CN114432809A - 一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，涉及二氧化碳利用技术领域，包括烟气过滤系统、浓度检测系统、捕集罐、捕集控制系统和二氧化碳再利用系统，所述烟气过滤系统用于过滤石灰窑烟气中固相杂质，所述浓度检测系统按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度，所述捕集罐用于储存不同浓度的二氧化碳；通过利用浓度检测系统测定二氧化碳浓度，根据浓度检测系统测定的结果，对不同浓度的二氧化碳采用不同的捕集罐进行分类捕集，并将不同捕集罐内的二氧化碳利用不同的二氧化碳再利用系统进行纯化回收，可以根据不同浓度二氧化碳纯化所需能耗进行科学化纯化回收，进而降低二氧化碳纯化回收过程中的能源消耗。

Description

一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统
技术领域
本发明涉及二氧化碳利用技术领域，尤其涉及一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统。
背景技术
石灰在通过石灰窑煅烧时排出大量二氧化碳气体,白然排放既造成了大气污染，形成可怕的温室效应，石灰生产所用原料石灰石是碳酸钙,碳酸钙分解后为氧化钙和二氧化碳，每公斤石 灰石烧成石灰要分解出44公斤的二氧化碳，二氧化碳也是一种宝贵的资源，回收起来可用于多种领域,比如石灰产品延伸氢氧化钙碳化、空气砖生产、化学合成工业、机械焊接保护、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生行业等。如果将烟气中的二氧化碳进行回收利用,不但保护了生态环境,还变废为宝增加了利润。
目前已有的二氧化碳捕集方法主要有富氧燃烧捕集、燃烧前捕集和燃烧后捕集三种，其中，燃烧后捕集是应用较为普遍的方法。但是目前的二氧化碳捕集利用过程中能源消耗较大，没有根据二氧化碳浓度的不同进行分开捕集分类再利用，导致二氧化碳捕集利用能效低下。因此，本发明提出一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，通过利用浓度检测系统测定二氧化碳浓度，根据浓度检测系统测定的结果，对不同浓度的二氧化碳采用不同的捕集罐进行分类捕集，并将不同捕集罐内的二氧化碳利用不同的二氧化碳再利用系统进行纯化回收，可以根据不同浓度二氧化碳纯化所需能耗进行科学化纯化回收，进而降低二氧化碳纯化回收过程中的能源消耗，通过能够提高二氧化碳捕集回收效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，包括烟气过滤系统、浓度检测系统、捕集罐、捕集控制系统和二氧化碳再利用系统；
所述烟气过滤系统进气侧与石灰窑烟气排放口连接，所述烟气过滤系统用于过滤石灰窑烟气中固相杂质，所述浓度检测系统与烟气过滤系统的排气侧连接，所述浓度检测系统按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度，所述捕集罐设有多组，多组所述捕集罐用于储存不同浓度的二氧化碳，且多组所述捕集罐均通过第一管道连接浓度检测系统的排气侧，所述第一管道上设有阀门，所述捕集控制系统根据浓度检测系统检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道上的阀门开闭，所述二氧化碳再利用系统设置数量与捕集罐适配，所述二氧化碳再利用系统通过第二管道与捕集罐的排气侧连接，所述二氧化碳再利用系统采用不同的回收工艺处理不同捕集罐内的二氧化碳。
进一步改进在于：所述烟气过滤系统由烟气集箱、第一滤网、第二滤网和第三滤网组成，所述第二滤网设置在第一滤网一侧，所述第三滤网设置在第二滤网一侧，所述第一滤网、第二滤网和第三滤网的滤孔直径逐级递减。
