本實用新型涉及環(huán)保低碳與能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用水泥生產(chǎn)線工藝裝備特點及煙氣成份特性，以水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄余熱能和/或造成不利影響的高溫?zé)崮転橹饕茉吹腃O₂連續(xù)捕集及發(fā)電的裝置。

背景技術(shù)：

氣候變化已成為影響人類生存和發(fā)展的問題之一，而工業(yè)排放的二氧化碳被認為是導(dǎo)致氣候變暖的主要原因，我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，以煤炭為主的一次能源和以火力發(fā)電為主的二次能源結(jié)構(gòu)，隨著經(jīng)濟總量的迅速增長，一次能源和二次能源的CO₂排放具有增長快、總量大的特點，而當前碳減排和應(yīng)對氣候變化的CCS或CCUS技術(shù)的高投資、高捕集成本的運氣經(jīng)濟性成為了推廣應(yīng)用的嚴重障礙，現(xiàn)有的CCS或CCUS技術(shù)的研究及示范應(yīng)用主要集中在必須分離去除高濃度CO₂的煤化工、合成氣與煤電領(lǐng)域，而煤電領(lǐng)域集中在以IGCC煤氣化、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）技術(shù)的應(yīng)用中。

由于目前最大的CO₂排放點源主要是以煤為原料的電廠，在CO₂捕集技術(shù)領(lǐng)域或CCS技術(shù)方面將 CO₂的捕獲技術(shù)方法及系統(tǒng)稱之為燃燒前捕集、燃燒中捕集和燃燒后捕集。

（1）燃燒前捕集：主要是以IGCC煤氣化、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）技術(shù)為基礎(chǔ)，先將煤氣化，得到CO 和H₂，再經(jīng)過水蒸氣變換，CO轉(zhuǎn)為CO₂，然后通過分離或CO₂捕獲技術(shù)，分別得到高濃度的H₂和CO₂，H₂可以燃燒發(fā)電或作為無碳能源輸出。IGCC技術(shù)中實施CO₂的捕集將使能源消耗增加10～40%，噸CO₂捕集成本達20～50美元，其中CO₂捕集液再生能源約占60%。

（2）燃燒中捕集：又稱富氧燃燒捕集技術(shù)，空氣中所含大量的氮氣除去，得到高純度的O₂，然后將高濃度O₂引入燃燒系統(tǒng)，利于CO₂的進一步捕獲和處理，或以純氧作為助燃劑，同時在燃燒過程中對鍋爐內(nèi)加壓，使得燃燒后煙氣中的主要成分為CO₂和水，分離水后，這樣煙氣中高濃度的CO₂氣體可以直接進行壓縮捕捉。富氧燃燒捕集技術(shù)除投資高、運行成本高外，增加能源消耗20～50%，噸CO₂捕集成本達50～90美元。

（3）燃燒后捕集：指直接對電廠燃燒后的煙氣實施CO₂的分離和捕集，捕集裝置位于電廠煙氣排放下游，可分為化學(xué)吸收法、物理吸附法、膜分離法、化學(xué)鏈分離法等。由于電廠排放的CO₂濃度低、壓力小，導(dǎo)致能耗及成本過大，尚不適宜大規(guī)模推廣。

目前，CO₂捕集即CO₂的分離和提純過程， 已實現(xiàn)工業(yè)化的方法包括溶劑吸收法、吸附法、膜法和低溫分離法等，這些方法大多能采用的是間隙式捕集。其中的溶劑吸收法包括化學(xué)吸收法、物理吸收法和物理化學(xué)吸收法， 已經(jīng)被證實是目前所有CO₂吸收方法當中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛， 而且具有適合進行大規(guī)模CO₂捕捉潛力的技術(shù)方案。但捕獲工藝復(fù)雜，投資大，易產(chǎn)生二次污染且有些溶劑具有毒性，溶劑需要再生需消耗大量能源，捕集成本高。其中的膜分離技術(shù)是借助混合氣體中各組分在膜中滲透速率的不同而獲得分離的方法， 目前用于分離CO₂的膜材料主要有醋酸纖維素、聚砜、聚碳酸酯等聚合物。對于大規(guī)模的CO₂捕集系統(tǒng)， 膜方法在成本上及可靠性要求上還有較大的差距。其中的變壓吸附法（PSA）的基本原理是利用吸附劑對不同氣體的吸附量隨壓力的變化而不同，該技術(shù)具有工藝過程相對簡單，能耗較低，能夠從合成氨變換氣中脫除和回收CO₂。其中的低溫分餾分離技術(shù)是在低溫下將氣體中各種組分按照工藝和要求CO2冷卻下來，然后用蒸餾法將其中各類物質(zhì)按照蒸發(fā)溫度的不同逐一加以分離。該方法適用于天然氣中CO₂、H₂S含量較高，以及在用CO₂進行3次采油時，采出氣中CO₂含量和流量出現(xiàn)較大波動等情形， 工藝設(shè)備投資費用較大，能耗較高。

迄今為止，大多數(shù)的CO₂捕集技術(shù)仍處于研發(fā)階段， 即便是實施IGCC的煤氣化、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，CO₂捕集電廠與未實施捕集技術(shù)的電廠相比，需要多消耗10％～40%的能源，CO₂捕集的高成本造成燃煤電廠也難有實施CO₂捕集的積極意愿。而當前各國CCS或CCUS技術(shù)的CO₂應(yīng)用技術(shù)也集中于液化C0驅(qū)油、驅(qū)氣、地質(zhì)與海洋封注的研究與應(yīng)用，而地質(zhì)與海洋封注客觀上造成的環(huán)境危害不可預(yù)期。

