CN112938975A - 烟道气中二氧化碳浓缩装置 - Google Patents

烟道气中二氧化碳浓缩装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了烟道气中二氧化碳浓缩装置，包括底座和洗涤冷却塔，所述洗涤冷却塔的侧面与底座的端面固定连接，所述底座的顶部固定连接有多个吸附塔，所述吸附塔的内部设置有控制阀，所述洗涤冷却塔的内部固定连接有气液分离缓冲罐，所述气液分离缓冲罐的底部设有罗茨风机，所述洗涤冷却塔的内部滑动连接有挡板，所述挡板上设有多个连通孔,所述挡板位于罗茨风机的正下方，所述洗涤冷却塔的内部转动连接有转动杆。本发明，通过在洗涤冷却塔的内部添加水排，能够利用洗涤冷却塔内喷头喷出的水，带动水排转动，从而能够带动触杆间歇性的对挡板进行推动,提升烟道气除尘效果，且通过设置能够将烟气中二氧化碳浓缩到可使用的浓度。

Description

烟道气中二氧化碳浓缩装置
技术领域
本发明涉及烟道技术领域，尤其涉及烟道气中二氧化碳浓缩装置。
背景技术
烟道气是指煤等化石燃料燃烧时候所产生的对环境有污染的气态物质，因这些物质通常由烟道或烟囱排出得名，其成分为氮气、二氧化碳、氧和水蒸气和硫化物等，无机污染物占99％以上，灰尘、粉渣和二氧化硫含量低于1％。
目前锅炉烟气都是简单处理到排放标准后，直接排放,而锅炉排出的烟气含有7～12％的二氧化碳气体,对于烟道中二氧化碳进行简单处理，被排放到空气中之后，会造成全球气候变暖，同时，对于烟道中二氧化碳的处理无法达到节能减排、减少碳排放的效果，对于二氧化碳的处理，需要利用大量的吸附剂，提升企业生产过程中，用于烟道气处理的成本，为此，提出了烟道气中二氧化碳浓缩装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中烟道气二氧化碳的处理成本高的缺点，而提出的烟道气中二氧化碳浓缩装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
烟道气中二氧化碳浓缩装置，包括底座和洗涤冷却塔，所述洗涤冷却塔的侧面与底座的端面固定连接，所述底座的顶部固定连接有多个吸附塔，所述吸附塔的内部设置有控制阀，所述洗涤冷却塔的内部固定连接有气液分离缓冲罐，所述气液分离缓冲罐的底部设有罗茨风机，所述洗涤冷却塔的内部滑动连接有挡板，所述挡板上设有多个连通孔,所述挡板位于罗茨风机的正下方，所述洗涤冷却塔的内部转动连接有转动杆，所述转动杆上通过转动轴转动连接有多个水排，所述转动杆上固定套接有多个触杆，所述洗涤冷却塔的内部固定连接有喷水管，所述喷水管的底部设有多个喷头，所述喷水管的顶部设有多个限位块，所述洗涤冷却塔的内部设置有多个斜板，所述洗涤冷却塔的侧面固定连接有水箱，所述限位块远离喷水管的一端位于连通孔的内部并于连通孔的内侧壁滑动连接，所述限位块靠近连通孔的一端设有限位槽，所述吸附塔的内部设置有过滤层，所述吸附塔的内部设置有吸附塔床层，所述吸附塔床层上通过转动块转动连接有吸附腔，所述气液分离缓冲罐的顶部设有风机冷干机。
