CN114515505B - 一种用于高炉烟气碳捕捉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高炉烟气碳捕捉的方法，包括，步骤S1，将高炉烟气从高炉烟气碳捕捉设备中的入气口引入，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的反应器使高炉烟气形成涡形旋流；步骤S2，通过将多级喷淋的药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，将二氧化碳气体和药剂转化为二氧化碳富液，并将二氧化碳富液在所述高炉烟气碳捕捉设备底部进行收集；步骤S3，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的除雾器对经过多级喷淋的高炉烟气进行除雾，并将经过除雾的高炉烟气通过高炉烟气碳捕捉设备中的排出口排出。本发明通过多级喷淋药剂对高炉烟气中的二氧化碳进行捕捉，通过对喷淋药剂量进行控制，使高炉烟气中的二氧化碳消除更充分。

Description

一种用于高炉烟气碳捕捉的方法

技术领域

本发明涉及高炉烟气处理技术领域，尤其涉及一种用于高炉烟气碳捕捉的方法。

背景技术

对于高炉煤气减少碳排放变的尤为重要，但在现有的高炉烟气处理方法中，用以缺失智能控制的二氧化碳捕捉过程，导致高炉烟气中的二氧化碳去除率较低。

发明内容

为此，本发明提供一种用于高炉烟气碳捕捉的方法，用以克服现有技术中高炉烟气中的二氧化碳去除率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于高炉烟气碳捕捉的方法，包括，

步骤S1，将高炉烟气从高炉烟气碳捕捉设备中的入气口引入，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的反应器使高炉烟气形成涡形旋流；

步骤S2，通过将多级喷淋的药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，将二氧化碳气体和药剂转化为二氧化碳富液，并将二氧化碳富液在所述高炉烟气碳捕捉设备底部进行收集；

步骤S3，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的除雾器对经过多级喷淋的高炉烟气进行除雾，并将经过除雾的高炉烟气通过高炉烟气碳捕捉设备中的排出口排出；

所述步骤S2包括，

步骤S21，通过所述入气口中设置的第一流量计检测实时烟气流量，所述高炉烟气碳捕捉设备中设置有中控模块，所述中控模块根据内部设置的标准烟气流量范围与实时烟气流量对炉烟气碳捕捉设备中设置的下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S22，将所述高炉烟气碳捕捉设备底部收集的二氧化碳富液通入加热水箱中进行加热，使二氧化碳通过所述加热水箱上部设置的二氧化碳排出口排出，所述二氧化碳排出口中设置有第二流量计，所述第二流量计检测实时二氧化碳流量，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量，中控模块根据对所述下喷淋装置的药剂喷淋量的调整对标准二氧化碳流量进行调整，中控模块根据标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量进行判定，并根据判定结果选择对上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S23，所述中控模块根据所述下喷淋装置的药剂喷淋量对调节的所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行判断，当调节的上喷淋装置的药剂喷淋量超过下喷淋装置的药剂喷淋量时，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调节为下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块并对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调整，以使实时二氧化碳流量到达标准二氧化碳流量范围内。

进一步地，所述高炉烟气碳捕捉设备包括捕碳塔，所述捕碳塔下部一侧设置有所述入气口，入气口内部设置有所述第一流量计；所述捕碳塔上部设置有所述排出口，排出口下部设置有所述除雾器；所述除雾器下部设置有所述上喷淋装置，上喷淋装置下部设置有所述反喷淋装置，反喷淋装置下部设置有所述下喷淋装置；所述反应器设置在所述下喷淋装置的下部；

所述上喷淋装置、所述反喷淋装置和所述下喷淋装置均能够喷淋药剂，使药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，反喷淋装置还能够通过喷淋对上喷淋装置进行清洗；

所述捕碳塔下部一侧设置有二氧化碳富液排出口，所述二氧化碳富液排出口的输出端与加热水箱相连，所述加热水箱能够加热二氧化碳富液，使二氧化碳富液中的二氧化碳气体与药剂分离，分离后的二氧化碳气体通过加热水箱顶部设置有二氧化碳排出口排出；所述二氧化碳排出口内部设置有第二流量计；

所述高炉烟气碳捕捉设备中还设置有中控模块，所述中控模块与所述上喷淋装置、所述反喷淋装置、所述下喷淋装置、所述第一流量计和所述第二流量计分别相连，用以调节各部件的工作状态。

进一步地，中控模块内设有标准烟气流量Lb与标准烟气流量差ΔLb，所述第一流量计检测实时烟气流量Ls，中控模块根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls计算实时烟气流量差ΔLs，ΔLs=|Lb-Ls|，中控模块将实时烟气流量差ΔLs与标准烟气流量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差未超过标准烟气流量差，中控模块不对所述下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当ΔLs＞ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差，中控模块将根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls对所述下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节。

进一步地，所述中控模块内设有所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量Ha，当所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差时，中控模块将实时烟气流量Ls与标准烟气流量Lb进行对比，

当Ls＞Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量高于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’=Ha×[1+（Ls-Lb）/Lb]；