进一步改进在于：所述浓度检测系统由二氧化碳过渡箱、二氧化碳浓度检测器、数据接收装置和数据传输装置组成，所述二氧化碳浓度检测器设有多组，多组所述二氧化碳浓度检测器均匀分布在二氧化碳过渡箱内部，所述数据接收装置和数据传输装置均设在二氧化碳过渡箱外壁上。
进一步改进在于：所述第一管道和第二管道上均设置有抽气泵。
进一步改进在于：所述浓度检测系统按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度时，数据接收装置自动接收多组二氧化碳浓度检测器在设定的时间区间内采集的二氧化碳浓度值，然后在设定的时间区间结束后的t1时间内，将接收的二氧化碳浓度值数据通过数据传输装置传输给捕集控制系统。
进一步改进在于：所述捕集控制系统根据浓度检测系统检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道上的阀门开闭前，还包括对接收的同一组二氧化碳浓度检测器采集的多组二氧化碳浓度值数据进行判断，判断同一组二氧化碳浓度检测器采集的多组二氧化碳浓度值数据的波动范围是否在预设范围内。
进一步改进在于：当波动范围在预设范围内，则所述捕集控制系统对同一组二氧化碳浓度检测器采集的多组二氧化碳浓度值数据进行求平均值处理，然后将多组平均值再做均值化处理，并根据均值化处理结果控制对应第一管道上的阀门开启，二氧化碳进入对应的捕集罐。
进一步改进在于：当波动范围在不预设范围内，则判断发生数据波动超范围的二氧化碳浓度检测器的数量，当二氧化碳浓度检测器数量超过预设数量，则所述捕集控制系统直接按照发生数据波动的二氧化碳浓度检测器采集的二氧化碳浓度数据值控制对应第一管道上的阀门开启，二氧化碳进入对应的捕集罐。
进一步改进在于：所述二氧化碳再利用系统采用不同的回收工艺处理不同捕集罐内的二氧化碳时，具有为针对不同浓度的二氧化碳采用不同的工艺对二氧化碳进行纯化，得到纯化二氧化碳进行固存。
本发明的有益效果为：本发明通过利用浓度检测系统测定二氧化碳浓度，根据浓度检测系统测定的结果，对不同浓度的二氧化碳采用不同的捕集罐进行分类捕集，并将不同捕集罐内的二氧化碳利用不同的二氧化碳再利用系统进行纯化回收，可以根据不同浓度二氧化碳纯化所需能耗进行科学化纯化回收，进而降低二氧化碳纯化回收过程中的能源消耗，通过能够提高二氧化碳捕集回收效率；
通过设置捕集控制系统对第一管道上的阀门进行精准控制，可以保证二氧化碳分类捕集准确性高。
附图说明
图1为本发明系统结构俯视意图；
图2为本发明系统运行流程示意图。
其中：1、烟气过滤系统；2、浓度检测系统；3、捕集罐；4、捕集控制系统；5、二氧化碳再利用系统；6、第一管道；7、阀门；8、第二管道；9、烟气集箱；10、第一滤网；11、第二滤网；12、第三滤网；13、二氧化碳过渡箱；14、二氧化碳浓度检测器；15、数据接收装；16、数据传输装置；17、抽气泵。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1-2所示，本实施例提出一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，包括烟气过滤系统1、浓度检测系统2、捕集罐3、捕集控制系统4和二氧化碳再利用系统5；
所述烟气过滤系统1进气侧与石灰窑烟气排放口连接，所述烟气过滤系统1用于过滤石灰窑烟气中固相杂质，所述浓度检测系统2与烟气过滤系统1的排气侧连接，所述浓度检测系统2按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度，所述捕集罐3设有多组，多组所述捕集罐3用于储存不同浓度的二氧化碳，且多组所述捕集罐3均通过第一管道6连接浓度检测系统2的排气侧，所述第一管道6上设有阀门7，所述捕集控制系统4根据浓度检测系统2检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道6上的阀门7开闭，所述二氧化碳再利用系统5设置数量与捕集罐3适配，所述二氧化碳再利用系统5通过第二管道8与捕集罐3的排气侧连接，所述二氧化碳再利用系统5采用不同的回收工艺处理不同捕集罐3内的二氧化碳。