至今，在世界范圍內(nèi)的水泥生產(chǎn)領(lǐng)域雖有強調(diào)水泥企業(yè)的低碳減排問題，但尚未見任何具體的二氧化碳捕集、封閉和應(yīng)用的研究或?qū)嵺`報道。而我國的水泥實際產(chǎn)能已逾35億噸，干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線達1700多條。水泥生產(chǎn)企業(yè)為公認的高耗能高污染企業(yè)，是二氧化碳的主要排放源之一，不僅一次能源（煤）和二次能源（電）消耗大，且有大量的廢棄余熱和廢氣污染物排放，煙氣環(huán)保達標排放時其排放的廢氣中污染物成份大多波動在CO₂ 12～29%、SO₂ 80～200mg/Nm³、NOx 100～400mg/Nm³、粉塵 10～30mg/Nm³，且含有少量碳氫化合物、氟氯化合物和重金屬，水泥生產(chǎn)因其工藝過程特性其窯爐煙氣成分及性質(zhì)與煤化工合成氣、天然氣、煤電煙氣乃至IGCC氣有顯著的差異。水泥生產(chǎn)的CO₂排放可分為原料碳酸鹽的分解和燃料的燃燒產(chǎn)生的CO₂的直接排放、及生產(chǎn)工藝過程消耗的外部電力等產(chǎn)生的間接排放。據(jù)中國建筑材料科學(xué)研究總院對我國水泥工業(yè)CO₂ 排放分析，我國水泥生產(chǎn)過程原料分解、燃料燃燒和電力消耗的CO₂ 排放量分別占水泥生產(chǎn)總排放量的59%、26%、12%，綜合CO₂排放系數(shù)為0.8045t/t ，水泥行業(yè)CO₂排放因子干法水泥為0.867t/t 。我國水泥產(chǎn)能逾35億噸，由此推斷我國水泥工業(yè)的CO₂年排放量達30億噸?？梢?，我國水泥企業(yè)實施CO₂減排更凸顯緊迫性和必要性，但因尚缺失針對水泥窯煙氣具體的CO₂捕集技術(shù)的研究開發(fā)，加之現(xiàn)有CO₂捕集技術(shù)應(yīng)用的高成本問題已經(jīng)遠遠超出水泥企業(yè)可承受的能力極限，且水泥生產(chǎn)因其工藝過程特性其窯爐煙氣成分及流體性質(zhì)與煤化工合成氣、天然氣、煤電煙氣乃至IGCC氣有顯著的差異，對于本身價低（水泥價格低）利薄的水泥行業(yè)，至今尚未見任何水泥窯煙氣中CO₂捕集和應(yīng)用技術(shù)的具體研究和實踐報道。

其次，水泥生產(chǎn)過程中還有持續(xù)產(chǎn)生的大量的廢棄余熱，且廢棄余熱的溫度隨原燃材料及窯系統(tǒng)工況的變化波動大。雖然政策性節(jié)能減排幾乎所有水泥廠都建設(shè)了（窯尾）“預(yù)熱器廢氣余熱鍋爐+（窯頭）篦冷機廢氣余熱鍋爐的發(fā)電系統(tǒng)”，一般利用的是窯頭篦冷機中溫段抽取的300～400℃的廢氣余熱和預(yù)熱器300℃以上的廢氣余熱，大量的80℃～300℃的廢氣余熱不能利用而直接排空造成熱污染，同時，還有大量的其他高溫設(shè)備輻射余熱及高溫物料的高溫?zé)崮茉斐梢恍┯绊懜G工況等不利影響的高溫?zé)崮?，如水泥生產(chǎn)的主要設(shè)備—窯頭罩（內(nèi)頂部可達800℃至1450℃造成燒蝕）、篦冷機內(nèi)1300℃以上的熟料熔結(jié)堆雪人停窯、窯尾預(yù)熱器與入窯下料管850℃～950℃高溫結(jié)皮粘堵事故、以及回轉(zhuǎn)窯胴體（高溫段達300℃～500℃，低溫段達150℃～300℃）和窯尾煙室（煙室區(qū)域內(nèi)部溫度達800～1200℃）的熔粘結(jié)皮與高溫?zé)彷椛湮廴?，這些水泥生產(chǎn)中的高溫設(shè)備現(xiàn)有的余熱鍋爐不能直接用來產(chǎn)生高溫高壓水蒸汽，為能減少工作環(huán)境的強烈熱輻射污染和利用這些高溫設(shè)備的輻射熱能，的中國專利ZL201420380874.X、ZL201420562882.6所公開的“利用回轉(zhuǎn)窯筒體輻射熱能供余熱發(fā)電的裝置”及ZL201420382011.6所公開的“利用干法回轉(zhuǎn)窯窯頭罩余熱供余熱發(fā)電的裝置”，因只能用來預(yù)熱鍋爐用水和預(yù)熱空氣，不能有效解決高溫設(shè)備的輻射熱利用和熱污染，而不能普及推廣應(yīng)用，現(xiàn)有的水泥企業(yè)為防止高溫造成回轉(zhuǎn)窯報廢，設(shè)置成排的吹風(fēng)機為回轉(zhuǎn)窯的標準配置，以成排的電吹風(fēng)機持續(xù)的吹冷風(fēng)降低回轉(zhuǎn)窯的胴體溫度，不但增加電耗也造成熱污染，電耗的增加也增加了碳排放，至今國內(nèi)外尚無可有效消除回轉(zhuǎn)窯類高溫設(shè)備環(huán)境熱污染或回收利用回轉(zhuǎn)窯高溫設(shè)備輻射余熱的方法，也沒有可有效利用大量80℃～300℃低溫廢氣余熱的方式與設(shè)備。

