CN114456852A - 一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，中控单元依据高炉煤气进入捕碳塔内的温度控制旋涡气流发生器对旋涡风速进行调节，并依据调节后的旋涡风速对第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度以及除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度进行调节，并当第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度超过最大喷淋速度时，相应地增加各层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋时间或者减少高炉煤气的进气量，之后，当吸收了二氧化碳的富集溶液进入加热箱时，中控单元控制加热箱内的加热丝工作，释放出二氧化碳富集溶液中的二氧化碳，释放二氧化碳后的剩余液体冷却后与二氧化碳吸收液混合，形成新的二氧化碳喷淋吸收液。

Description

一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕捉后废液处理的技术领域，尤其涉及一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法。

背景技术

二氧化碳作为主要的温室气体，如果得不到有效处理，易破坏生态环境，造成全球气候变暖。

高炉煤气中含有二氧化碳、一氧化碳、氢气、氮气以及少量的烃类和二氧化硫，若是能将高炉煤气中的二氧化碳提取出来，不仅有利于其他气体的后续处理，同时也能够对二氧化碳进行收集利用，而提取了二氧化碳后的高炉媒气经过液化形成废液，目前，虽然有许多利用醇胺进行二氧化碳吸收的方案，但是缺少一种系统性的方法，对二氧化碳喷淋吸收、醇胺吸收液再生利用等过程进行自动控制。

综上，现有技术中缺少一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，对二氧化碳喷淋吸收、醇胺吸收液再生利用等过程进行自动控制，以提高二氧化碳捕捉和醇胺吸收液再生利用的效率。

发明内容

为此，本发明提供一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，用于解决现有技术中对碳捕捉自动化程度不高，致使二氧化碳捕捉和醇胺吸收液再生利用效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，包括：

步骤S1,中控单元控制设置进气管道上的进气量调节阀以最大进气量输入高炉煤气，并接收设置在进气管道内的进气温度探头检测到的输入高炉煤气的温度，所述中控单元依据接收到的高炉煤气的温度，控制设置在捕碳塔内的涡旋气流发生器工作，使输入的高炉煤气产生对应风速的涡旋气流；

步骤S2，所述中控单元控制设置在捕碳塔内的若干层药剂喷淋装置喷洒药剂混合箱中的二氧化碳喷淋吸收液对涡旋高炉煤气进行喷淋，吸收高炉煤气中的二氧化碳，吸收了二氧化碳后的溶液流至捕碳塔底部，形成二氧化碳富集溶液，剩余气体和水雾通过捕碳塔上方的除尘除雾器，进行除尘、除雾后从出口管道处排出；

步骤S3，所述中控单元控制设置在二氧化碳富集溶液排出管上的循环水泵工作，将吸收了二氧化碳后的二氧化碳富集溶液输送至加热箱，所述加热箱以预设加热温度对二氧化碳富集溶液加热至预定时间，二氧化碳富集溶液中的二氧化碳受热后释放，并由设置在加热箱顶部的二氧化碳排出口排出，排出二氧化碳后的剩余溶液被输送至冷却箱中冷却，冷却完毕后，形成冷却原液，将冷却原液输送至原液箱；

步骤S4，将补液箱中的二氧化碳吸收液和原液箱中的冷却原液输送至药剂混合箱中混合，形成新的二氧化碳喷淋吸收液，再次对高炉煤气中的二氧化碳进行吸收；

步骤S5，在所述药剂喷淋装置喷洒二氧化碳喷淋吸收液时，设置在所述出口管道处的二氧化碳浓度检测仪实时检测二氧化碳浓度，并将检测到的二氧化碳浓度值反馈给中控单元，中控单元依据接收到的实时二氧化碳浓度，控制设置在捕碳塔内壁上的换热片对降温时间进行控制。

进一步地，所述中控单元内预设有标准降温时间T0，设定所述二氧化碳浓度检测仪检测到的实时二氧化碳浓度为R，所述中控单元将实时二氧化碳浓度R与预设的二氧化碳标准浓度R0进行比较，若R＜R0，则表示捕碳塔内二氧化碳的捕捉效率正常，所述中控单元控制换热片维持标准降温时间，若R≥R0，则表示捕碳塔内二氧化碳的捕捉效率低，所述中控单元控制换热片延长降温时间。

