CN114432998B - 液体喷射二氧化碳吸收反应釜 - Google Patents
液体喷射二氧化碳吸收反应釜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供液体喷射二氧化碳吸收反应釜，包括贫液进液管道，喷射增压泵，换热器，喷射器，富液排放管道，排放气管道，吸收釜，二氧化碳进气管道，气泡消除架组件，环形喷液管组件，环形二氧化碳喷气组件，引流泵，去下游分离管，洁净气体排放管，第一连通管道，第二连通管道和第三连通管道。本发明二氧化碳气体通过二氧化碳进气管道引入吸收釜内的第二环形管内，并经过第二喷管喷出，在分气网罩的作用下形成气泡上浮，上浮过程中，从喷射管射出的就高流速液态切割气泡，于此同时，在固定刺针，活动刺针和缓冲弹簧的作用下，使二氧化碳气泡爆裂，形成多个气泡，增加反应面积，增大吸收效率。
Description
技术领域
本发明属于反应釜技术领域，尤其涉及液体喷射二氧化碳吸收反应釜。
背景技术
二氧化碳(carbon dioxide)，一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为44.0095，常温常压下是一种无色无味或无色无臭而其水溶液略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03％-0.04％)。
在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56.6℃(527kPa)，沸点为-78.5℃，密度比空气密度大(标准条件下)，溶于水。在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高(2000℃时仅有1.8％分解)，不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
当前中国是二氧化碳排放大国，每年排放约占世界二氧化碳排放的30％左右，在碳达峰碳中和的背景下，势必要进行二氧化碳的收集并利用。传统的二氧化碳收集都采用吸收塔的方式，将二氧化碳吸收再解析。吸收塔体积大，价格高，无法做成撬装方式，不利于二氧化碳收集设备的推广和利用。
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药和食品等领域。传统的反应釜采用机械搅拌的方式增加反应面积和时间，提高反应效率。反应釜内安装搅拌桨，搅拌桨的轴伸出反应釜外，轴同釜体通过机械密封方式密封。由于机械密封为动密封，很容易泄漏，频繁出现滴漏故障，也需要经常检修和围护，减少了设备工作时间，影响生产。
由鉴于此，发明液体喷射二氧化碳吸收反应釜是非常必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供液体喷射二氧化碳吸收反应釜，以解决现有的二氧化碳吸收塔体积过大和吸收效率低的问题，并能将二氧化碳吸收装置撬装化、小型化，有利于大面积推广。
液体喷射二氧化碳吸收反应釜，包括贫液进液管道，喷射增压泵，换热器，喷射器，富液排放管道，排放气管道，吸收釜，二氧化碳进气管道，气泡消除架组件，环形喷液管组件，环形二氧化碳喷气组件，引流泵，去下游分离管，洁净气体排放管，第一连通管道，第二连通管道和第三连通管道，所述的贫液进液管道通过第一连通管道与喷射增压泵向连通设置；所述的第三连通管道一端螺纹连接在换热器的输入端，另一端螺纹连接在喷射增压泵的输出端；所述的第二连通管道一端螺纹连接在换热器的输出端，另一端贯穿吸收釜的上壁中间位置与喷射器相连接；所述的富液排放管道一端镶嵌在吸收釜的右侧上部位置并与其内部相连通，另一端螺纹连接在引流泵的进液端；所述的排放气管道的螺钉连接在吸收釜的上部右侧并与内部相连通；所述的二氧化碳进气管道贯穿吸收釜的下部右侧并与环形二氧化碳喷气组件相螺纹连接；所述的气泡消除架组件螺纹连接在喷射器的上部；
所述的贫液进液管道贯穿吸收釜的下部左侧并与环形喷液管组件相螺纹连接；所述的去下游分离管螺纹连接在引流泵的输出端；所述的洁净气体排放管螺栓连接在吸收釜的上部中间位置并与其内部相连通；
