CN113309920B - 一种高接触性火电厂利用lng进行碳收集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，包括碳输送管道，所述碳输送管道的首端外侧套接有LNG输送装置，LNG输送装置内部设置有分离单元，所述碳输送管道的尾端连通有碳收集装置，所述碳收集装置一侧连通有尾气收集装置；本发明通过碳收集装置将液化后的二氧化碳收集起来，实现了节能效果，同时在液化天然气间隔供应到碳输送管道内时，分离单元能够使液化天然气更好的与碳输送管道接触，从而能够提高对碳输送管道的冷却能力，并且通过导向管和辅助管的设置，使液化天然气与碳输送管道接触的距离更近，从而能够更好对碳输送管道进行冷却，使液化天然气在导向管内的时间更长，对碳输送管道的冷却效果更好。

Description

一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，特别涉及一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统。
背景技术
快速的工业发展进程给人们带来便捷生活的同时，也给人们带来巨大的环境问题。全球超过85％的能量需求来自于化石燃料的燃烧。在世界各国，燃烧化石燃料火力发电厂是CO2排放的主要来源。全球的科学家从20世纪七八十年代开始致力于研究CO2的捕集与封存(CCS)，各种各样CO2捕集方法应运而生。从化石燃料的燃烧中捕集CO2主要有3条技术路线：燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧法。CO2的捕集方法有溶液吸收法、膜分离法、电化学法、酶法、光生物合成法、催化剂法、化学链法以及这些方法的混合使用等，烟气与天然气中CO2的捕集目前主要采用溶液吸收法。但上述这些方法都存在系统能耗高、设备及运行成本高的问题，难以经济可行地大面积推广。
由于火力发电时刻在进行，而液态天然气的量少，因此在实际使用过程中，会间隔供应液态天然气对尾气进行液化处理，间隔供应液化天然气时，会造成液化天然气对尾气的冷却效果差。
因此，发明一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统来解决上述问题很有必要，其能够在间隔供应液化天然气时，提高对尾气的冷却效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，包括碳输送管道，所述碳输送管道的首端外侧套接有LNG输送装置，LNG输送装置内部设置有分离单元，所述碳输送管道的尾端连通有碳收集装置，所述碳收集装置一侧连通有尾气收集装置。
优选的，所述LNG输送装置包括天然气输入管、液冷管和天然气输出管，液冷管套接在碳输送管道外侧，并与碳输送管道贴合，天然气输入管和天然气输出管均与液冷管连通，且天然气输入管位于天然气输出管底部。
优选的，所述分离单元包括底板，底板中部向下凹陷，底板两端与液冷管内壁接触；所述液冷管内部由中部向上设置有多个偏转箱，偏转箱靠近液冷管内壁的一端铰接在液冷管内壁上，且铰接处设置有扭簧，偏转箱的自由端朝向碳输送管道中部；最底部的所述偏转箱底部固定连接有麻花杆，麻花杆底端固定连接在底板的水平段上；所述偏转箱顶部开设有盛放槽，盛放槽靠近碳输送管道的侧壁倾斜设置，其与碳输送管道的距离逐渐向顶部变小。
优选的，所述碳收集装置包括中间箱、收集瓶、液压缸和封盖，收集瓶连接在中间箱底部，中间箱连接在碳输送管道尾端，液压缸连接在中间箱顶部，封盖为工字型结构，封盖底端可拆卸设置，且封盖底端与收集瓶顶端相匹配。
优选的，所述尾气收集装置包括沉淀槽和UV光解设备，沉淀槽与中间箱连通。
优选的，所述碳输送管道外壁嵌入有多个导向管，导向管底端位于底板的中部，导向管顶端正对天然气输出管。
优选的，所述导向管底端连接有封塞，封塞顶部设置有阻挡圈，阻挡圈与封塞之间设置有连接弹簧，连接弹簧位于阻挡圈内部。
优选的，所述导向管侧面固定连接有多个辅助管，辅助管与导向管之间固定连接有橡胶管，导向管远离橡胶管的一端的高度比起另外一端的高度低。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过碳收集装置将液化后的二氧化碳收集起来，实现了节能效果，同时在液化天然气间隔供应到碳输送管道内时，分离单元能够使液化天然气更好的与碳输送管道接触，从而能够提高对碳输送管道的冷却能力；
2、本发明通过导向管和辅助管的设置，使液化天然气与碳输送管道接触的距离更近，从而能够更好对碳输送管道进行冷却，使液化天然气在导向管内的时间更长，对碳输送管道的冷却效果更好；