进一步地，所述中控单元内预设有标准二氧化碳浓度差值ΔR0，当所述中控单元控制换热片延长降温时间时，中控单元计算实时二氧化碳浓度R与标准浓度R0的差值ΔR，设定ΔR＝R-R0，选择延长降温时间的调节系数，若ΔR≤ΔR0，则所述中控单元采用第一调节系数α对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+α×T0，α＝(R-R0)/R，若ΔR>ΔR0，则所述中控单元采用第二调节系数β对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+β×T0，β＝(R-R0)/R0。

进一步地，设定所述进气温度探头检测到输入高炉煤气的温度为t，所述中控单元依据检测到的温度t对涡旋气流发生器产生的旋涡风速进行调节，设定调节后的风速W＝W0+(t1/t-1)*WO*a，其中，W0为预设风速，t为预设温度，a为温度对风速的调节系数，0＜a＜1。

进一步地，所述药剂喷淋装置包括逆气面药剂喷淋装置和顺气面药剂喷淋装置，所述顺气面药剂喷淋装置设置在相邻两层逆气面药剂喷淋装置之间，用以喷洒二氧化碳喷淋吸收液并吸收高炉煤气中的二氧化碳，同时对其上方的逆气面药剂喷淋装置进行清洗，若干层逆气面药剂喷淋装置从捕碳塔下方开始，由下至上依次设置至第n层，其中n＝1,2,3...，n，每层药剂喷淋装置上均设置有若干喷头，若干所述喷头内均设置有流速调节阀和电磁阀，分别用以调节喷头处药剂的喷淋速度和喷淋时间，所述电磁阀较所述流速调节阀设置于更靠近喷头的一侧，中控单元控制流速调节阀和电磁阀工作，使第一层逆气面药剂喷淋装置上的喷头以喷淋速度V喷淋至预设时间T2，除第一层外其余逆气面药剂喷淋装置上的喷头以喷淋速度V1喷淋至预设时间T2，设定V＝V0+W*b，其中，V0为预设的基础喷淋速度，b为风速对喷淋速度的调节系数，b＞0，设定V1＝1/n*V*c,其中c为各层逆气面喷淋速度的调节系数，c＞0。

进一步地，当所述中控单元将除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V1时，将V1与V0进行比较，当V1≤V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V0，当V1＞V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V1。

进一步地，所述中控单元内预设有最大喷淋速度Vmax，并将所述第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处调节后的喷淋速度V与Vmax进行比较，当V≤Vmax时，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V，当V＞Vmax，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为Vmax，并将各层逆气面药剂喷淋装置的喷淋时间增加至T3。

进一步地，所述中控单元内预设有第一喷淋时间调节系数d1、第二喷淋时间调节系数d2、喷淋速度差值第一参考值ΔV1和喷淋速度差值第二参考值ΔV2，其中0＜ΔV1＜ΔV2，0＜d1＜d2，当V＞Vmax时，中控单元控制电磁阀将各层喷淋时间增加至T3，设定T3＝T2+ΔV/Vmax*T2*di，其中ΔV为V与Vmax之间的差值，设定ΔV＝V-Vmax，di为喷淋时间调节系数，di＞0，i＝1,2,当ΔV≤ΔV1时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d1对喷淋时间进行调节，当ΔV1＜ΔV≤ΔV2时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d2对喷淋时间进行调节，当ΔV＞ΔV2时，中控单元控制设置在进气管道上的进气量调节阀减少高炉煤气的进气量。

进一步地，当ΔV＞ΔV2时，所述中控单元将高炉煤气的进气量调节为Q，设定Q＝ΔV2/ΔV*Qmax*e，其中Qmax为初始默认的高炉煤气最大进气量，e为进气量调节系数，0＜e＜1。