所述的喷射器包括喷射管，密封通管，喷射孔和密封帽，所述的喷射管开设螺纹连接在密封通管的下部；所述的喷射孔开设在喷射管的外表面下部位置；所述的密封帽螺纹连接在喷射管的下端。
优选的，所述的气泡消除架组件包括气泡罩，连接螺管，固定刺针，活动刺针和缓冲弹簧，所述的连接螺管镶嵌在气泡罩的内部中间位置；所述的固定刺针和活动刺针交替设置在气泡罩的下表面；所述的活动刺针与气泡罩相轴接设置；所述的缓冲弹簧一端焊接在活动刺针的右侧上部位置，另一端与气泡罩相铆接设置。
优选的，所述的环形喷液管组件包括第一环形管，第一喷管和连接管，所述的第一喷管螺纹连接在第一环形管的上部并相互连通；所述的连接管螺纹连接在第一环形管的下部中间位置。
优选的，所述的环形二氧化碳喷气组件包括第二环形管，第二喷管，斜撑支板和分气网罩，所述的第二喷管螺纹连接在第二环形管的上部并与其内部相连通；所述的斜撑支板一端螺钉连接在第二环形管的外侧，另一与分气网罩相螺钉连接设置。
优选的，所述的第二连通管道的右侧下端与喷射管相螺纹连接；所述的密封通管与吸收釜的上壁相卡接设置。
优选的，所述的喷射孔的孔径设置在八十目至二百目之间的圆形通孔。
优选的，所述的喷射管的外表面上部设置有螺纹；所述的连接螺管与喷射管相螺纹连接。
优选的，所述的贫液进液管道的右侧上端与连接管相螺纹连接。
优选的，所述的分气网罩为不锈钢网罩；所述的分气网罩设置在第二喷管的上部。
优选的，所述的二氧化碳进气管道与第二环形管的下部相螺纹连接。
优选的，所述的喷射管位于第一环形管的上部中间位置位于同一垂直线上。
优选的，所述的第一环形管设置在第二环形管的上部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
二氧化碳贫液吸收液通过贫液进液管道进入吸收釜内部，通过第一环形管和第一喷管流入反应釜，同时引入一部分支流通过喷射增压泵加压，换热器换热通过第三连通管道进入吸收釜内的喷射管的内部并经过喷射孔高流速喷射出去；
二氧化碳气体通过二氧化碳进气管道引入吸收釜内的第二环形管内，并经过第二喷管喷出，在分气网罩的作用下形成气泡上浮，上浮过程中，从喷射管射出的就高流速液态切割气泡，于此同时，在固定刺针，活动刺针和缓冲弹簧的作用下，使二氧化碳气泡爆裂，形成多个气泡，增加反应面积，增大吸收效率；
另外，未反应的二氧化碳气体通过管道再引入下一个吸收釜；反应完毕后的富液通过富液排放管道与引流泵送入下游的解析后分离装置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的喷射器的结构示意图。
图3是本发明的气泡消除架组件的结构示意图。
图4是本发明的环形喷液管组件的结构示意图。
图5是本发明的环形二氧化碳喷气组件的结构示意图。
图中：1、贫液进液管道；2、喷射增压泵；3、换热器；4、喷射器；41、喷射管；42、密封通管；43、喷射孔；44、密封帽；5、富液排放管道；6、排放气管道；7、吸收釜；8、二氧化碳进气管道；9、气泡消除架组件；91、气泡罩；92、连接螺管；93、固定刺针；94、活动刺针；95、缓冲弹簧；10、环形喷液管组件；101、第一环形管；102、第一喷管；103、连接管；11、环形二氧化碳喷气组件；111、第二环形管；112、第二喷管；113、斜撑支板；114、分气网罩；12、引流泵；13、去下游分离管；14、洁净气体排放管；15、第一连通管道；16、第二连通管道；17、第三连通管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1至附图2所示，本发明提供液体喷射二氧化碳吸收反应釜，包括贫液进液管道1，喷射增压泵2，换热器3，喷射器4，富液排放管道5，排放气管道6，吸收釜7，二氧化碳进气管道8，气泡消除架组件9，环形喷液管组件10，环形二氧化碳喷气组件11，引流泵12，去下游分离管13，洁净气体排放管14，第一连通管道15，第二连通管道16和第三连通管道17，所述的贫液进液管道1通过第一连通管道15与喷射增压泵2向连通设置；所述的第三连通管道17一端螺纹连接在换热器3的输入端，另一端螺纹连接在喷射增压泵2的输出端；所述的第二连通管道16一端螺纹连接在换热器3的输出端，另一端贯穿吸收釜7的上壁中间位置与喷射器4相连接；所述的富液排放管道5一端镶嵌在吸收釜7的右侧上部位置并与其内部相连通，另一端螺纹连接在引流泵12的进液端；所述的排放气管道6的螺钉连接在吸收釜7的上部右侧并与内部相连通；所述的二氧化碳进气管道8贯穿吸收釜7的下部右侧并与环形二氧化碳喷气组件11相螺纹连接；所述的气泡消除架组件9螺纹连接在喷射器4的上部；