3、本发明通过封塞和阻挡圈的设置，降低了液化天然气从导向管底端移出时的速率，使液化天然气在导向管内的时间更长，对碳输送管道的冷却效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中碳输送管道与LNG输送装置的侧面剖视图；
图3是本发明中图2的A部放大图；
图4是本发明中碳收集装置的主面剖视图。
图中：碳输送管道1、LNG输送装置2、天然气输入管21、液冷管22、天然气输出管23、分离单元3、底板31、偏转箱32、麻花杆33、盛放槽34、碳收集装置4、中间箱41、收集瓶42、液压缸43、封盖44、尾气收集装置5、沉淀槽51、UV光解设备52、导向管6、封塞7、阻挡圈8、连接弹簧9、辅助管10、橡胶管11。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明提供了如图1所示的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，包括碳输送管道1，所述碳输送管道1的首端外侧套接有LNG输送装置2，LNG输送装置2内部设置有分离单元3，所述碳输送管道1的尾端连通有碳收集装置4，所述碳收集装置4一侧连通有尾气收集装置5。所述LNG输送装置2包括天然气输入管21、液冷管22和天然气输出管23，液冷管22套接在碳输送管道1外侧，并与碳输送管道1贴合，天然气输入管21和天然气输出管23均与液冷管22连通，且天然气输入管21位于天然气输出管23底部；液化天然气从天然气输入管21底部进入，随后上升进入到液冷管22内部，将其内部的冷量传递给碳输送管道1，从而使碳输送管道1内部的尾气中的二氧化碳进行液化，对碳进行收集，失去冷量的液化天然气在底部源源不断的天然气的推动下，而从顶部的天然气输出管23移出，天然气输出管23连接市政供气管道。所述尾气收集装置5包括沉淀槽51和UV光解设备52，沉淀槽51与中间箱41连通；在LNG输送装置2出现故障时，可以在沉淀槽51内存放有石灰水，对尾气中的二氧化碳进行吸收，吸收二氧化碳的尾气可以经过UV光解设备52对恶臭气体进行处理。
参照说明书附图2，所述分离单元3包括底板31，底板31中部向下凹陷，底板31两端与液冷管22内壁接触；所述液冷管22内部由中部向上设置有多个偏转箱32，偏转箱32靠近液冷管22内壁的一端铰接在液冷管22内壁上，且铰接处设置有扭簧，偏转箱32的自由端朝向碳输送管道1中部；最底部的所述偏转箱32底部固定连接有麻花杆33，麻花杆33底端固定连接在底板31的水平段上；所述偏转箱32顶部开设有盛放槽34，盛放槽34靠近碳输送管道1的侧壁倾斜设置，其与碳输送管道1的距离逐渐向顶部变小；将液化天然气从天然气输入管21输入到液冷管22内部时，液化天然气会首先推动底板31上升，底板31上升后，其两端与液冷管22内壁分离，分离后产生的间隙能够使液化天然气通过，液化天然气上升时，会首先沿着底板31上表面，将底板31顶部凹陷的位置填满，随后底板31被继续向上推动时，能够使凹陷处的液化天然气快速挤压到碳输送管道1表面，挤压时的冲击力使液化天然气冲击在偏转箱32底部，使偏转箱32底部对液化天然气斜向上导向，使液化天然气快速到达碳输送管道1顶部，保证对尾气的冷却效果，经偏转箱32与碳输送管道1之间通过的液化天然气，将冷量传递给碳输送管道1，间隔一段时间后，停止液化天然气的输入，此时位于液冷管22内的液化天然气会下降，充满偏转箱32顶部的盛放槽34内，将偏转箱32的自由端向下压动，倾斜设置的盛放槽34侧壁处于水平时，盛放槽34内的液化天然气会流出盛放槽34而冲向碳输送管道1表面，将冷的液化天然气向碳输送管道1处聚集，并且由于偏转箱32对液化天然气下移过程中的阻挡作用，能够使液化天然气向下流动时的速率减慢，从而提高液化天然气与碳输送管道1的接触时间，定量的液化天然气冷却处理尾气的量更大，最后底板31回到原位时，将液化天然气隔挡在底板31顶部的液冷管22内部，持续对碳输送管道1进行冷却。所述碳输送管道1外壁嵌入有多个导向管6，导向管6底端位于底板31的中部，导向管6顶端正对天然气输出管23；当停止液化天然气的输入时，上升到顶部的液化天然气的一部分进入到导向管6中，经导向管6移动到其底端，液化天然气沿着导向管6内部下移时，会与碳输送管道1接触的距离更近，从而能够更好对碳输送管道1进行冷却。所述导向管6侧面固定连接有多个辅助管10，辅助管10与导向管6之间固定连接有橡胶管11，导向管6远离橡胶管11的一端的高度比起另外一端的高度低；当进入到导向管6内的液化天然气从其底部移出时，由于辅助管10的存在，能够使辅助管10内存留有一定量的液化天然气，随后当下次想向液冷管22内输入液化天然气时，上升的液化天然气会推动辅助管10的自由端上升，使辅助管10内的液化天然气倾倒入导向管6中，使导向管6内能够在第一时间向下流通一定量的液化天燃气，保证导向管6对应处的碳输送管道1的冷却效果。