另一方面，隨著CCS技術(shù)的發(fā)展，超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)即一種以超臨界狀態(tài)的二氧化碳為工質(zhì)的布雷頓循環(huán)系統(tǒng)已受到廣泛關(guān)注，超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)主要包括熱源、高速渦輪機、高速發(fā)電機、高速壓氣機、冷卻器等，其高效換熱器是超臨界發(fā)電系統(tǒng)工程應(yīng)用的基礎(chǔ)。其循環(huán)過程中的循環(huán)介質(zhì)為二氧化碳，在全循環(huán)過程中，二氧化碳均處于超臨界狀態(tài)，不發(fā)生相變，循環(huán)過程為超臨界二氧化碳經(jīng)壓縮機升壓——用換熱器等壓加熱二氧化碳工質(zhì)——工質(zhì)進入渦輪機推動渦輪做功帶動電機發(fā)電——工質(zhì)進入冷卻器——再進入壓縮機形成閉式循環(huán)。超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)較傳統(tǒng)的熱能發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)熱效率、總重及占地面積、污染物排放等方面表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，但其主要運動設(shè)備全部采用高速回轉(zhuǎn)運動形式，加工精度及材料性能控制要求高，且超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)要求壓縮機參數(shù)處于近臨界點，降低換熱端差，其壓縮機壓縮過程中壓縮功仍占渦輪輸出功的30%以上，實際運用的壓縮過程中壓縮功仍占到渦輪輸出功的40%到50%，即系統(tǒng)的壓縮機自耗能仍偏高。同時對于臨界點附近的換熱性能突變需充分考慮運行裕量，實現(xiàn)這些目標要求有緊湊、高效和可靠的換熱器進行快速的熱量交換，實現(xiàn)低溫差高效換熱?，F(xiàn)行超臨界二氧化碳試驗環(huán)路的熱交換大多使用印制電路板熱交換器（PCHE），它適用于高工作溫度和高工作壓力，并具有良好的擴展能力，滿足用換熱器等壓加熱二氧化碳工質(zhì)的要求，但機構(gòu)復(fù)雜，投資大，且客觀上難以適應(yīng)我國大部分水泥窯系統(tǒng)廢棄余熱溫度隨原燃材料及窯系統(tǒng)工況波動大的狀況。再者，其系統(tǒng)循環(huán)的高效率需建立在CO2冷卻器出口即壓氣機吸入口（循環(huán)起點）的二氧化碳仍處于32℃、7.4MPa超臨界狀態(tài)的臨界點上，超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)運行狀態(tài)控制難度大，仍需要開展控制研究。

據(jù)中國《水泥》（2014.No.9）《利用CO₂動力循環(huán)的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)》介紹的美國俄亥俄州阿克倫城Echogen公司利用水泥廠預(yù)熱器排出的廢氣余熱和熟料冷卻機抽取的中溫廢氣余熱設(shè)計的應(yīng)用CO₂動力循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)（即釆用我國水泥企業(yè)的廢氣余熱發(fā)電的熱源，但工作介質(zhì)不同），Echogen公司目前可提供的EPS100 8MW熱機系統(tǒng)的廢熱交換器在北美地區(qū)的投資達2000～2500萬美元，遠高于國內(nèi)8MW雙鍋爐整套余熱發(fā)電系統(tǒng)的投資總額（國內(nèi)水泥廠預(yù)熱器的廢氣余熱鍋爐和熟料冷卻機的廢氣余熱鍋爐發(fā)電系統(tǒng)總投資4000～6000萬元人民幣不等），且客觀上難以適應(yīng)我國大部分水泥窯系統(tǒng)廢棄余熱溫度隨原燃材料及窯系統(tǒng)工況波動大的狀況，而高效換熱器是超臨界發(fā)電系統(tǒng)工程應(yīng)用的基礎(chǔ)。再者，我國水泥企業(yè)已普及建好了預(yù)熱器排出的廢氣余熱鍋爐和熟料冷卻機抽取的中溫廢氣余熱鍋爐發(fā)電系統(tǒng)（水工作介質(zhì)），相同的熱源與產(chǎn)出情況下采取拆除低投資的系統(tǒng)換上高投資的系統(tǒng)，在國情下缺少現(xiàn)實性。顯然，現(xiàn)有的CO₂循環(huán)發(fā)電技術(shù)并不適合我國國情的水泥行業(yè)。

綜上所述，冠以“高污染高能耗”帽子的我國水泥企業(yè)，降低生產(chǎn)過程中對外界能耗（電、煤）的需求、降低環(huán)境污染物排放是必要的。如何適應(yīng)我國水泥生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀，低投資的利用水泥生產(chǎn)過程中大量產(chǎn)生的廢棄余熱，開發(fā)適應(yīng)于水泥窯煙氣CO₂捕集與應(yīng)用于發(fā)電的裝備系統(tǒng)，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)的節(jié)能減排及二氧化碳減排，是一個現(xiàn)實的緊迫問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種利用水泥生產(chǎn)線工藝裝備特點，以水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的溫度波動大、溫差大的各類廢棄余熱為主要能源、且自耗能低、投資低、運行成本低的水泥窯煙氣中二氧化碳連續(xù)捕集及發(fā)電的裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種適應(yīng)于水泥窯煙氣中二氧化碳連續(xù)捕集及發(fā)電的裝置，主要包括尾排風(fēng)機、電動三通風(fēng)閥、煙囪、煙氣氧化凈化器、膜分離裝置、冷卻器、煙氣壓縮機、CO₂循環(huán)捕集塔、余熱蓄能裝置、脫水干燥器、CO₂冷卻器、CO₂壓縮機、液化CO₂儲罐、CO₂高壓泵、CO₂蓄能裝置、穩(wěn)流器、渦輪機、發(fā)電機和回?zé)崞?，所述電動三通風(fēng)閥設(shè)于與窯尾除塵器相連的尾排風(fēng)機和煙囪之間的煙氣管道上，所述尾排風(fēng)機的出氣口與電動風(fēng)閥的進氣口相連通，電動三通風(fēng)閥的第一排氣口與煙氣氧化凈化器的煙氣進口相連通，電動三通風(fēng)閥的第二排氣口與煙囪相連通，所述煙氣氧化凈化器的凈化氣出口和膜分離裝置的氣體進口相連通，所述膜分離裝置的富N₂出口與煙囪相連通，所述膜分離裝置的富CO₂出口與冷卻器氣體進口相連通，所述冷卻器氣體出口與煙氣壓縮機進口相連通，所述煙氣壓縮機出口與CO₂循環(huán)捕集塔進氣管道口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔的富N₂排出管道出口與煙囪相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔的CO₂排出管道出口與脫水干燥器氣體進口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔的熱交換管道進口與余熱蓄能裝置的介質(zhì)管道出口相連通，所述余熱蓄能裝置的介質(zhì)管道進口與CO₂循環(huán)捕集塔的熱交換管道出口相連通，所述脫水干燥器氣體出口與CO₂冷卻器氣體進口相連通，CO₂冷卻器出口與CO₂壓縮機進口相連通，CO₂壓縮機出口與液化CO₂儲罐進口、回?zé)崞鞲邏篊O₂流體進口相連通，回?zé)崞鞲邏篊O₂流體出口與CO₂蓄能裝置進口相連通，CO₂蓄能裝置出口與穩(wěn)流器的進口相連通，穩(wěn)流器出口與渦輪機高壓進口連通，渦輪機與發(fā)電機軸連接，渦輪機低壓出口與回?zé)崞鞯蛪哼M口連通，回?zé)崞鞯蛪撼隹谂cCO₂冷卻器進口連通，液化CO₂儲罐出口與CO₂高壓泵進口相連通，CO₂高壓泵出口與CO₂蓄能裝置進口相連通。

