冷却器出口19B以及气液分离器入口20A进入气液分离器20，除去混合气体内的水和泡沫，分离出的二氧化碳气体经由气液分离器出口20B向外供给；解吸生成的贫液经由解吸塔第一出口17B1以及贫液泵入口21A进入贫液泵21，并在贫液泵21的作用下，经由贫液泵出口21B以及贫富液换热器第二入口16A2进入贫富液换热器16，与经由第二热泵系统富液换热器第一出口151B1以及贫富液换热器第一入口16A1进入贫富液换热器16中的富液进行所述第三热交换，以放热降温；进行所述第三热交换后的贫液通过贫富液换热器第二出口16B2以及第一热泵系统贫液换热器第二入口148A2进入第一热泵系统贫液换热器148进行第五热交换，以再次放热降温；进行所述第五热交换后的贫液经由第一热泵系统贫液换热器第二出口148B2以及贫液冷却器入口22A进入贫液冷却器22，以在贫液冷却器22内降温冷却；冷却后的贫液通过贫液冷却器出口22B以及吸收塔第二入口12A2再次进入吸收塔12，作为吸收剂自塔顶喷淋而下吸收二氧化碳气体变成富液，进行下一个循环。[0180] 在第一热泵系统14中，第一热泵系统压缩机146、第一热泵系统冷凝器142、第一热泵系统膨胀阀144、第一热泵系统蒸发器145形成第一工质的循环回路，气态第一工质在第一热泵系统压缩机146中进行压缩，然后经由第一热泵系统压缩机出口146B以及第一热泵系统冷凝器第二入口142A2进入第一热泵系统冷凝器142进行热交换，气态第一工质冷却为液态第一工质；液态第一工质则经由第一热泵系统冷凝器第二出口142B2以及第一热泵系统膨胀阀入口144A进入第一热泵系统膨胀阀144进行节流；然后节流后的液态第
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一工质经由第一热泵系统膨胀阀出口144B以及第一热泵系统蒸发器第一入口145A1进入第一热泵系统蒸发器145进行热交换，液态第一工质吸收热量蒸发变为气态第一工质；气态第一工质经由第一热泵系统蒸发器第一出口145B1以及第一热泵系统压缩机入口146A返回至第一热泵系统压缩机146，进入下一个循环；气态第一工质在第一热泵系统冷凝器142中冷却为液态第一工质时放出热量，并对经由第一热泵系统冷凝器第一入口142A1进入第一热泵系统冷凝器142中的水进行加热；加热后的水经由第一热泵系统冷凝器第一出口142B1以及第一热泵系统第一循环水泵入口143A进入第一热泵系统第一循环水泵143，并在第一热泵系统第一循环水泵143作用下经由第一热泵系统第一循环水泵出口143B以及第一热泵系统富液换热器第二入口141A2进入第一热泵系统富液换热器141，与经由富液泵出口13B以及第一热泵系统富液换热器第一入口141A1进入第一热泵系统富液换热器141的富液进行所述第一热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第一热泵系统富液换热器第二出口141B2以及第一热泵系统冷凝器第一入口142A1再次进入第一热泵系统冷凝器142，与经由第一热泵系统压缩机出口146B以及第一热泵系统冷凝器第二入口142A2进入第一热泵系统冷凝器142中的气态第一工质进行热交换，水吸热升温，之后经由第一热泵系统冷凝器第一出口142B1以及第一热泵系统第一循环水泵入口143A返回至第一热泵系统第一循环水泵143，进入下一个循环；液态第一工质在第一热泵系统蒸发器145中蒸发为气态第一工质吸收热量，并对经由第一热泵系统蒸发器第二入口145A2进入第一热泵系统蒸发器145中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第一热泵系统蒸发器第二出口145B2以及第一热泵系统第二循环水泵入口147A进入第一热泵系统第二循环水泵147，并在第一热泵系统第二循环水泵147的作用下经由第一热泵系统第二循环水泵出口147B以及第一热泵系统贫液换热器第一入口148A1进入第一热泵系统贫液换热器148，与经由贫富液换热器第二出口16B2以及第一热泵系统贫液换热器第二入口148A2进入第一热泵系统贫液换热器148的贫液进行所述第五热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第一热泵系统贫液换热器第一出口148B1以及第一热泵系统蒸发器第二入口145A2再次进入蒸发器进行热交换，水放热降温，进入下一个循环；第一热泵系统补水箱149分别经由第一热泵系统第一循环水泵入口143A和第一热泵系统第二循环水泵入口147A补充第一热泵系统14热循环过程中损失的水分；
[0181] 在第二热泵系统15中，第二热泵系统压缩机156、第二热泵系统冷凝器152、第二热泵系统膨胀阀154、第二热泵系统蒸发器155形成第二工质的循环回路；气态第二工质在第二热泵系统压缩机156中进行压缩，然后经由第二热泵系统压缩机出口156B以及第二热泵系统冷凝器第二入口152A2进入第二热泵系统冷凝器152进行热交换，气态第二工质冷却为液态第二工质；液态第二工质则经由第二热泵系统冷凝器第二出口152B2以及第二热泵系统膨胀阀入口154A进入第二热泵系统膨胀阀154进行节流；然后节流后的液态第二工质通过第二热泵系统膨胀阀出口154B以及第二热泵系统蒸发器第一入口155A1进入第二热泵系统蒸发器155进行热交换，液态工质吸收热量蒸发变为气态第二工质；气态第二工质经由第二热泵系统蒸发器第一出口155B1以及第二热泵系统压缩机入口156A返回至第二热泵系统压缩机156，进入下一个循环；气态第二工质在第二热泵系统冷凝器152中冷却为液态工质时放出热量，并对经由第二热泵系统冷凝器第一入口152A1进入第二热泵系统冷凝器152中的水进行加热；加热后的水通过第二热泵系统冷凝器第一出口152B1以及第