优选地，所述喷水管的其中一端延伸至洗涤冷却塔的外侧并于水箱贯通连接，所述水箱的内部安装有抽水泵，所述位于水箱内部的喷水管的一端与抽水泵固定连接，所述气液分离缓冲罐的顶部设有第二导气管，所述第二导气管贯穿洗涤冷却塔并于其中一个吸附塔贯通连接，所述吸附塔的顶部设有真空泵，所述洗涤冷却塔的侧面贯通连接有第二连通管，所述第二连通管的另一端延伸至水箱的内部并于抽水泵固定连接。
优选地，所述水排的端部设有临界腔，所述临界腔的内部转动连接有滚珠，所述气液分离缓冲罐的内部设有不锈钢丝网填料，所述气液分离缓冲罐的侧面贯通连接有第一连通管，所述第一连通管远离气液分离缓冲罐的一端延伸至水箱的内部。
优选地，所述斜板位于相对应喷头的正下方，所述斜板的内部设有凹槽，所述斜板斜向下的一端设有出水口，所述出水口位于外侧相对应临界腔的正上方。
优选地，两个所述相对应的吸附塔通过连接管贯通连接，所述吸附腔的内部装有特性吸附剂。
优选地，多个所述水排在转动轴上均匀排列，多个所述转动轴固定套接在转动杆上。
优选地，所述限位槽成T型设计，所述限位槽的三端分别与限位块贯通设置，所述气液分离缓冲罐的内部设有集水腔，所述集水腔的侧面设有自动排水阀。
优选地，所述底座的顶部固定连接有气体缓冲罐，所述吸附塔的顶部贯穿连接有第一导气管，所述第一导气管远离吸附塔的一端与气体缓冲罐贯通连接，所述洗涤冷却塔的侧面设有进烟管。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明中，通过在洗涤冷却塔的内部添加水排，能够利用洗涤冷却塔内喷头喷出的水，带动水排转动，从而能够带动触杆间歇性的对挡板进行推动，通过对触杆与挡板的设置，能够加强进入洗涤冷却塔内的烟道气与洗涤水进行充分接触，从而能够有效的提升洗涤水对烟道气内的灰尘以及颗粒接触，通过水对颗粒以及灰尘的吸附，在重力的作用下，能够有效的提升烟道气中灰尘以及颗粒去除的效果，同时，水排在转动的过程中，能够进一步增加喷头中水喷洒的面积，促进洗涤水与烟道气进行充分接触，从而能够有效的提升烟道气的处理速率，通过挡板的设置，能够加强烟道气与喷头所喷出洗涤水的反应时间，提升烟道气的初步洗涤效果，在水排上设置临界腔与滚珠，通过临界腔位置的设计以及滚珠在临界期内的滚动，能够促进水带动水排转动，进一步加强水的喷洒面积。
2、将排放的烟气中二氧化碳浓缩到可使用的浓度，替代液体二氧化碳或者干冰，即减少了碳排放量又减少了企业的成本，达到节能减排、减少碳排放的效果，解决了传统烟道气处理过程中，对二氧化碳处理过程中无法达到节能减排的弊端。
3、在利用VPSA系统对烟道气中的二氧化碳进行浓缩的时候，在进行在吸附-解吸的过程中，通过均压及逆放流程能够有效的利用吸附塔中死空间内残存的氢气，减缓了吸附塔的升压速度，也就减缓了吸附塔的金属疲劳速度，同时也减轻了对吸附剂固体的冲刷力度，均压过程能够提高气体回收率，有效降低气流对吸附床层的冲击损害，从而延长设备使用寿命。
4、使用VPSA工艺生产的二氧化碳气体成本低，替代高成本、高能耗的液体二氧化碳或者干冰，利用废气的同时减少了碳排放量，同时，通过设置五个吸附塔交替进行吸附，两塔同时吸附，能够有效的提升二氧化碳的浓缩效率，满足工业生产中的需求。
附图说明