進一步，所述的煙氣氧化凈化器為清除水泥窯爐煙氣中所含SO₂、NO_x、氯化物、氟化物、碳氫化合物、重金屬及粉塵污染物并凈化分離固廢與潔凈氣的裝置，包括氧化凈化與水氣分離主體裝置、氧化凈化劑霧化噴淋裝置、凈化液循環(huán)噴淋裝置、污水凈化分離裝置，所述氧化凈化劑霧化噴淋裝置與氧化凈化與水氣分離主體裝置上部相連通，所述凈化液循環(huán)噴淋裝置與氧化凈化與水氣分離主體裝置中部及污水凈化分離裝置相連通，所述污水凈化分離裝置與氧化凈化與水氣分離主體裝置的底部相連通，污水凈化分離裝置分離出煙氣凈化產(chǎn)生的固體物并凈化污水回用。

進一步，所述的膜分離裝置為N₂/CO₂膜分離裝置，以尾排風(fēng)機鼓風(fēng)傳遞的風(fēng)壓為正壓力，以煙囪的負壓抽吸力作為富N₂側(cè)的動力，以煙氣壓縮機的負壓抽吸力作為富CO₂側(cè)的動力。

進一步，所述的CO₂蓄能裝置指以CO₂為工質(zhì)直接蓄集水泥生產(chǎn)過程中的窯頭罩（700℃～1500℃）及篦冷機內(nèi)（200℃～1350℃）熱能和/或窯尾煙室（800℃～1200℃）熱能和/或預(yù)熱器下料管內(nèi)（800℃～950℃）熱能和/或回轉(zhuǎn)窯高溫胴體（300℃～500℃）輻射熱和/或中高溫廢氣余熱（300℃～400℃）對超臨界CO₂流體蓄能。

進一步，所述的CO₂循環(huán)捕集塔為2個以上并聯(lián)以滿足窯爐煙氣CO₂捕集能力，或2個以上串聯(lián)以進一步提純捕集的CO₂，或并聯(lián)+串聯(lián)使用。

進一步，所述的CO₂蓄能裝置為2套以上并聯(lián)或串聯(lián)，或并聯(lián)+串聯(lián)使用。

進一步，所述的液化CO₂儲罐、CO₂冷卻器、CO₂壓縮機為2臺以上并聯(lián)或串聯(lián)使用，或并聯(lián)+串聯(lián)使用。

本實用新型利用水泥生產(chǎn)過程工藝裝備特點，針對現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線窯尾煙氣排放是先經(jīng)窯尾收塵器收塵后，再經(jīng)尾排風(fēng)機、煙道送入70余米高的煙囪高空排放的情況，在尾排風(fēng)機和煙囪之間的煙氣管道上設(shè)置電動風(fēng)閥，以正常運行的尾排風(fēng)機的動力先將煙氣連續(xù)送入煙氣凈化器脫除煙氣中有害的污染物，并利用尾排風(fēng)機鼓風(fēng)傳遞的風(fēng)壓及現(xiàn)有的70余米高的煙囪自然形成的負壓抽吸力及必要的冷卻和壓縮所產(chǎn)生的負壓抽吸力解決膜分離CO₂/N₂所需的動力能耗；以富集的CO₂連續(xù)氣源作為CO₂的捕集對象，大幅降低捕集難度，為選用較為經(jīng)濟的水合物法或物理-化學(xué)吸附法高效捕集CO₂和降低捕集成本提供了條件；再者，以余熱蓄能裝置連續(xù)蓄集水泥生產(chǎn)線的大量中低溫余熱作為CO₂捕集塔單元連續(xù)捕集CO₂的主要能源，并以CO₂蓄能裝置直接蓄集熟料生產(chǎn)過程中的中高溫?zé)崮茏鳛槌R界CO₂發(fā)電的能源，且以穩(wěn)流調(diào)節(jié)器解決好利用水泥生產(chǎn)中隨窯況波動而溫度波動和不同CO₂蓄能裝置產(chǎn)生的不同溫度不同蓄能密度的超臨界CO₂流體不利于穩(wěn)定發(fā)電的問題。

本實用新型的有益效果：

1）結(jié)合水泥生產(chǎn)線工藝裝備特點，創(chuàng)造性的開發(fā)了一種水泥窯煙氣CO₂連續(xù)捕集及超臨界CO₂發(fā)電的裝備系統(tǒng)，裝備較簡單，投資小，具有工業(yè)實用性。

2）利用水泥生產(chǎn)線廢棄的大量余熱作為CO₂捕集的能源，并利用水泥生產(chǎn)過程中現(xiàn)有的正常運行的設(shè)備設(shè)施如窯尾風(fēng)機、70余米高的煙囪等，且利用其正常的動力消耗作為主要動力，使得水泥窯煙氣CO₂捕集整個裝備系統(tǒng)新增能耗極低，運營成本低，突破了現(xiàn)有CCS技術(shù)系統(tǒng)包括IGCC系統(tǒng)中CO₂捕集的高投資、高能耗、高成本的瓶頸，也突破了隨水泥窯況波動而溫度波動及不同余熱溫度不同難以適應(yīng)于需用換熱器等壓加熱二氧化碳工質(zhì)的要求。