进一步地，所述加热箱底部设置有预设加热温度探头，所述中控单元接收预设加热温度探头检测到二氧化碳富集溶液进入加热箱时的温度t1，将加热时间调节至T4，设定T4＝T5+(t2-t1)/t1*f，其中，T5为预设加热时间，t2为预设二氧化碳富集溶液进入时的温度，f为加热时间调节系数，0＜f＜1。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置旋涡气流发生器，首先，在高炉煤气进入捕碳塔内后，所述中控单元依据高炉煤气的温度控制旋涡气流发生器对旋涡风速进行调节，并依据调节后旋涡风速的大小对第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度进行调节，之后，依据调节后第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度再对除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度依次进行调节，而且中控单元内还设置有最大喷淋速度，当第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度超过最大喷淋速度时，相应地对第一层以及其余各层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋时间进行增加，另外，若第一层逆气面药剂喷淋装置上喷头的喷淋速度超过最大喷淋速度过大时，可以通过减少高炉煤气的进气量以满足二氧化碳喷淋吸收的效果，再然后，当吸收了二氧化碳的富集溶液进入加热箱时，中控单元通过其进入时的温度与预设进入温度之间的差值，对加热时间进行控制，最后，为了达到逆气面喷淋装置对其上方顺气面喷淋装置的清洗效果，避免高温煤气中的粉尘堵射喷淋装置的喷口，中控单元依据逆气面喷淋装置与其上方顺气面喷淋装置的高度差，自动对顺气面喷淋装置的喷淋速度进行调节，以提高碳捕捉自动化程度，二氧化碳捕捉和醇胺吸收液再生利用的效率。

尤其，当高炉煤气进入捕碳塔后，所述中控单元依据高炉煤气进入时的温度，自动控制旋涡气流发生器对旋涡风速进行调节，即温度较高时，降低风速，温度较低时，增加风速，同时，产生的旋涡气流带动高炉煤气向捕碳塔上方运动，便于高炉煤气与药剂充分接触，以提高二氧化碳捕捉效率。

进一步地，所述逆气面药剂喷淋装置由下至上分为1至n层，每层逆气面药剂喷淋装置上都设置有若干喷头，中控单元依据调节后旋涡气流的风速控制流速调节阀对第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度进行调节。

尤其，所述中控单元再依据调节后第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度对除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度进行调节，以满足高炉煤气经过喷淋上升后逐渐减弱的特性，同时，中控单元还控制除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度不能小于预设的基础喷淋速度，以起到实际的喷淋效果，进而提高二氧化碳捕捉效率。

进一步地，所述中控单元内还预设有最大喷淋速度，当第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度超过最大喷淋速度时，依据超过的具体数值，选取合适的时间调节系数对预设喷淋时间进行增加，以提高二氧化碳捕捉效率。

尤其，当第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度超过最大喷淋速度过大时，为了避免喷淋时间过长，造成捕碳塔底部的二氧化碳富集溶液过多堆积，因此所述中控单元通过控制进气量调节阀对进气量进行调节，以提高二氧化碳捕捉效率。

尤其，所述中控单元通过计算，自动对高炉煤气具体的进气量进行调节，以使进气量符合目前旋涡气流风速和逆气面药剂喷淋装置喷头处喷淋速度的要求，以提高二氧化碳捕捉效率。

进一步地，所述加热箱内还设置有温度探测器，中控单元接收温度探测器探测到的温度，并自动对加热时间进行调节，以精准控制加热时间，进而提高醇胺吸收液再生利用的效率。

具体而言，由于捕碳塔内温度过高极易造成二氧化碳的分解释放，因此在捕碳塔内设置气体温度探头，用以检测捕碳塔内的温度，防止温度过高，并在捕碳塔实际温度超出捕碳塔标准温度时，对捕碳塔内的温度进行降温以提高二氧化碳捕捉效率。

具体而言，换热盘以预设功率进行降温，为了对具体的降温时间进行控制，中控单元接收出口管道处二氧化碳浓度检测仪测得的二氧化碳浓度，选取合适的系数对降温时间进行调节，以根据二氧化碳浓度精准控制降温时间，以提高二氧化碳捕捉效率。