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二热泵系统第一循环水泵入口153A进入第二热泵系统第一循环水泵153，并在第二热泵系统第一循环水泵153作用下经由第二热泵系统第一循环水泵出口153B以及第二热泵系统富液换热器第二入口151A2进入第二热泵系统富液换热器151，与经由第一热泵系统富液换热器第一出口141B1以及第二热泵系统富液换热器第一入口151A1进入第二热泵系统富液换热器151中的富液进行所述第二热交换，水放热降温，然后放热降温的水经由第二热泵系统富液换热器第二出口151B2以及第二热泵系统冷凝器第一入口152A1再次进入第二热泵系统冷凝器152，进行下一个循环；液态第二工质在第二热泵系统蒸发器155中蒸发为气态工质时吸收热量，并对经由第二热泵系统蒸发器第二入口155A1进入第二热泵系统蒸发器155中的水进行吸热冷却；冷却后的水经由第二热泵系统蒸发器第二出口155B2以及第二热泵系统第二循环水泵入口157A进入第二热泵系统第二循环水泵157，并在第二热泵系统第二循环水泵157的作用下经由第二热泵系统第二循环水泵出口157B以及第二热泵系统贫液换热器第一入口158A1进入第二热泵系统贫液换热器158，与经由解吸塔第二出口17B2以及第二热泵系统贫液换热器第二入口158A2进入第二热泵系统贫液换热器158中的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体进行所述第四热交换，水吸热升温，然后吸热升温的水经由第二热泵系统贫液换热器第一出口158B1以及第二热泵系统蒸发器第二入口155A1再次进入第二热泵系统蒸发器155中进行放热降温，进入下一个循环；第二热泵系统补水箱159分别经由第二热泵系统第一循环水泵入口153A和第二热泵系统第二循环水泵入口157A补充第二热泵系统15热循环过程中损失的水分。[0182] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，基于风机11、吸收塔12、富液泵13、第一热泵系统14、第二热泵系统15、贫富液换热器16、解吸塔17、再沸器18、二氧化碳冷却器19、气液分离器20、贫液泵21以及贫液冷却器22的设置，能够有效地且充分地利用二氧化碳捕集系统内部的闲置余热，降低二氧化碳捕集系统的能量损耗，提高二氧化碳捕集系统的能量利用率、富液的解吸能力、贫液的再吸收能力以及二氧化碳的捕集纯度。具体地，从吸收塔12排出的富液经由来自二氧化碳捕集系统内部的余热进行的第一热交换、第二热交换以及第三热交换后被充分加热，提高了进入解吸塔17之前的解吸温度，从而有利于解吸容易进行，提高了富液的解吸能力以及二氧化碳的捕集纯度，降低了对再沸器18的加热解吸的能量需求；从解吸塔第一出口17B1排出的贫液经由第三热交换和第五热交换被充分降温，同时使得贫液的余热被充分利用；从解吸塔第三出口17B3排出的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体经由第四热交换放热降温，使得预热被充分利用；第一热交换和第二热交换在第一热泵系统14系统中经由第一工质间接耦合，动态实现了余热的充分回收利用；第三热交换和第二热交换在第二热泵系统15中经由第二工质间接耦合，动态实现了余热的充分回收利用。
[0183] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，第一热泵系统14和第二热泵系统15由电能驱动。第一热泵系统14和第二热泵系统15实质上是一种热量提升装置，工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4～7倍于电能的热量。[0184] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，吸收塔12底部的富液的温度可为40℃～45℃。经过第一热泵系统富液换热器141进行第一热交换后的富液的温度可为50℃～55℃。经过第二热泵系统富液换热器151进行第二热交换后的富液的温度可为75℃～85℃。经过贫富液换热器16进行第三热交换后的富液的温度可为90℃～100℃。
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在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，解吸塔17的底部的贫液的温度可为105℃。经过贫富液换热器16进行第三热交换后的贫液的温度可为65℃～75℃。经过第一热泵系统贫液换热器148进行第五热交换后的贫液的温度可为50℃～60℃。经过贫液冷却器22降温后的贫液的温度可为40～50℃。[0186] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，从解吸塔第二出口17B2排出的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体在进入第二热泵系统贫液换热器158前的温度可为90℃～100℃。二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体在换热过程中水蒸气发生凝结，释放出大量凝结热。经过进入第二热泵系统贫液换热器158进行第四热交换的二氧化碳气体、蒸汽及雾沫的混合气体的温度可为70℃～85℃。
[0187] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，贫液冷却器22可为水冷却器。[0188] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，二氧化碳冷却器19可为水冷却器。[0189] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，所述吸收剂可为醇胺溶液。[0190] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，再沸器18可为管壳式换热器。[0191] 在根据本发明的二氧化碳捕集系统中，第一工质可为有机工质。第二工质可为有机工质。
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