3）可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)對外界零電耗的需求，利于水泥企業(yè)實現(xiàn)“四零一負”的循環(huán)經(jīng)濟目標。

4）可大幅減少水泥生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成的廢氣、廢水、廢熱和粉塵污染，有效實現(xiàn)水泥生產(chǎn)的有效減排和低碳生產(chǎn)。

附圖說明

圖1 為本實用新型適應(yīng)于水泥窯煙氣中二氧化碳連續(xù)捕集及發(fā)電的裝置示意圖。

圖2 為一種適應(yīng)于水泥窯煙氣含2套CO₂循環(huán)捕集塔并聯(lián)捕集、2套CO₂蓄能裝置并聯(lián)應(yīng)用發(fā)電的裝置示意圖。

圖3 為一種適應(yīng)于水泥窯煙氣含2套CO₂循環(huán)捕集塔串聯(lián)捕集、2套CO₂蓄能裝置并聯(lián)應(yīng)用發(fā)電的裝置示意圖。

圖4 為一種取消煙氣凈化和膜分離裝置的CO₂連續(xù)捕集及CO₂發(fā)電的裝置示意圖。

圖5 為一種雙塔式CO₂循環(huán)捕集塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6 為一種連續(xù)式CO₂吸收塔-再生塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-尾排風(fēng)機，2-電動三通風(fēng)閥，3-煙囪，4-煙氣氧化凈化器，401-氧化凈化與水氣分離主體裝置，402-氧化凈化劑霧化噴淋裝置，403-凈化液循環(huán)噴淋裝置，404-污水凈化分離裝置，5-膜分離裝置，6-冷卻器，7-煙氣壓縮機，8-CO₂循環(huán)捕集塔，8ˊ-第二CO₂循環(huán)捕集塔，9-余熱蓄能裝置，9A-頭排尾氣蓄能裝置，9B-窯尾廢氣蓄能裝置，9C-窯胴體蓄能裝置，9D-頭排廢氣蓄能裝置，10-脫水干燥器，11-CO₂冷卻器，12-CO₂壓縮機，13-液化CO₂儲罐，14-CO₂高壓泵，15-CO₂蓄能裝置，15A-窯尾煙室CO₂蓄能裝置，15B-窯頭罩CO₂蓄能裝置，15C-預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置，15D-篦冷機內(nèi)置CO₂蓄能裝置，16-穩(wěn)流器，17-渦輪機，18-回?zé)崞鳎?9-發(fā)電機。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例1

參照圖1，一種適應(yīng)于水泥窯煙氣中CO₂連續(xù)捕集及CO₂發(fā)電的裝置，主要包括尾排風(fēng)機1、電動三通風(fēng)閥2、煙囪3、煙氣氧化凈化器4、膜分離裝置5、冷卻器6、煙氣壓縮機7、CO₂循環(huán)捕集塔8、余熱蓄能裝置9、脫水干燥器10、CO₂冷卻器11、CO₂壓縮機12、液化CO2儲罐 13、CO₂高壓泵14、CO₂蓄能裝置15、穩(wěn)流器16、渦輪機17、回?zé)崞?8和發(fā)電機19，所述電動三通風(fēng)閥2設(shè)于與窯尾除塵器相連的尾排風(fēng)機1和煙囪3之間的煙氣管道上，所述尾排風(fēng)機1的出氣口與電動三通風(fēng)閥2的進氣口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第一排氣口與煙氣氧化凈化器4的煙氣進口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第二排氣口與煙囪3相連通；所述煙氣氧化凈化器4的凈化氣出口和膜分離裝置5的氣體進口相連通，所述膜分離裝置5的富N₂出口與煙囪3相連通，所述膜分離裝置5的富CO₂出口與冷卻器6氣體進口相連通，所述冷卻器6氣體出口與煙氣壓縮機7進口相連通，所述煙氣壓縮機7出口與CO₂循環(huán)捕集塔8進氣管道口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的富N₂排出管道出口與煙囪3相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的CO₂排出管道出口與脫水干燥器10氣體進口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道進口與余熱蓄能裝置9的介質(zhì)管道出口相連通，所述余熱蓄能裝置9的介質(zhì)管道進口與CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道出口相連通；所述脫水干燥器10氣體出口與CO₂冷卻器11氣體進口相連通，CO₂冷卻器11出口與CO₂壓縮機12進口相連通，CO₂壓縮機12出口與液化CO₂儲罐13進口、回?zé)崞?8高壓CO₂流體進口相連通，回?zé)崞?8高壓CO₂流體出口與CO₂蓄能裝置15進口相連通，CO₂蓄能裝置15出口與穩(wěn)流器16的進口相連通，穩(wěn)流器16出口與渦輪機17高壓進口連通，渦輪機17與發(fā)電機19連接，渦輪機17低壓出口與回?zé)崞?8低壓進口連通，回?zé)崞?8低壓出口與CO₂冷卻器11進口連通，液化CO₂儲罐13出口與CO₂高壓泵14進口相連通，CO₂高壓泵14出口與CO₂蓄能裝置15進口相連通。

所述的煙氣氧化凈化器4為清除水泥窯爐煙氣中所含SO₂、NO_x、氯化物、氟化物、碳氫化合物、重金屬及粉塵污染物并凈化分離固廢與潔凈氣的裝置，包括氧化凈化與水氣分離主體裝置401、氧化凈化劑霧化噴淋裝置402、凈化液循環(huán)噴淋裝置403、污水凈化分離裝置404，所述氧化凈化劑霧化噴淋裝置402與氧化凈化與水氣分離主體裝置401上部相連通，所述凈化液循環(huán)噴淋裝置403與氧化凈化與水氣分離主體裝置401中部及污水凈化分離裝置404相連通，所述污水凈化分離裝置404與氧化凈化與水氣分離主體裝置401的底部相連通，所述污水凈化分離裝置404分離出煙氣凈化產(chǎn)生的固體物并凈化污水回用。

所述的膜分離裝置5為N₂/CO₂膜分離裝置，以尾排風(fēng)機1鼓風(fēng)傳遞的風(fēng)壓為正壓力，以煙囪3的負壓抽吸力作為富N₂側(cè)的動力，以煙氣壓縮機7的負壓抽吸力作為富CO₂側(cè)的動力。