参照说明书附图4，所述碳收集装置4包括中间箱41、收集瓶42、液压缸43和封盖44，收集瓶42连接在中间箱41底部，中间箱41连接在碳输送管道1尾端，液压缸43连接在中间箱41顶部，封盖44为工字型结构，封盖44底端可拆卸设置，且封盖44底端与收集瓶42顶端相匹配；冷却液化后的二氧化碳会进入到中间箱41内，最后进入到收集瓶42中，液压缸43推动封盖44下移，将收集瓶42封闭，随后将收集瓶42从中间箱41底部拧下，换上新的空的收集瓶42即可进行下次的液态二氧化碳收集。
参照说明书附图3，所述导向管6底端连接有封塞7，封塞7顶部设置有阻挡圈8，阻挡圈8与封塞7之间设置有连接弹簧9，连接弹簧9位于阻挡圈8内部，阻挡圈8对封塞7起到阻挡作用，从而在液化天然气向上输送时，不会进入到导向管6中，使液化天然气能够快速到达碳输送管道1顶部，当停止液化天然气的输入时，液冷管22内侧顶部的液化天然气掉落并进入到导向管6内时，由于封塞7的阻挡作用，从而降低了液化天然气从导向管6底端移出时的速率，使液化天然气在导向管6内的时间更长，对碳输送管道1的冷却效果更好。
本发明工作原理：将火电厂产生的尾气通过碳输送管道1输入，同时将液化天然气从LNG输送装置2底部通入，通过液化天然气的冷能使尾气中的二氧化碳液化，随后通过碳收集装置4将液化后的二氧化碳收集起来，实现了节能效果，同时在液化天然气间隔供应到碳输送管道1内时，分离单元3能够使液化天然气更好的与碳输送管道1接触，从而能够提高对碳输送管道1的冷却能力；当碳输送管道1出现故障时，可以通过尾气收集装置5将尾气进行处理。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，包括碳输送管道（1），其特征在于：所述碳输送管道（1）的首端外侧套接有LNG输送装置（2），LNG输送装置（2）内部设置有分离单元（3），所述碳输送管道（1）的尾端连通有碳收集装置（4），所述碳收集装置（4）一侧连通有尾气收集装置（5）；
所述LNG输送装置（2）包括天然气输入管（21）、液冷管（22）和天然气输出管（23），液冷管（22）套接在碳输送管道（1）外侧，并与碳输送管道（1）贴合，天然气输入管（21）和天然气输出管（23）均与液冷管（22）连通，且天然气输入管（21）位于天然气输出管（23）底部；
所述分离单元（3）包括底板（31），底板（31）中部向下凹陷，底板（31）两端与液冷管（22）内壁接触；所述液冷管（22）内部由中部向上设置有多个偏转箱（32），偏转箱（32）靠近液冷管（22）内壁的一端铰接在液冷管（22）内壁上，且铰接处设置有扭簧，偏转箱（32）的自由端朝向碳输送管道（1）中部；最底部的所述偏转箱（32）底部固定连接有麻花杆（33），麻花杆（33）底端固定连接在底板（31）的水平段上；所述偏转箱（32）顶部开设有盛放槽（34），盛放槽（34）靠近碳输送管道（1）的侧壁倾斜设置，其与碳输送管道（1）的距离逐渐向顶部变小。
2.根据权利要求1所述的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，其特征在于：所述碳收集装置（4）包括中间箱（41）、收集瓶（42）、液压缸（43）和封盖（44），收集瓶（42）连接在中间箱（41）底部，中间箱（41）连接在碳输送管道（1）尾端，液压缸（43）连接在中间箱（41）顶部，封盖（44）为工字型结构，封盖（44）底端可拆卸设置，且封盖（44）底端与收集瓶（42）顶端相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，其特征在于：所述尾气收集装置（5）包括沉淀槽（51）和UV光解设备（52），沉淀槽（51）与中间箱（41）连通。
4.根据权利要求2所述的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，其特征在于：所述碳输送管道（1）外壁嵌入有多个导向管（6），导向管（6）底端位于底板（31）的中部，导向管（6）顶端正对天然气输出管（23）。
5.根据权利要求4所述的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，其特征在于：所述导向管（6）底端连接有封塞（7），封塞（7）顶部设置有阻挡圈（8），阻挡圈（8）与封塞（7）之间设置有连接弹簧（9），连接弹簧（9）位于阻挡圈（8）内部。
6.根据权利要求5所述的一种高接触性火电厂利用LNG进行碳收集系统，其特征在于：所述导向管（6）侧面固定连接有多个辅助管（10），辅助管（10）与导向管（6）之间固定连接有橡胶管（11），导向管（6）远离橡胶管（11）的一端的高度比起另外一端的高度低。
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