附图说明

图1为本发明所述用于高炉煤气碳捕捉的废液处理装置的结构示意图；

图2为本发明所述用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其展示了应用于高炉煤气碳捕捉装置的废液处理装置的结构示意图，首先，中控单元(图中未示出)控制设置在进气管道2上的进气量调节阀3以最大进气量将高炉煤气输送至捕碳塔1内后，中控单元依据设置在进气管道2内的进气温度探头23检测的高炉煤气的温度，自动控制旋涡气流发生器4对旋涡风速进行调节，并依据调节后旋涡风速的大小对第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上喷头的喷淋速度进行调节，之后，依据调节后第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上喷头的喷淋速度再对除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置5-2上喷头的喷淋速度依次进行调节，而且中控单元内还设置有最大喷淋速度，当第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上喷头的喷淋速度超过最大喷淋速度时，相应地对第一层逆气面药剂喷淋装置5-1以及其余各层逆气面药剂喷淋装置5-2上喷头的喷淋时间进行增加，另外，若第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上喷头的喷淋速度超过最大喷淋速度过大时，中控单元可以控制进气量调节阀3减少高炉煤气的进气量以满足二氧化碳喷淋吸收的效果，再然后，中控单元控制设置在二氧化碳富液排出管10上的循环水泵11工作，将吸收了二氧化碳的富集溶液输送至加热箱12，设置在加热箱12底部的预设加热温度探头24将检测到的二氧化碳富集溶液的温度反馈给中控单元，中控单元通过计算其与预设进入温度之间的差值，控制加热箱12内的加热丝25工作，对加热时间进行控制，最后，为了达到逆气面喷淋装置对其上方顺气面喷淋装置6的清洗效果，避免高温煤气中的粉尘堵射喷淋装置的喷口，中控单元依据逆气面喷淋装置与其上方顺气面喷淋装置6的高度差，自动对顺气面喷淋装置6的喷淋速度进行调节，以实现二氧化碳捕捉和释放过程。

请继续参阅图1所示，二氧化碳富集溶液在加热箱12中受热的过程中，二氧化碳受热从二氧化碳富集溶液中释放，通过二氧化碳排出口13排出，排出二氧化碳后的剩余溶液在冷却泵15的作用下被输送至冷却箱16内，中控单元控制冷却箱16内的冷凝管26工作，对剩余溶液进行冷却处理，冷却完毕后，形成冷却原液，冷却原液在冷凝泵17的作用被输送至原液箱18，之后冷却原液在原液箱水泵21的作用下由原液箱18输送至药剂混合箱22，补液箱19中的二氧化碳吸收液在补液箱水泵20的作用下被输送至药剂混合箱22，二氧化碳吸收液和冷却原液在药剂混合箱22中相互混合，最终形成新的二氧化碳喷淋吸收液，新的二氧化碳喷淋吸收液在中控单元的控制下通过喷淋管道27对新进入的高炉煤气继续进行喷淋，实现二氧化碳喷淋吸收液的循环再生。

请继续参阅图1所示，捕碳塔1底部设置有捕碳塔排污口9，加热箱12底部设置有加热箱排污口14，可以对残渣和沉淀物进行排放，而且，捕碳塔1上方设置有除尘除雾器7，可以对粉尘和水雾进行去除，去除了粉尘和水雾后的尾气通过出口管道8排出，以便于后续对于其他废气的进一步处理。

请参阅图2所示，其展示了用于高炉煤气碳捕捉方法的流程示意图，包括：步骤S1,中控单元控制设置进气管道2上的进气量调节阀3以最大进气量输入高炉煤气，并接收设置在进气管道2内的进气温度探头23检测到的输入高炉煤气的温度，所述中控单元依据接收到的高炉煤气的温度，控制设置在捕碳塔1内的涡旋气流发生器工作，使输入的高炉煤气产生对应风速的涡旋气流；步骤S2，所述中控单元控制设置在捕碳塔1内的若干层药剂喷淋装置喷洒药剂混合箱中22的二氧化碳喷淋吸收液对涡旋高炉煤气进行喷淋，吸收高炉煤气中的二氧化碳，吸收了二氧化碳后的溶液流至捕碳塔1底部，形成二氧化碳富集溶液，剩余气体和水雾通过捕碳塔1上方的除尘除雾器7，进行除尘、除雾后排出；步骤S3，所述中控单元控制设置在二氧化碳富液排出管10上的循环水泵11工作，将吸收了二氧化碳后的二氧化碳富集溶液输送至加热箱12，所述加热箱12以预设加热温度对二氧化碳富集溶液加热至预定时间，二氧化碳富集溶液中的二氧化碳受热后释放，并由设置在加热箱12顶部的二氧化碳排出口13排出，排出二氧化碳后的剩余溶液被输送至冷却箱16中冷却，冷却完毕后，形成冷却原液，将冷却原液输送至原液箱18；步骤S4，将补液箱19中的二氧化碳吸收液和原液箱18中的冷却原液输送至药剂混合箱22中混合，形成新的二氧化碳喷淋吸收液，再次对高炉煤气中的二氧化碳进行吸收；步骤S5，在所述药剂喷淋装置喷洒二氧化碳喷淋吸收液时，设置在所述出口管道8处的二氧化碳浓度检测仪29实时检测二氧化碳浓度，并将检测到的二氧化碳浓度值反馈给中控单元，中控单元依据接收到的实时二氧化碳浓度，控制设置在捕碳塔1内壁上的换热片28对降温时间进行控制。