图1为本发明提出的烟道气中二氧化碳浓缩装置的结构示意图；
图2为图1中水排的左视图；
图3为图1中水排的结构示意图；
图4为图1中A处的放大图；
图5为图1中B处的放大图；
图6为图5的结构示意图；
图7为图1中C处的放大图；
图8为图1中斜板的结构示意图。
图中：1底座、2洗涤冷却塔、3气液分离缓冲罐、4罗茨风机、5集水腔、6风机冷干机、7不锈钢丝网填料、8自动排水阀、9第一连通管、10水箱、11第二连通管、12喷水管、13喷头、14吸附塔、15第一导气管、16真空泵、17过滤层、18气体缓冲罐、19转动杆、20水排、21触杆、22斜板、23滚珠、24挡板、25连通孔、26限位块、27限位槽、28出水口、29吸附塔床层、30吸附腔、31第二导气管。
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。
参照图1-8，烟道气中二氧化碳浓缩装置，包括底座1和洗涤冷却塔2，底座1能够保证整个装置的稳定性，洗涤冷却塔2的侧面与底座1的端面固定连接，底座1的顶部固定连接有多个吸附塔14，吸附塔14的内部设置有控制阀，洗涤冷却塔2的内部固定连接有气液分离缓冲罐3，气液分离缓冲罐3的底部设有罗茨风机4，洗涤冷却塔2的内部滑动连接有挡板24，通过挡板24的设置，能够加强烟道气与喷头13所喷出洗涤水的反应时间，提升烟道气的初步洗涤效果，在水排20上设置临界腔与滚珠23，通过临界腔位置的设计以及滚珠23在临界期内的滚动，能够促进水带动水排20转动，进一步加强水的喷洒面积，挡板24上设有多个连通孔25,挡板24位于罗茨风机4的正下方，洗涤冷却塔2的内部转动连接有转动杆19，转动杆19上通过转动轴转动连接有多个水排20，转动杆19上固定套接有多个触杆21，洗涤冷却塔2的内部固定连接有喷水管12，喷水管12的底部设有多个喷头13，喷水管12的顶部设有多个限位块26，洗涤冷却塔2的内部设置有多个斜板22，洗涤冷却塔2的侧面固定连接有水箱10，限位块26远离喷水管12的一端位于连通孔25的内部并于连通孔25的内侧壁滑动连接，限位块26靠近连通孔25的一端设有限位槽27，吸附塔14的内部设置有过滤层17，吸附塔14的内部设置有吸附塔床层29，吸附塔床层29上通过转动块转动连接有吸附腔30，气液分离缓冲罐3的顶部设有风机冷干机6，底座1的顶部固定连接有气体缓冲罐18，吸附塔14的顶部贯穿连接有第一导气管15，第一导气管15远离吸附塔14的一端与气体缓冲罐18贯通连接，洗涤冷却塔2的侧面设有进烟管，通过在洗涤冷却塔的内部添加水排，能够利用洗涤冷却塔内喷头喷出的水，带动水排转动，从而能够带动触杆间歇性的对挡板进行推动，通过对触杆21与挡板24的设置，能够加强进入洗涤冷却塔2内的烟道气与洗涤水进行充分接触，从而能够有效的提升洗涤水对烟道气内的灰尘以及颗粒接触，通过水对颗粒以及灰尘的吸附，在重力的作用下，能够有效的提升烟道气中灰尘以及颗粒去除的效果，同时，水排20在转动的过程中，能够进一步增加喷头13中水喷洒的面积，促进洗涤水与烟道气进行充分接触，从而能够有效的提升烟道气的处理速率。