所述的CO₂循環(huán)捕集塔8，以余熱蓄能裝置9蓄集水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄熱能作為能源，循環(huán)捕釋、分離排出富N₂氣流和純CO₂氣流；所述的余熱蓄能裝置9指能蓄集水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣余熱的蓄能裝置。

所述的CO₂蓄能裝置15指以CO₂為工質(zhì)直接蓄集水泥生產(chǎn)過程中的窯頭罩（700℃～1500℃）及篦冷機內(nèi)（200℃～1350℃）熱能和/或窯尾煙室（800℃～1200℃）熱能和/或預(yù)熱器下料管內(nèi)（800℃～950℃）熱能和/或回轉(zhuǎn)窯高溫胴體（300℃～500℃）輻射熱和/或中高溫廢氣余熱（300℃～400℃）對超臨界CO₂流體蓄能。

實施例2

參照圖2，一種適應(yīng)于水泥窯煙氣含2套CO₂循環(huán)捕集塔并聯(lián)捕集、2套CO₂蓄能裝置并聯(lián)應(yīng)用發(fā)電的裝置，主要包括尾排風(fēng)機1、電動三通風(fēng)閥2、煙囪3、煙氣氧化凈化器4、膜分離裝置5、冷卻器6、煙氣壓縮機7、CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ、頭排尾氣蓄能裝置9A、窯尾廢氣蓄能裝置9B、脫水干燥器10、CO₂冷卻器11、第二CO₂冷卻器11ˊ、CO₂壓縮機12、第二CO₂壓縮機12ˊ、液化CO2儲罐13、第二液化CO2儲罐13ˊ、CO₂高壓泵14、窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A、窯頭罩CO₂蓄能裝置15B、穩(wěn)流器16、渦輪機17、回?zé)崞?8和發(fā)電機19，所述電動三通風(fēng)閥2設(shè)于與窯尾除塵器相連的尾排風(fēng)機1和煙囪3之間的煙氣管道上，所述尾排風(fēng)機1的出氣口與電動三通風(fēng)閥2的進氣口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第一排氣口與煙氣氧化凈化器4的煙氣進口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第二排氣口與煙囪3相連通，所述煙氣氧化凈化器4的凈化氣出口和膜分離裝置5的氣體進口相連通，所述膜分離裝置5的富N₂氣體出口與煙囪3相連通，所述膜分離裝置5的富CO₂氣體出口與冷卻器6氣體進口相連通，所述冷卻器6氣體出口與煙氣壓縮機7進口相連通，所述煙氣壓縮機7出口與CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ進氣管道口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的富N₂氣體排出管道出口與煙囪3及第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的富N₂氣體排出管道出口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的CO₂氣體排出管道出口與脫水干燥器10進口及第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的CO₂氣體排出管道出口氣體相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道進口與頭排尾氣蓄能裝置9A的介質(zhì)管道出口相連通，所述頭排尾氣蓄能裝置9A的介質(zhì)管道進口與CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道出口相連通，所述第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的熱交換管道進口與窯尾廢氣蓄能裝置9B的介質(zhì)管道出口相連通，所述窯尾廢氣蓄能裝置9B的介質(zhì)管道進口與第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的熱交換管道出口相連通，所述脫水干燥器10氣體出口分別與CO₂冷卻器11氣體進口、第二CO₂冷卻器11ˊ氣體進口相連通，所述CO₂冷卻器11出口與CO₂壓縮機12進口相連通，所述CO₂壓縮機12出口分別與液化CO₂儲罐13進口、回?zé)崞?8高壓流體進口連通，，第二CO₂冷卻器11ˊ氣體出口分別與CO₂冷卻器11進口及第二CO₂壓縮機12ˊ進口連通，第二CO₂壓縮機12ˊ出口與第二液化CO2儲罐13ˊ進口連通，所述液化CO₂儲罐13出口與CO₂高壓泵14進口相連通，所述CO₂高壓泵14出口及回?zé)崞?8高壓流體出口分別與窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A進口、窯頭罩CO₂蓄能裝置15B進口連通，所述窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A出口、窯頭罩CO₂蓄能裝置15B出口分別與穩(wěn)流器16的進口連通，所述穩(wěn)流器16出口與渦輪機17入口連通，所述渦輪機17與發(fā)電機19連接，帶余熱的CO₂經(jīng)回?zé)崞?8進行熱交換后，進入CO₂冷卻器11循環(huán)。

所述的CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ分別由頭排尾氣蓄能裝置9A、窯尾廢氣蓄能裝置9B提供所需能量，所述頭排尾氣蓄能裝置9A、窯尾廢氣蓄能裝置9B以余熱蓄能的方式蓄集水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣余熱（100℃～400℃）及輻射熱（150℃～500℃）作為連續(xù)式CO₂捕集塔內(nèi)熱交換裝置的能源。

所述的CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ并聯(lián)布置，可以倍增富CO₂煙氣的處理量，有效提高CO₂收集效率。

所述的窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A、窯頭罩CO₂蓄能裝置15B并聯(lián)布置，提高水泥生產(chǎn)線的余熱收集，提高能源回收利用率。