具体而言，本发明实施例提供的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，采用在捕碳塔内温度、高炉媒气输入量以及喷淋速度的多重调节，使得在捕碳塔内经过碳捕捉后的高炉煤气的碳含量大大降低，而捕捉碳之后的溶液经过循环处理之后再次进入与补碳塔，实现捕捉塔之后的溶液的高效利用，实现对捕碳塔内的碳捕捉效率的提高，并且通过对捕碳塔内高炉煤气所处容器的动态调节，大大提高碳捕捉的效率，且能够实现对排出捕碳塔内的溶液的高效利用。

具体而言，由于高炉煤气温度较高，为了提高二氧化碳的捕捉效率，避免捕碳塔1温度过高，因此捕碳塔1内壁上还设置换热片28，用以对捕碳塔1内部温度进行降温。

具体而言，所述中控单元内预设有标准降温时间T0，设定所述二氧化碳浓度检测仪29检测到的实时二氧化碳浓度为R，所述中控单元将实时二氧化碳浓度R与预设的二氧化碳标准浓度R0进行比较，若R＜R0，则表示捕碳塔1内二氧化碳的捕捉效率正常，所述中控单元控制换热片28维持标准降温时间，若R≥R0，则表示捕碳塔内二氧化碳的捕捉效率低，所述中控单元控制换热片28延长降温时间，中控单元依据二氧化碳浓度检测仪30实时检测到的出口管道处8二氧化碳的浓度，判断二氧化碳是否捕捉效率是否满足要求，当不满足要求时，表明捕碳塔1内温度过高，控制换热片28延长降温时间，以使捕碳满足效率满足要求。

具体而言，所述中控单元内预设有标准二氧化碳浓度差值ΔR0，当所述中控单元控制换热片延长降温时间时，中控单元计算实时二氧化碳浓度R与标准浓度R0的差值ΔR，设定ΔR＝R-R0，选择延长降温时间的调节系数，若ΔR≤ΔR0，则所述中控单元采用第一调节系数α对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+α×T0，α＝(R-R0)/R，若ΔR>ΔR0，则所述中控单元采用第二调节系数β对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+β×T0，β＝(R-R0)/R0，中控单元通过比较出口管道8排出二氧化碳的浓度，选取合适的调节系数对降温时间进行调节，以控制换热片28的工作状态，进而对降温时间进行控制。

具体而言，设定所述进气温度探头23检测到输入高炉煤气的温度为t，所述中控单元依据检测到的温度t对涡旋气流发生器产生的旋涡风速进行调节，设定调节后的风速W＝W0+(t0/t-1)*WO*a，其中，W0为预设风速，t0为预设温度，a为温度对风速的调节系数，0＜a＜1，温度会影响气流的上升速度，因此通过调节涡旋气流发生器产生旋涡风速大小，使不同温度的高炉煤气转换成旋涡风速后，上升的速率较为一致，便于控制碳捕捉进程。