喷水管12的其中一端延伸至洗涤冷却塔2的外侧并于水箱10贯通连接，水箱10的内部安装有抽水泵，位于水箱10内部的喷水管12的一端与抽水泵固定连接，气液分离缓冲罐3的顶部设有第二导气管31，第二导气管31贯穿洗涤冷却塔2并于其中一个吸附塔14贯通连接，吸附塔14的顶部设有真空泵16，通过真空泵16对特性吸附剂吸附的二氧化碳进行回收，能够便于特性吸附剂重复使用，具有一定的经济效益，利用特种吸附剂将二氧化碳吸附于吸附剂中，达到富集提浓效果，再用加压真空泵16将高浓度二氧化碳抽出加压后输出使用，替代液体二氧化碳和干冰，达到节能减排的作用，洗涤冷却塔2的侧面贯通连接有第二连通管11，第二连通管11的另一端延伸至水箱10的内部并于抽水泵固定连接，水排20的端部设有临界腔，临界腔的内部转动连接有滚珠23，气液分离缓冲罐3的内部设有不锈钢丝网填料7，气液分离缓冲罐3的侧面贯通连接有第一连通管9，第一连通管9远离气液分离缓冲罐3的一端延伸至水箱10的内部，通过设置五个吸附塔3交替进行吸附，两塔同时吸附，能够有效的提升二氧化碳的浓缩效率，满足工业生产中的需求。
斜板22位于相对应喷头13的正下方，斜板22的内部设有凹槽，斜板22斜向下的一端设有出水口28，出水口28位于外侧相对应临界腔的正上方，两个相对应的吸附塔14通过连接管贯通连接，吸附腔30的内部装有特性吸附剂，多个水排20在转动轴上均匀排列，多个转动轴固定套接在转动杆19上，限位槽27成T型设计，限位槽27的三端分别与限位块26贯通设置，气液分离缓冲罐3的内部设有集水腔5，集水腔5的侧面设有自动排水阀8，对自动排水阀8排出的水进行循环利用，能够进一步提升节能减排的效果。
本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：
首先，烟道气通过进烟管进入洗涤冷却塔2的内部，喷水管12上的喷头13对进入洗涤冷却塔2内的烟气进行喷水，喷头13喷出的水通过斜板22上的出水口28落入到水排20带有滚珠23的临界腔内，带动水排20转动，从而带动触杆21对挡板24进行间歇性的触动，由于限位块26与连通孔25滑动连接，从而控制限位板26上的限位槽27与连通孔25之间的位置关系，从而控制洗涤后的烟道气通过T型限位槽27穿过挡板24，烟气进入装置内，经过洗涤冷却塔2洗去粉尘并降温至45℃后，经罗茨风机4加压到80kpa后，经过气液分离缓冲罐3，通过不锈钢丝网填料7，分离出气体中的游离水，废水通过气液分离缓冲罐3底部自动排水阀8排出装置外，排出的水通过第一连通管9进入水箱10作为洗涤水循环使用，除水后的气体经过风机冷干机6再次降温到`20℃后，进入VPSA系统系统进行分离提浓。
原料气从下至上经过吸附塔14上的过滤层17过滤，然后，经过吸附塔床层29，CO2被吸附塔床层29上的特性吸附剂吸附，吸附塔14出口端为吸附尾气，经管道消音器放空处理，通过控制阀控制吸附塔14降压，为抽空解吸制得产品CO2做准备，同时放出的气体均压到上一周期抽完真空的吸附塔内，将吸附塔内压力升高到常压，均压结束后，通过真空泵16进行逆向放压阶段，使床层中吸附的CO2在逆向压力作用下解析出来，解析出来的气体根据纯度人工选择放空或者加入产品气体缓冲罐18混合使用.