實施例3

參照圖3，含2套CO₂循環(huán)捕集塔串聯(lián)適應(yīng)于水泥窯煙氣中CO₂連續(xù)捕集及發(fā)電的裝備系統(tǒng)，主要包括尾排風(fēng)機1、電動三通風(fēng)閥2、煙囪3、煙氣氧化凈化器4、膜分離裝置5、冷卻器6、煙氣壓縮機7、CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ、窯胴體蓄能裝置9C、頭排廢氣蓄能裝置9D、脫水干燥器10、CO₂冷卻器11、CO₂壓縮機12、液化CO₂儲罐13、CO₂高壓泵14、預(yù)熱器料CO₂蓄能裝置15C、篦冷機內(nèi)置CO₂蓄能裝置15D、穩(wěn)流器16、渦輪機17、發(fā)電機19和回?zé)崞?8，所述電動三通風(fēng)閥2置于與窯尾除塵器相連的尾排風(fēng)機1和煙囪3之間的煙氣管道上，所述尾排風(fēng)機1的出氣口與電動三通風(fēng)閥2的進氣口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第一排氣口與煙氣氧化凈化器4的煙氣進口相連通，所述電動三通風(fēng)閥2的第二排氣口與煙囪3相連通，所述煙氣氧化凈化器4的凈化氣出口和膜分離裝置5的氣體進口相連通，所述膜分離裝置5的富N₂氣體出口與煙囪3相連通，所述膜分離裝置5的富CO₂氣體出口與冷卻器6氣體進口相連通，冷卻器6氣體出口與煙氣壓縮機7進口相連通，所述煙氣壓縮機7出口與CO₂循環(huán)捕集塔8進氣管道口相連通，CO₂循環(huán)捕集塔8的富N₂氣體排出管道出口與煙囪3及第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的純N₂氣體排出管道出口相連通，CO₂循環(huán)捕集塔8的CO₂氣體排出管道出口與第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ進氣管道口相連通，第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的CO₂氣體排出管道出口氣體與脫水干燥器10進口相連通，所述CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道進口與窯胴體蓄能裝置9C的介質(zhì)管道出口相連通，窯胴體蓄能裝置9C的介質(zhì)管道進口與CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道出口相連通，所述第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ熱交換管道進口與頭排廢氣蓄能裝置9D的介質(zhì)管道出口相連通，頭排廢氣蓄能裝置9D的介質(zhì)管道進口與第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的熱交換管道出口相連通，脫水干燥器10氣體出口與CO₂冷卻器11氣體進口相連通，CO₂冷卻器11出口與CO₂壓縮機12進口相連通，CO₂壓縮機12出口分別與液化CO₂儲罐13進口、回?zé)崞?8高壓流體進口相連通，液化CO₂儲罐13出口與CO₂高壓泵14進口相連通，CO₂高壓泵14出口、回?zé)崞?8高壓流體出口分別與預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C進口、篦冷機內(nèi)置CO₂蓄能裝置15D進口連通，，預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C出口、篦冷機內(nèi)置CO₂蓄能裝置15D出口分別與穩(wěn)流器16的進口連通，穩(wěn)流器16出口與渦輪機17進口連通，所述渦輪機17與發(fā)電機19發(fā)電，帶余熱的CO₂經(jīng)回?zé)崞?8進行熱交換后，進入CO₂冷卻器11循環(huán)。

所述的CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ分別單獨由窯胴體蓄能裝置9C、頭排廢氣蓄能裝置9D提供CO₂收集所需能量。

所述的CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ串聯(lián)布置，可以有效提高CO₂收集的純度。

所述的預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C、篦冷機內(nèi)置CO₂蓄能裝置15D并聯(lián)布置，以提高水泥生產(chǎn)線的余熱收集，提高能源回收利用率。

實施例4

參照圖4，一種取消煙氣凈化和膜分離裝置的CO₂連續(xù)捕集及發(fā)電的裝置；主要包括尾排風(fēng)機1、電動三通風(fēng)閥2、煙囪3、冷卻器6、煙氣壓縮機7、CO₂循環(huán)捕集塔8、第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ、窯尾廢氣蓄能裝置9B、頭排廢氣蓄能裝置9D、脫水干燥器10、CO₂冷卻器11、CO₂壓縮機12、液化CO₂儲罐13、CO₂高壓泵14、預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C、窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A、穩(wěn)流器16、渦輪機17和回?zé)崞?8，所述電動三通風(fēng)閥2設(shè)于與窯尾除塵器相連的尾排風(fēng)機1和煙囪3之間的煙氣管道上，尾排風(fēng)機1的出氣口與電動三通風(fēng)閥2的進氣口相連通，電動三通風(fēng)閥2的第一排氣口與煙囪3相連通，電動三通風(fēng)閥2的第二排氣口與冷卻器6的進口相連通，冷卻器6氣體出口與煙氣壓縮機7進口相連通，煙氣壓縮機7出口與CO₂循環(huán)捕集塔8進氣管道口相連通，CO₂循環(huán)捕集塔8的富N₂氣體排出管道出口與煙囪3及第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的純N₂氣體排出管道出口相連通，CO₂循環(huán)捕集塔8的CO₂氣體排出管道出口與第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ進氣管道口相連通，第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的CO₂氣體排出管道出口氣體與脫水干燥器10進口相連通，CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道進口與窯尾廢氣蓄能裝置9B的介質(zhì)管道出口相連通，窯尾廢氣蓄能裝置9B的介質(zhì)管道進口與CO₂循環(huán)捕集塔8的熱交換管道出口相連通，第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的熱交換管道進口與頭排廢氣蓄能裝置9D的介質(zhì)管道出口相連通，頭排廢氣蓄能裝置9D的介質(zhì)管道進口與第二CO₂循環(huán)捕集塔8ˊ的熱交換管道出口相連通，脫水干燥器10氣體出口與CO₂冷卻器11氣體進口相連通，CO₂冷卻器11出口與CO₂壓縮機12進口相連通，CO₂壓縮機12出口分別與液化CO₂儲罐13進口、回?zé)崞?8高壓流體進口相連通，液化CO₂儲罐13出口與CO₂高壓泵14進口相連通，CO₂高壓泵14出口、回?zé)崞?8高壓流體出口分別與預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C進口、窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A進口連通，預(yù)熱器料管CO₂蓄能裝置15C出口、窯尾煙室CO₂蓄能裝置15A出口分別與穩(wěn)流器16的進口連通，穩(wěn)流器16出口與渦輪機17進口連通，高溫高壓CO₂通過渦輪機17驅(qū)動發(fā)電機組19發(fā)電，帶余熱的CO₂經(jīng)回?zé)崞?8進行熱交換后，進入CO2冷卻器11循環(huán)。

