CN111804139A - 一种应用于船舶的ptfe高压膜接触器脱碳装置 - Google Patents

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王健
吴加成
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Abstract

本发明公开了一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置，属于海水烟气脱碳领域，膜吸收器体积小、重量轻并且占地面积小；气液两相界面固定，不直接发生相间混合，而是分别在膜内外流动，在膜表面形成稳定的传质界面；有效地避免了传统吸收塔内的液泛、漏液、雾沫夹带和沟流等问题；气液两相的流动互不干扰，可以在较宽范围内对气、液两相的流速进行独立控制；膜组件可以提供很高的传质比表面积，获得较高的总传质系数；气液两侧压降较小，能耗较低，与传统吸收方法相比较，膜吸收器具有明显的分离性能、高效脱除效果和明显的技术优势。

Description

一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置
技术领域
本发明涉及海水烟气脱碳领域，尤其涉及一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置。
背景技术
本项目主要研究远洋营运船的二氧化碳的减排装置集成技术。以立体旋液式并流塔板高效烟气预处理技术和PTFE膜接触器二氧化碳高效脱碳技术集成为核心，建立船舶智能化数据中心系统，自动调节洗涤过程，确保排气、排水符合相关标准，形成集成船舶智能化综合管理系统软硬件支撑平台。通过采用自动化设备、智能化的信息技术，提高船舶自动化和智能化水平，提升船舶尾气减排单元及设备间的互联、互通、互操作，控制减排系统操作人员数量，实现船舶减排集成优化，降低减排费用；
目前，脱碳处理装置占地面积大，处理效果差，分离效果不明显，不利于应用在船舶等体积较小的空间中。
发明内容
本发明为解决上述问题，而提出的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置，包括：海水前处理系统、烟气处理系统、吸收液循环处理系统、海水后处理系统和PTFE高压膜接触器，所述PTFE高压膜接触器上设置有烟气入口、海水入口、海水出口、吸收液入口和吸收液出口，所述海水前处理系统与海水入口连接，所述烟气处理系统与烟气入口连接，所述吸收液循环处理系统与吸收液入口和吸收液出口连接，所述海水后处理系统与海水出口连接。
优选地，所述烟气处理系统系统包括依次连接的风机、气体冷却器和烟气流量计。
优选地，所述海水前处理系统包括依次连接的预处理器、浓缩器、缓冲罐、输送泵A和海水流量计。
优选地，所述吸收液循环处理系统包括依次连接的热交换器、输送泵B、脱附塔、输送泵C和贫液冷却器，所述吸收液入口和贫液冷却器连接，所述吸收液出口和热交换器连接，所述脱附塔下方安装有再沸器，所述脱附塔出口与冷凝器连接，所述冷凝器依次与水蒸气储罐和输送泵D连接，所述输送泵D与脱附塔上端喷淋液体混合处连接。
优选地，所述海水后处理系统包括依次连接的输送泵E和曝气池。
优选地，所述吸收液采用GLY-PZ。
优选地，所述吸收液进行分离时，采用气液逆流的腔流程操作。
与现有技术相比，本发明提供了一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置，具备以下有益效果：
本发明的有益效果是：膜吸收器体积小、重量轻并且占地面积小；气液两相界面固定，不直接发生相间混合，而是分别在膜内外流动，在膜表面形成稳定的传质界面；有效地避免了传统吸收塔内的液泛、漏液、雾沫夹带和沟流等问题；气液两相的流动互不干扰，可以在较宽范围内对气、液两相的流速进行独立控制；膜组件可以提供很高的传质比表面积，获得较高的总传质系数；气液两侧压降较小，能耗较低，与传统吸收方法相比较，膜吸收器具有明显的分离性能、高效脱除效果和明显的技术优势。
附图说明
图1为本发明提出的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的一具体实施例的工艺流程图。
附图标号：