逆向放压结束后，吸附塔3压力接近常压，通过真空解析出吸附塔床层29中浓度较高CO2气体，作为产品气体送至产品气体缓冲罐18内，抽真空至吸附塔3内压力降至-70kpa完成该步序，抽完真空后，通过另外一塔均压降步序放出的气体以及控制阀的作用将吸附塔内压力缓慢升高至常压，利用尾气将吸附塔内压力充至吸附压力，为吸附做准备，经这一过程后吸附塔3便完成了一个完整的吸附-再生循环，又为下一次吸附做好了准备，五个吸附塔3交替进行以上的吸附、再生操作(需要说明的是，始终有两个吸附塔3处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。
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 (8)

1.一种烟道气中二氧化碳浓缩装置，包括底座(1)和洗涤冷却塔(2)，其特征在于，所述洗涤冷却塔(2)的侧面与底座(1)的端面固定连接，所述底座(1)的顶部固定连接有多个吸附塔(14)，所述吸附塔(14)的内部设置有控制阀，所述洗涤冷却塔(2)的内部固定连接有气液分离缓冲罐(3)，所述气液分离缓冲罐(3)的底部设有罗茨风机(4)，所述洗涤冷却塔(2)的内部滑动连接有挡板(24)，所述挡板(24)上设有多个连通孔(25),所述挡板(24)位于罗茨风机(4)的正下方，所述洗涤冷却塔(2)的内部转动连接有转动杆(19)，所述转动杆(19)上通过转动轴转动连接有多个水排(20)，所述转动杆(19)上固定套接有多个触杆(21)，所述洗涤冷却塔(2)的内部固定连接有喷水管(12)，所述喷水管(12)的底部设有多个喷头(13)，所述喷水管(12)的顶部设有多个限位块(26)，所述洗涤冷却塔(2)的内部设置有多个斜板(22)，所述洗涤冷却塔(2)的侧面固定连接有水箱(10)，所述限位块(26)远离喷水管(12)的一端位于连通孔(25)的内部并于连通孔(25)的内侧壁滑动连接，所述限位块(26)靠近连通孔(25)的一端设有限位槽(27)，所述吸附塔(14)的内部设置有过滤层(17)，所述吸附塔(14)的内部设置有吸附塔床层(29)，所述吸附塔床层(29)上通过转动块转动连接有吸附腔(30)，所述气液分离缓冲罐(3)的顶部设有风机冷干机(6)。
2.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，所述喷水管(12)的其中一端延伸至洗涤冷却塔(2)的外侧并于水箱(10)贯通连接，所述水箱(10)的内部安装有抽水泵，所述位于水箱(10)内部的喷水管(12)的一端与抽水泵固定连接，所述气液分离缓冲罐(3)的顶部设有第二导气管(31)，所述第二导气管(31)贯穿洗涤冷却塔(2)并于其中一个吸附塔(14)贯通连接，所述吸附塔(14)的顶部设有真空泵(16)，所述洗涤冷却塔(2)的侧面贯通连接有第二连通管(11)，所述第二连通管(11)的另一端延伸至水箱(10)的内部并于抽水泵固定连接。
3.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，所述水排(20)的端部设有临界腔，所述临界腔的内部转动连接有滚珠(23)，所述气液分离缓冲罐(3)的内部设有不锈钢丝网填料(7)，所述气液分离缓冲罐(3)的侧面贯通连接有第一连通管(9)，所述第一连通管(9)远离气液分离缓冲罐(3)的一端延伸至水箱(10)的内部。
4.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，所述斜板(22)位于相对应喷头(13)的正下方，所述斜板(22)的内部设有凹槽，所述斜板(22)斜向下的一端设有出水口(28)，所述出水口(28)位于外侧相对应临界腔的正上方。
5.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，两个所述相对应的吸附塔(14)通过连接管贯通连接，所述吸附腔(30)的内部装有特性吸附剂。
6.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，多个所述水排(20)在转动轴上均匀排列，多个所述转动轴固定套接在转动杆(19)上。
7.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，所述限位槽(27)成T型设计，所述限位槽(27)的三端分别与限位块(26)贯通设置，所述气液分离缓冲罐(3)的内部设有集水腔(5)，所述集水腔(5)的侧面设有自动排水阀(8)。
8.根据权利要求1所述的烟道气中二氧化碳浓缩装置，其特征在于，所述底座(1)的顶部固定连接有气体缓冲罐(18)，所述吸附塔(14)的顶部贯穿连接有第一导气管(15)，所述第一导气管(15)远离吸附塔(14)的一端与气体缓冲罐(18)贯通连接，所述洗涤冷却塔(2)的侧面设有进烟管。
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Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Hangzhou Fuyang sub branch

Pledgor: Hangzhou Jingwang Technology Co.,Ltd.

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