所述烟气过滤系统1由烟气集箱9、第一滤网10、第二滤网11和第三滤网12组成，所述第二滤网11设置在第一滤网10一侧，所述第三滤网12设置在第二滤网11一侧，所述第一滤网10、第二滤网11和第三滤网12的滤孔直径逐级递减，通过设置第一滤网10、第二滤网11和第三滤网12可以有效过滤石灰窑烟气中的固相杂质，确保进入浓度检测系统2内的二氧化碳浓度不受杂质影响，进而可以保证浓度检测系统2的检测结果准确性。
所述浓度检测系统2由二氧化碳过渡箱13、二氧化碳浓度检测器14、数据接收装置15和数据传输装置16组成，所述二氧化碳浓度检测器14设有多组，多组所述二氧化碳浓度检测器14均匀分布在二氧化碳过渡箱13内部，所述数据接收装置15和数据传输装置16均设在二氧化碳过渡箱13外壁上，通过将多组二氧化碳浓度检测器14均匀分布在二氧化碳过渡箱13内部，可以提高二氧化碳浓度检测结果精确性，避免二氧化碳过渡箱13内各处二氧化碳浓度不均影响检测结果。
所述第一管道6和第二管道8上均设置有抽气泵17，通过设置抽气泵17可以逐级将二氧化碳引入至二氧化碳再利用系统5内。
所述浓度检测系统2按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度时，数据接收装置15自动接收多组二氧化碳浓度检测器14在设定的时间区间内采集的二氧化碳浓度值，然后在设定的时间区间结束后的t1时间内，将接收的二氧化碳浓度值数据通过数据传输装置16传输给捕集控制系统4，在本发明中t1的取值范围3-5min 。
所述捕集控制系统4根据浓度检测系统2检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道6上的阀门7开闭前，还包括对接收的同一组二氧化碳浓度检测器14采集的多组二氧化碳浓度值数据进行判断，判断同一组二氧化碳浓度检测器14采集的多组二氧化碳浓度值数据的波动范围是否在预设范围内，通过对多组二氧化碳浓度值数据进行判断，可以避免数据波动对控制结果的影响，进而提高捕集控制系统4的控制精准性 。
当波动范围在预设范围内，则所述捕集控制系统4对同一组二氧化碳浓度检测器14采集的多组二氧化碳浓度值数据进行求平均值处理，然后将多组平均值再做均值化处理，并根据均值化处理结果控制对应第一管道6上的阀门7开启，二氧化碳进入对应的捕集罐3。
当波动范围在不预设范围内，则判断发生数据波动超范围的二氧化碳浓度检测器14的数量，当二氧化碳浓度检测器14数量超过预设数量，则所述捕集控制系统4直接按照发生数据波动的二氧化碳浓度检测器14采集的二氧化碳浓度数据值控制对应第一管道6上的阀门7开启，二氧化碳进入对应的捕集罐3。
所述二氧化碳再利用系统5采用不同的回收工艺处理不同捕集罐3内的二氧化碳时，具有为针对不同浓度的二氧化碳采用不同的工艺对二氧化碳进行纯化，得到纯化二氧化碳进行固存。
本发明通过利用浓度检测系统2测定二氧化碳浓度，根据浓度检测系统2测定的结果，对不同浓度的二氧化碳采用不同的捕集罐3进行分类捕集，并将不同捕集罐3内的二氧化碳利用不同的二氧化碳再利用系统5进行纯化回收，可以根据不同浓度二氧化碳纯化所需能耗进行科学化纯化回收，进而降低二氧化碳纯化回收过程中的能源消耗，通过能够提高二氧化碳捕集回收效率；
通过设置捕集控制系统4对第一管道6上的阀门7进行精准控制，可以保证二氧化碳分类捕集准确性高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：包括烟气过滤系统（1）、浓度检测系统（2）、捕集罐（3）、捕集控制系统（4）和二氧化碳再利用系统（5）；