所述的贫液进液管道1贯穿吸收釜7的下部左侧并与环形喷液管组件10相螺纹连接；所述的去下游分离管13螺纹连接在引流泵12的输出端；所述的洁净气体排放管14螺栓连接在吸收釜7的上部中间位置并与其内部相连通；
所述的喷射器4包括喷射管41，密封通管42，喷射孔43和密封帽44，所述的喷射管41开设螺纹连接在密封通管42的下部；所述的喷射孔43开设在喷射管41的外表面下部位置；所述的密封帽44螺纹连接在喷射管41的下端。
如附图3所示，上述实施方案中，具体的，所述的气泡消除架组件9包括气泡罩91，连接螺管92，固定刺针93，活动刺针94和缓冲弹簧95，所述的连接螺管92镶嵌在气泡罩91的内部中间位置；所述的固定刺针93和活动刺针94交替设置在气泡罩91的下表面；所述的活动刺针94与气泡罩91相轴接设置；所述的缓冲弹簧95一端焊接在活动刺针94的右侧上部位置，另一端与气泡罩91相铆接设置。
如附图4所示，上述实施方案中，具体的，所述的环形喷液管组件10包括第一环形管101，第一喷管102和连接管103，所述的第一喷管102螺纹连接在第一环形管101的上部并相互连通；所述的连接管103螺纹连接在第一环形管101的下部中间位置。
如附图5所示，上述实施方案中，具体的，所述的环形二氧化碳喷气组件11包括第二环形管111，第二喷管112，斜撑支板113和分气网罩114，所述的第二喷管112螺纹连接在第二环形管111的上部并与其内部相连通；所述的斜撑支板113一端螺钉连接在第二环形管111的外侧，另一与分气网罩114相螺钉连接设置。
上述实施方案中，具体的，所述的第二连通管道16的右侧下端与喷射管41相螺纹连接；所述的密封通管42与吸收釜7的上壁相卡接设置；所述的喷射孔43的孔径设置在八十目至二百目之间的圆形通孔。
上述实施方案中，具体的，所述的喷射管41的外表面上部设置有螺纹；所述的连接螺管92与喷射管41相螺纹连接。
上述实施方案中，具体的，所述的贫液进液管道1的右侧上端与连接管103相螺纹连接；所述的第一环形管101设置在第二环形管111的上部；所述的喷射管41位于第一环形管101的上部中间位置位于同一垂直线上。
上述实施方案中，具体的，所述的分气网罩114为不锈钢网罩；所述的分气网罩114设置在第二喷管112的上部；所述的二氧化碳进气管道8与第二环形管111的下部相螺纹连接。
工作原理：
本发明在使用时，二氧化碳贫液吸收液通过贫液进液管道1进入吸收釜7内部，通过第一环形管101和第一喷管102流入反应釜，同时引入一部分支流通过喷射增压泵2加压，换热器3换热通过第三连通管道17进入吸收釜7内的喷射管41的内部并经过喷射孔43高流速喷射出去；
二氧化碳气体通过二氧化碳进气管道8引入吸收釜7内的第二环形管111内，并经过第二喷管112喷出，在分气网罩114的作用下形成气泡上浮，上浮过程中，从喷射管41射出的就高流速液态切割气泡，于此同时，在固定刺针93，活动刺针94和缓冲弹簧95的作用下，使二氧化碳气泡爆裂，形成多个气泡，增加反应面积，增大吸收效率；