具体而言，所述药剂喷淋装置包括逆气面药剂喷淋装置和顺气面药剂喷淋装置6，所述顺气面药剂喷淋装置6设置在相邻两层逆气面药剂喷淋装置之间，用以喷洒二氧化碳喷淋并吸收液吸收高炉煤气中的二氧化碳，同时对其上方的逆气面药剂喷淋装置进行清洗，若干层逆气面药剂喷淋装置从捕碳塔1下方开始，由下至上依次设置至第n层，其中n＝1,2,3...，n，每层药剂喷淋装置上均设置有若干喷头，若干所述喷头内均设置有流速调节阀(图中未示出)和电磁阀(图中未示出)，分别用以调节喷头处药剂的喷淋速度和喷淋时间，所述电磁阀较所述流速调节阀设置于更靠近喷头的一侧，中控单元控制流速调节阀和电磁阀工作，使第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上的喷头以喷淋速度V喷淋至预设时间T0，除第一层外其余逆气面药剂喷淋装置5-2上的喷头以喷淋速度V1喷淋至预设时间TO，设定V＝V0+W*b，其中，V0为预设的基础喷淋速度，b为风速对喷淋速度的调节系数，b＞0，设定V1＝1/n*V*c,其中c为各层逆气面喷淋速度的调节系数，c＞0，将药剂喷淋装置区分为顺气面和逆气面，并将逆气面药剂喷淋装置进行分层，中控单元依据旋涡风速的大小对第一层逆气面药剂喷淋装置5-1上喷头的喷淋速度进行调节，并依据高炉煤气经过喷淋后上升过程中，二氧化碳浓度不断稀释的实际情况，对除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置5-2上喷头的喷淋速度进行调节。

具体而言，当所述中控单元将除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置5-2喷头处的喷淋速度调节为V1时，将V1与V0进行比较，当V1≤V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V0，当V1＞V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V1，为了起到喷淋效果，除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置5-2上喷头的喷淋速度不能小于预设的基础喷淋速度。

具体而言，所述中控单元内预设有最大喷淋速度Vmax，并将所述第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处调节后的喷淋速度V与Vmax进行比较，当V≤Vmax时，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处的喷淋速度调节为V，当V＞Vmax，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处的喷淋速度调节为Vmax，并将各层逆气面药剂喷淋装置的喷淋时间增加至T1，考虑到流速调节阀的功率，当喷淋速度超过预设的最大喷淋速度时，不能再次对喷淋速度进行增大，只能适当地对喷淋时间进行延长。

具体而言，所述中控单元内预设有第一喷淋时间调节系数d1，第二喷淋时间调节系数d2，喷淋速度差值第一参考值ΔV1和喷淋速度差值第二参考值ΔV2，其中0＜ΔV1＜ΔV2，0＜d1＜d2，当V＞Vmax时，中控单元控制电磁阀将各层喷淋时间增加至T3，设定T3＝T2+ΔV/Vmax*T2*di，其中ΔV为V与Vmax之间的差值，设定ΔV＝V-Vmax，di为喷淋时间调节系数，di＞0，i＝1,2，当ΔV≤ΔV1时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d1对喷淋时间进行调节，当ΔV1＜ΔV≤ΔV2时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d2对喷淋时间进行调节，当ΔV＞ΔV2时，中控单元控制设置在进气管道2上的进气量调节阀3减少高炉煤气的进气量，依据中控单元计算出第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处喷淋速度超过最大喷淋速度的范围，选取合适的参数对喷淋时间进行调节，同时，为了满足碳捕捉的效率，当第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处喷淋速度超过最大喷淋速度过大时，中控单元通过控制进气量调节阀3调小高炉煤气的进气量。

具体而言，当ΔV＞ΔV2时，中控单元将高炉煤气的进气量调节为Q，设定Q＝ΔV2/ΔV*Qmax*e，其中Qmax为初始默认的高炉煤气最大进气量，e为进气量调节系数，0＜e＜1，中控单元通过第一层逆气面药剂喷淋装置5-1喷头处喷淋速度超过最大喷淋速度的具体数值，计算出适宜的进气量，对高炉煤气的进气量进行精准调节。

具体而言，所述加热箱12内设置有预设加热温度探头24，中控单元接收预设加热温度探头24检测到二氧化碳富集溶液进入加热箱12时的温度t1，将加热时间调节至T4，设定T4＝T5+(t2-t1)/t1*f，其中，T5为预设加热时间，t2为预设二氧化碳富集溶液进入时的温度，f为加热时间调节系数，0＜f＜1，中控单元依据二氧化碳富集溶液进入加热箱12时的温度，选取适宜的加热时间，可以精准控制加热过程。

具体而言，为了使顺气面药剂喷淋装置6对其上方逆气面药剂喷淋装置起到清洗的效果，因而顺气面药剂喷淋装置6与其上方逆气面药剂喷淋装置的距离不能超过Hmax，Hmax为顺气面药剂喷淋装置6以最大喷淋速度喷淋时，所能达到的最大喷淋高度。