以上各實施例中，所述CO₂循環(huán)捕集塔為雙塔式CO₂循環(huán)捕集塔，如圖5所示，由結(jié)構(gòu)相同的CO₂循環(huán)捕集器ⅠA、CO₂循環(huán)捕集器ⅡB并聯(lián)構(gòu)成，所述CO₂循環(huán)捕集器ⅠA包括氣液分離器ⅠA1、捕集劑霧化噴淋裝置ⅠA2、絲網(wǎng)捕集床ⅠA3、熱交換裝置ⅠA4、煙氣進入與布氣裝置ⅠA5、富N₂排出裝置ⅠA6、CO₂排出裝置ⅠA7和溫壓感應(yīng)裝置ⅠA8，所述氣液分離器ⅠA1、捕集劑霧化噴淋裝置ⅠA2設(shè)在CO₂循環(huán)捕集器ⅠA上部，所述絲網(wǎng)捕集床ⅠA3設(shè)在CO₂循環(huán)捕集器ⅠA中部，所述熱交換裝置ⅠA4設(shè)在CO₂循環(huán)捕集器ⅠA下部，所述煙氣進入與布氣裝置ⅠA5設(shè)在CO₂循環(huán)捕集器ⅠA底部，所述富N₂排出裝置ⅠA6、CO₂排出裝置ⅠA7和溫壓感應(yīng)裝置ⅠA8設(shè)在CO₂循環(huán)捕集器ⅠA頂部，所述CO₂循環(huán)捕集器ⅡB包括氣液分離器ⅡB1、捕集劑霧化噴淋裝置ⅡB2、絲網(wǎng)捕集床ⅡB3、熱交換裝置ⅡB4、煙氣進入與布氣裝置ⅡB5、富N₂排出裝置ⅡB6、CO₂排出裝置ⅡB7和溫壓感應(yīng)裝置ⅡB8，所述CO₂循環(huán)捕釋器ⅠA和循環(huán)捕釋器ⅡB的相應(yīng)裝置同步切換，實現(xiàn)煙氣流從CO₂循環(huán)捕集塔的煙氣進口總管連續(xù)進入，富N₂氣流及CO₂氣流從相應(yīng)的排氣總管出口連續(xù)排出。

以上各實施例中，所述CO₂循環(huán)捕集塔可為連續(xù)式CO₂吸收塔-再生塔，如圖6所示，包括連續(xù)式CO₂吸收塔P、再生塔R、冷/熱液換熱器S，連續(xù)式CO₂吸收塔P和再生塔R通過冷/熱液換熱器S相連，連續(xù)式CO₂吸收塔P中連續(xù)排出的冷富液與再生塔R中連續(xù)排出的熱貧液經(jīng)冷/熱液換熱器S熱交換后，預(yù)熱的富液送入再生塔R釋放出CO₂，冷卻降溫的貧液送回CO₂吸收塔P內(nèi)繼續(xù)吸收煙氣中的CO₂，CO₂捕集劑在連續(xù)式CO₂吸收塔P和再生塔R中連續(xù)循環(huán)；

所述的連續(xù)式CO₂吸收塔P主要包括布氣與排液結(jié)構(gòu)P1、冷卻裝置P2、絲網(wǎng)捕集床ⅢP3、捕集劑霧化噴淋裝置ⅢP4、液氣分離裝置P5、富N₂排放裝置P6和溫壓感應(yīng)裝置ⅢP7，所述布氣與排液結(jié)構(gòu)P1設(shè)在吸收塔P的底部，與吸收塔P內(nèi)相連通，所述富N₂排放裝置P6、溫壓感應(yīng)裝置ⅢP7固定在吸收塔P的頂部，與吸收塔P內(nèi)相連通，所述冷卻裝置P2固定在吸收塔P內(nèi)的下部，所述絲網(wǎng)捕集床ⅢP3、捕集劑霧化噴淋裝置ⅢP4依次固定在吸收塔P內(nèi)的中部，所述液氣分離裝置P5固定在吸收塔P內(nèi)的最上部；所述煙氣經(jīng)布氣與排液結(jié)構(gòu)P1壓入CO₂吸收塔P內(nèi)向上依次經(jīng)過冷卻裝置P2、絲網(wǎng)捕集床ⅢP3與捕集劑霧化噴淋裝置ⅢP4噴出的捕集劑液逆向交流，煙氣中的CO₂與水合捕集劑液化學(xué)反應(yīng)形成CO₂水合物，并放出熱量，水合反應(yīng)放出的熱量經(jīng)冷卻裝置移走，余量的富N₂氣體繼續(xù)向上經(jīng)液氣分離裝置P5脫除液體后，經(jīng)富N₂排放裝置P6排出；

所述的再生塔R為兩級脫碳裝置，主要包括脫碳噴淋裝置R1、加熱裝置R2、脫碳循環(huán)噴淋裝置R3、液氣分離裝置R4、絲網(wǎng)除霧器R5、CO₂排出機構(gòu)R6和溫壓感應(yīng)裝置ⅣR7，所述CO₂排出機構(gòu)R6、溫壓感應(yīng)裝置ⅣR7固定在再生塔R的頂部，與再生塔R內(nèi)相連通，所述絲網(wǎng)除霧器R5、液氣分離裝置R4依次固定在再生塔R內(nèi)的頂部，所述脫碳噴淋裝置R1和脫碳循環(huán)噴淋裝置R3固定在再生塔R內(nèi)的上部，所述加熱裝置R2固定在再生塔R內(nèi)的中部，來自吸收塔P的富液經(jīng)脫碳噴淋裝置R1連續(xù)噴入再生塔R內(nèi)的第一級脫碳裝置中被加熱裝置R2加熱釋放出大部CO₂轉(zhuǎn)為半貧液，半貧液從第一級脫碳裝置的底部排出經(jīng)碳循環(huán)噴淋裝置R3連續(xù)入再生塔R內(nèi)的第二級脫碳裝置中被加熱裝置R2加熱釋放出CO₂轉(zhuǎn)為貧液，貧液從第二級脫碳裝置的底部排出后經(jīng)冷/熱液換熱器S降溫后，經(jīng)捕集劑霧化噴淋裝置ⅢP4連續(xù)噴入CO₂吸收塔P中捕捉CO₂。