另外，未反应的二氧化碳气体通过管道再引入下一个吸收釜7；反应完毕后的富液通过富液排放管道5与引流泵12送入下游的解析后分离装置。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，该液体喷射二氧化碳吸收反应釜，包括贫液进液管道(1)，喷射增压泵(2)，换热器(3)，喷射器(4)，富液排放管道(5)，排放气管道(6)，吸收釜(7)，二氧化碳进气管道(8)，气泡消除架组件(9)，环形喷液管组件(10)，环形二氧化碳喷气组件(11)，引流泵(12)，去下游分离管(13)，洁净气体排放管(14)，第一连通管道(15)，第二连通管道(16)和第三连通管道(17)，所述的贫液进液管道(1)通过第一连通管道(15)与喷射增压泵(2)向连通设置；所述的第三连通管道(17)一端螺纹连接在换热器(3)的输入端，另一端螺纹连接在喷射增压泵(2)的输出端；所述的第二连通管道(16)一端螺纹连接在换热器(3)的输出端，另一端贯穿吸收釜(7)的上壁中间位置与喷射器(4)相连接；所述的富液排放管道(5)一端镶嵌在吸收釜(7)的右侧上部位置并与其内部相连通，另一端螺纹连接在引流泵(12)的进液端；所述的排放气管道(6)的螺钉连接在吸收釜(7)的上部右侧并与内部相连通；所述的二氧化碳进气管道(8)贯穿吸收釜(7)的下部右侧并与环形二氧化碳喷气组件(11)相螺纹连接；所述的气泡消除架组件(9)螺纹连接在喷射器(4)的上部；
所述的贫液进液管道(1)贯穿吸收釜(7)的下部左侧并与环形喷液管组件(10)相螺纹连接；所述的去下游分离管(13)螺纹连接在引流泵(12)的输出端；所述的洁净气体排放管(14)螺栓连接在吸收釜(7)的上部中间位置并与其内部相连通；
所述的喷射器(4)包括喷射管(41)，密封通管(42)，喷射孔(43)和密封帽(44)，所述的喷射管(41)开设螺纹连接在密封通管(42)的下部；所述的喷射孔(43)开设在喷射管(41)的外表面下部位置；所述的密封帽(44)螺纹连接在喷射管(41)的下端；
所述的气泡消除架组件(9)包括气泡罩(91)，连接螺管(92)，固定刺针(93)，活动刺针(94)和缓冲弹簧(95)，所述的连接螺管(92)镶嵌在气泡罩(91)的内部中间位置；所述的固定刺针(93)和活动刺针(94)交替设置在气泡罩(91)的下表面；所述的活动刺针(94)与气泡罩(91)相轴接设置；所述的缓冲弹簧(95)一端焊接在活动刺针(94)的右侧上部位置，另一端与气泡罩(91)相铆接设置；
所述的环形二氧化碳喷气组件(11)包括第二环形管(111)，第二喷管(112)，斜撑支板(113)和分气网罩(114)，所述的第二喷管(112)螺纹连接在第二环形管(111)的上部并与其内部相连通；所述的斜撑支板(113)一端螺钉连接在第二环形管(111)的外侧，另一与分气网罩(114)相螺钉连接设置；
所述的分气网罩(114)为不锈钢网罩；所述的分气网罩(114)设置在第二喷管(112)的上部。
2.如权利要求1所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的环形喷液管组件(10)包括第一环形管(101)，第一喷管(102)和连接管(103)，所述的第一喷管(102)螺纹连接在第一环形管(101)的上部并相互连通；所述的连接管(103)螺纹连接在第一环形管(101)的下部中间位置。
3.如权利要求1所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的第二连通管道(16)的右侧下端与喷射管(41)相螺纹连接；所述的密封通管(42)与吸收釜(7)的上壁相卡接设置。
4.如权利要求1所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的喷射孔(43)的孔径设置在八十目至二百目之间的圆形通孔。
5.如权利要求1所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的喷射管(41)的外表面上部设置有螺纹；所述的连接螺管(92)与喷射管(41)相螺纹连接。
6.如权利要求2所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的贫液进液管道(1)的右侧上端与连接管(103)相螺纹连接；所述的喷射管(41)位于第一环形管(101)的上部中间位置位于同一垂直线上。
7.如权利要求2所述的液体喷射二氧化碳吸收反应釜，其特征在于，所述的二氧化碳进气管道(8)与第二环形管(111)的下部相螺纹连接。
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