1PTFE高压膜接触器、101烟气入口、102海水入口、103海水出口、104吸收液入口、105吸收液出口、201风机、202气体冷却器、203烟气流量计、301预处理器、302浓缩器、303缓冲罐、304输送泵A、305海水流量计、401热交换器、402输送泵B、403脱附塔、404输送泵C、405贫液冷却器、501输送泵E、502曝气池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参考图1，一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置，包括：海水前处理系统、烟气处理系统、吸收液循环处理系统、海水后处理系统和PTFE高压膜接触器1，PTFE高压膜接触器1上设置有烟气入口101、海水入口102、海水出口103、吸收液入口104和吸收液出口105，海水前处理系统与海水入口102连接，烟气处理系统与烟气入口101连接，吸收液循环处理系统与吸收液入口104和吸收液出口105连接，海水后处理系统与海水出口103连接。
烟气处理系统系统包括依次连接的风机201、气体冷却器202和烟气流量计203。
海水前处理系统包括依次连接的预处理器301、浓缩器302、缓冲罐303、输送泵A304和海水流量计305。
吸收液循环处理系统包括依次连接的热交换器401、输送泵B402、脱附塔403、输送泵C404和贫液冷却器405，吸收液入口104和贫液冷却器405连接，吸收液出口105和热交换器401连接，脱附塔403下方安装有再沸器406，脱附塔403出口与冷凝器407连接，冷凝器407依次与水蒸气储罐408和输送泵D409连接，输送泵D409与脱附塔403上端喷淋液体混合处连接。
海水后处理系统包括依次连接的输送泵E501和曝气池502。
吸收液采用GLY-PZ。
吸收液进行分离时，采用气液逆流的腔流程操作。
实施例2：基于实施例1有所不同的是；
船舶产生的烟气经气体冷却器202降温，并通过风机201加压经烟气流量计203后进入膜接触器内，并沿着膜丝方向向下流动；而新鲜的海水经预处理器301(一般采用微滤除杂进行预处理，也可以包括杀生剂进行杀生处理)后进入浓缩器302(可以选用常规的反渗透膜)浓缩2-3倍后进入缓冲罐303，并经输送泵A、海水流量计305从海水入口102进入膜接触器的壳体内，并沿着膜丝外表面向上流动。在废气压力作用下，废气中的CO2穿过膜丝的孔道与海水接触生成碳酸盐。而与此同时，净化后的废气从净化气体出口经检测符合标准后排空，脱硫后的海水从海水出口103排出，进行曝气并将其与新鲜海水混合后再排入海水中，在上述方法中，冷却器优选采用海水冷却器，并将升温后的海水与脱硫后海水混合后排入海水中，当采用吸收液进行脱碳处理时，将吸收完毕的吸收液送入吸收液循环处理系统进行循环处理利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置，包括：海水前处理系统、烟气处理系统、吸收液循环处理系统、海水后处理系统和PTFE高压膜接触器(1)，其特征在于，所述PTFE高压膜接触器(1)上设置有烟气入口(101)、海水入口(102)、海水出口(103)、吸收液入口(104)和吸收液出口(105)，所述海水前处理系统与海水入口(102)连接，所述烟气处理系统与烟气入口(101)连接，所述吸收液循环处理系统与吸收液入口(104)和吸收液出口(105)连接，所述海水后处理系统与海水出口(103)连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述烟气处理系统系统包括依次连接的风机(201)、气体冷却器(202)和烟气流量计(203)。
3.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述海水前处理系统包括依次连接的预处理器(301)、浓缩器(302)、缓冲罐(303)、输送泵A(304)和海水流量计(305)。
4.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述吸收液循环处理系统包括依次连接的热交换器(401)、输送泵B(402)、脱附塔(403)、输送泵C(404)和贫液冷却器(405)，所述吸收液入口(104)和贫液冷却器(405)连接，所述吸收液出口(105)和热交换器(401)连接，所述脱附塔(403)下方安装有再沸器(406)，所述脱附塔(403)出口与冷凝器(407)连接，所述冷凝器(407)依次与水蒸气储罐(408)和输送泵D(409)连接，所述输送泵D(409)与脱附塔(403)上端喷淋液体混合处连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述海水后处理系统包括依次连接的输送泵E(501)和曝气池(502)。
6.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述吸收液采用GLY-PZ。
7.根据权利要求1所述的一种应用于船舶的PTFE高压膜接触器脱碳装置的制备方法，其特征在于：所述吸收液进行分离时，采用气液逆流的腔流程操作。
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