所述烟气过滤系统（1）进气侧与石灰窑烟气排放口连接，所述烟气过滤系统（1）用于过滤石灰窑烟气中固相杂质，所述浓度检测系统（2）与烟气过滤系统（1）的排气侧连接，所述浓度检测系统（2）按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度，所述捕集罐（3）设有多组，多组所述捕集罐（3）用于储存不同浓度的二氧化碳，且多组所述捕集罐（3）均通过第一管道（6）连接浓度检测系统（2）的排气侧，所述第一管道（6）上设有阀门（7），所述捕集控制系统（4）根据浓度检测系统（2）检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道（6）上的阀门（7）开闭，所述二氧化碳再利用系统（5）设置数量与捕集罐（3）适配，所述二氧化碳再利用系统（5）通过第二管道（8）与捕集罐（3）的排气侧连接，所述二氧化碳再利用系统（5）采用不同的回收工艺处理不同捕集罐（3）内的二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述烟气过滤系统（1）由烟气集箱（9）、第一滤网（10）、第二滤网（11）和第三滤网（12）组成，所述第二滤网（11）设置在第一滤网（10）一侧，所述第三滤网（12）设置在第二滤网（11）一侧，所述第一滤网（10）、第二滤网（11）和第三滤网（12）的滤孔直径逐级递减。
3.根据权利要求1所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述浓度检测系统（2）由二氧化碳过渡箱（13）、二氧化碳浓度检测器（14）、数据接收装置（15）和数据传输装置（16）组成，所述二氧化碳浓度检测器（14）设有多组，多组所述二氧化碳浓度检测器（14）均匀分布在二氧化碳过渡箱（13）内部，所述数据接收装置（15）和数据传输装置（16）均设在二氧化碳过渡箱（13）外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述第一管道（6）和第二管道（8）上均设置有抽气泵（17）。
5.根据权利要求3所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述浓度检测系统（2）按照设定的时间区间自动检测进入系统内的二氧化碳浓度时，数据接收装置（15）自动接收多组二氧化碳浓度检测器（14）在设定的时间区间内采集的二氧化碳浓度值，然后在设定的时间区间结束后的t1时间内，将接收的二氧化碳浓度值数据通过数据传输装置（16）传输给捕集控制系统（4）。
6.根据权利要求5所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述捕集控制系统（4）根据浓度检测系统（2）检测的二氧化碳浓度控制对应第一管道（6）上的阀门（7）开闭前，还包括对接收的同一组二氧化碳浓度检测器（14）采集的多组二氧化碳浓度值数据进行判断，判断同一组二氧化碳浓度检测器（14）采集的多组二氧化碳浓度值数据的波动范围是否在预设范围内。
7.根据权利要求5所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：当波动范围在预设范围内，则所述捕集控制系统（4）对同一组二氧化碳浓度检测器（14）采集的多组二氧化碳浓度值数据进行求平均值处理，然后将多组平均值再做均值化处理，并根据均值化处理结果控制对应第一管道（6）上的阀门（7）开启，二氧化碳进入对应的捕集罐（3）。
8.根据权利要求5所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：当波动范围在不预设范围内，则判断发生数据波动超范围的二氧化碳浓度检测器（14）的数量，当二氧化碳浓度检测器（14）数量超过预设数量，则所述捕集控制系统（4）直接按照发生数据波动的二氧化碳浓度检测器（14）采集的二氧化碳浓度数据值控制对应第一管道（6）上的阀门（7）开启，二氧化碳进入对应的捕集罐（3）。
9.根据权利要求5所述的一种石灰窑二氧化碳捕集利用系统，其特征在于：所述二氧化碳再利用系统（5）采用不同的回收工艺处理不同捕集罐（3）内的二氧化碳时，具有为针对不同浓度的二氧化碳采用不同的工艺对二氧化碳进行纯化，得到纯化二氧化碳进行固存。
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