具体而言，醇胺吸收液具有多种类型，吸收速率和再生速率各有优劣，为了达到吸收速率和再生速率的平衡，本实施中补液箱19中的二氧化碳吸收液优选伯胺MEA，以在喷淋时对二氧化碳的快速捕捉，而叔胺MDEA再生性好，受热二氧化碳容易释放，因此原液箱18中的冷却原液主要是叔胺MEDA，通过在药剂混合箱22中将叔胺MDEA与伯胺MEA相互混合，以取得良好的吸收速率和再生效果。

具体而言，本实施例中加热箱12内采用加热丝25加热，但是同时也可以采用热水加热、蒸汽加热、烟气加热和废气加热等，以对废气中的热能进行利用，本发明并不限制具体的加热方式，只要能起到对二氧化碳富集溶液的加热，促使二氧化碳从二氧化碳富集溶液中分解出即可。

具体而言，二氧化碳排出口13排出的二氧化碳可以输送至其他外部系统，对其进行二次利用，如将排出的二氧化碳输送至高炉的喷煤系统、甲烷生产系统、制成干冰或者输送至储气罐储存等。

具体而言，加热箱12内加热丝25的预设加热温度为60℃至70℃之间，优选预设加热温度为65℃，加热箱12底部的加热温度探头24实时检测加热箱12内二氧化碳富集溶液的温度，当达到预设加热温度后，随即停止加热，若未达到加热时间，则在温度下降后至预设加热温度的最低值时，再次进行加热。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，包括：

步骤S1,中控单元控制设置进气管道上的进气量调节阀以最大进气量输入高炉煤气，并接收设置在进气管道内的进气温度探头检测到的输入高炉煤气的温度，所述中控单元依据接收到的高炉煤气的温度，控制设置在捕碳塔内的涡旋气流发生器工作，使输入的高炉煤气产生对应风速的涡旋气流；

步骤S2，所述中控单元控制设置在捕碳塔内的若干层药剂喷淋装置喷洒药剂混合箱中的二氧化碳喷淋吸收液对涡旋高炉煤气进行喷淋，吸收高炉煤气中的二氧化碳，吸收了二氧化碳后的溶液流至捕碳塔底部，形成二氧化碳富集溶液，剩余气体和水雾通过捕碳塔上方的除尘除雾器，进行除尘、除雾后从出口管道处排出；

步骤S3，所述中控单元控制设置在二氧化碳富集溶液排出管上的循环水泵工作，将吸收了二氧化碳后的二氧化碳富集溶液输送至加热箱，所述加热箱以预设加热温度对二氧化碳富集溶液加热至预定时间，二氧化碳富集溶液中的二氧化碳受热后释放，并由设置在加热箱顶部的二氧化碳排出口排出，排出二氧化碳后的剩余溶液被输送至冷却箱中冷却，冷却完毕后，形成冷却原液，将冷却原液输送至原液箱；

步骤S4，将补液箱中的二氧化碳吸收液和原液箱中的冷却原液输送至药剂混合箱中混合，形成新的二氧化碳喷淋吸收液，再次对高炉煤气中的二氧化碳进行吸收；

步骤S5，在所述药剂喷淋装置喷洒二氧化碳喷淋吸收液时，设置在所述出口管道处的二氧化碳浓度检测仪实时检测二氧化碳浓度，并将检测到的二氧化碳浓度值反馈给中控单元，中控单元依据接收到的实时二氧化碳浓度，控制设置在捕碳塔内壁上的换热片对降温时间进行控制。

2.根据权利要求1所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述中控单元内预设有标准降温时间T0，设定所述二氧化碳浓度检测仪检测到的实时二氧化碳浓度为R，所述中控单元将实时二氧化碳浓度R与预设的二氧化碳标准浓度R0进行比较，

若R＜R0，则表示捕碳塔内二氧化碳的捕捉效率正常，所述中控单元控制换热片维持标准降温时间；

若R≥R0，则表示捕碳塔内二氧化碳的捕捉效率低，所述中控单元控制换热片延长降温时间。

3.根据权利要求2所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述中控单元内预设有标准二氧化碳浓度差值ΔR0，当所述中控单元控制换热片延长降温时间时，中控单元计算实时二氧化碳浓度R与标准浓度R0的差值ΔR，设定ΔR＝R-R0，选择延长降温时间的调节系数；

若ΔR≤ΔR0，则所述中控单元采用第一调节系数α对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+α×T0，α＝(R-R0)/R；

若ΔR>ΔR0，则所述中控单元采用第二调节系数β对降温时间进行延长，延长后的降温时间为T1，设定T1＝T0+β×T0，β＝(R-R0)/R0。

4.根据权利要求1所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，设定所述进气温度探头检测到输入高炉煤气的温度为t，所述中控单元依据检测到的温度t对涡旋气流发生器产生的旋涡风速进行调节，设定调节后的风速W＝W0+(t1/t-1)*WO*a，其中，W0为预设风速，t为预设温度，a为温度对风速的调节系数，0＜a＜1。

5.根据权利要求4所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述药剂喷淋装置包括逆气面药剂喷淋装置和顺气面药剂喷淋装置，所述顺气面药剂喷淋装置设置在相邻两层逆气面药剂喷淋装置之间，用以喷洒二氧化碳喷淋吸收液并吸收高炉煤气中的二氧化碳，同时对其上方的逆气面药剂喷淋装置进行清洗，若干层逆气面药剂喷淋装置从捕碳塔下方开始，由下至上依次设置至第n层，其中n＝1,2,3...，n，每层药剂喷淋装置上均设置有若干喷头，若干所述喷头内均设置有流速调节阀和电磁阀，分别用以调节喷头处药剂的喷淋速度和喷淋时间，所述电磁阀较所述流速调节阀设置于更靠近喷头的一侧，中控单元控制流速调节阀和电磁阀工作，使第一层逆气面药剂喷淋装置上的喷头以喷淋速度V喷淋至预设时间T2，除第一层外其余逆气面药剂喷淋装置上的喷头以喷淋速度V1喷淋至预设时间T2，设定V＝V0+W*b，其中，V0为预设的基础喷淋速度，b为风速对喷淋速度的调节系数，b＞0，设定V1＝1/n*V*c,其中c为各层逆气面喷淋速度的调节系数，c＞0。

6.根据权利要求5所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，当所述中控单元将除第一层外其余各层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V1时，将V1与V0进行比较，

当V1≤V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V0；

当V1＞V0时，所述中控单元将对应逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V1。

7.根据权利要求5所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述中控单元内预设有最大喷淋速度Vmax，并将所述第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处调节后的喷淋速度V与Vmax进行比较，

当V≤Vmax时，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为V；

当V＞Vmax，所述中控单元将第一层逆气面药剂喷淋装置喷头处的喷淋速度调节为Vmax，并将各层逆气面药剂喷淋装置的喷淋时间增加至T3。

8.根据权利要求7所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述中控单元内预设有第一喷淋时间调节系数d1、第二喷淋时间调节系数d2、喷淋速度差值第一参考值ΔV1和喷淋速度差值第二参考值ΔV2，其中0＜ΔV1＜ΔV2，0＜d1＜d2，

当V＞Vmax时，中控单元控制电磁阀将各层喷淋时间增加至T3，设定T3＝T2+ΔV/Vmax*T2*di，其中ΔV为V与Vmax之间的差值，设定ΔV＝V-Vmax，di为喷淋时间调节系数，di＞0，i＝1,2,

当ΔV≤ΔV1时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d1对喷淋时间进行调节；

当ΔV1＜ΔV≤ΔV2时，中控单元控制电磁阀以喷淋时间调节系数d2对喷淋时间进行调节；

当ΔV＞ΔV2时，中控单元控制设置在进气管道上的进气量调节阀减少高炉煤气的进气量。

9.根据权利要求1或8所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，当ΔV＞ΔV2时，所述中控单元将高炉煤气的进气量调节为Q，设定Q＝ΔV2/ΔV*Qmax*e，其中Qmax为初始默认的高炉煤气最大进气量，e为进气量调节系数，0＜e＜1。

10.根据权利要求1所述的用于高炉煤气碳捕捉的废液处理方法，其特征在于，所述加热箱底部设置有预设加热温度探头，所述中控单元接收预设加热温度探头检测到二氧化碳富集溶液进入加热箱时的温度t1，将加热时间调节至T4，设定T4＝T5+(t2-t1)/t1*f，其中，T5为预设加热时间，t2为预设二氧化碳富集溶液进入时的温度，f为加热时间调节系数，0＜f＜1。

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