当Ls＜Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量低于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’=Ha×[1-（Lb-Ls）/Lb]。

进一步地，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量Le，当所述中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’时，中控模块将标准二氧化碳流量调整为Le’，Le’=Le×（Ha’/Ha）。

进一步地，所述中控模块内设有标准二氧化碳调节流量Lt，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le’计算第一标准二氧化碳流量L1与第二标准二氧化碳流量L2，其中，L1=Le’-Lt，L2=Le’+Lt，所述第二流量计检测实时二氧化碳流量Ly，并将结果传递至中控模块，中控模块将实时二氧化碳流量Ly分别与第一标准二氧化碳流量L1、第二标准二氧化碳流量L2进行对比，

当Ly＜L1时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量，中控模块将对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当L1≤Ly≤L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量在第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量之间，中控模块不对各喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Ly＞L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量高于第二标准二氧化碳流量，中控模块将对标准二氧化碳流量调整为Le”，Le”=L2，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le”重新计算第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’，中控模块根据第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’对实时二氧化碳流量Ly进行重新判断调节，直至Ly≤L2’时，中控模块停止对标准二氧化碳流量的调节。

进一步地，所述中控模块内设有所述上喷淋装置的初始药剂喷淋量Hb与调节检测时长T，当所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，中控模块将所述上喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Hb’，Hb’=Hb×（L1/Ly），所述第二流量计在经过时长T后检测实时Ly’，中控模块重复上述根据第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量的判断与对所述上喷淋装置的药剂喷淋量的调节，直至Ly’≥L1时，所述中控模块停止对所述上喷淋装置的药剂喷淋量的调节。

进一步地，在所述中控模块对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节时，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量Hb’与所述下喷淋装置的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hb’≤Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块能够对上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Hb’＞Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调整为Hb”，Hb”=Ha’，并对所述反喷淋装置的药剂喷淋量进行调节。

进一步地，所述中控模块内设有所述反喷淋装置的初始药剂喷淋量Hc，当所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调整为Hb”时，中控模块将所述反喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Hc’，Hc’=Hc+（Hb’-Hb”），中控模块并将反喷淋装置的药剂喷淋量Hc’与所述下喷淋装置的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hc’≤Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块能够对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Hc’＞Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块判定所述高炉烟气碳捕捉设备故障，进行停机检修。

进一步地，所述加热水箱一侧连接有冷却水箱，用以对药剂进行冷却；所述冷却水箱与回收药剂箱相连，所述回收药剂箱用以储存冷却回收的药剂；所述回收药剂箱与混合药剂箱相连，所述混合药剂箱还与补充药剂箱相连；所述混合药剂箱与所述上喷淋装置、所述反喷淋装置和所述下喷淋装置分别相连，用以提供喷淋药剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置反应器将高炉烟气形成涡形旋流，使高炉烟气能够充分与各级喷淋的药剂进行充分反应，通过检测实时烟气流量调整下喷淋装置的药剂喷淋量，对高炉烟气进行初次的碳捕捉，使药剂的喷淋量能够跟随实时烟气的量进行自动调整，保障了药剂能够充足反应，同时也避免了药剂的浪费，通过控制上喷淋装置与反喷淋装置的药剂喷淋量对实时的二氧化碳流量进行控制，使药剂喷淋的量能够根据实时捕捉到的二氧化碳量的变化而调整，进一步保障了高炉烟气中的二氧化碳能够充分与各级药剂进行反应，同时高炉烟气在上升过程中与药剂接触后会形成上升的水雾层，通过设置反喷淋装置能够药剂与水雾层下的二氧化碳进行充分反应，大大的提高了高炉烟气中的二氧化碳去除率，减少了温室气体的排放。

进一步地，通过设置专用的高炉烟气碳捕捉设备，在捕碳塔内完成高炉烟气的碳捕捉，使高炉烟气的捕捉时长提升，保障设置多级喷淋空间，通过设置加热水箱将药剂与二氧化碳混合的溶液进行分离，一方面可以是二氧化碳气体集中回收，避免二氧化碳的超标排放，另一方面能够时药剂进行回收再利用，减少了资源的浪费。

尤其，通过在中控模块内设置标准烟气流量与标准烟气流量差，并将检测到的实时高炉烟气流量与其对比，通过对比结果判断是否对所述下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节，当实时的高炉烟气流量在标准范围内时，不对下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节，减少了调节的次数，同时也减少了下喷淋装置的控制次数，提高了下喷淋装置的使用寿命，当实时的高炉烟气流量不在标准范围内时，对下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节，提高高炉烟气中的二氧化碳去除率，进一步保障了环保生产。

进一步地，当实时的高炉烟气流量不在标准范围内时，中控模块根据实时烟气流量与标准烟气流量的差值对下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节，使捕碳塔内药剂充足，高炉烟气中的二氧化碳反应充分，进一步提高高炉烟气中的二氧化碳去除率，同时也使环境得以保护。

尤其，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量，在中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量进行调整后，表示高炉烟气的实时烟气流量变化较大，根据高炉烟气的输入的实时变化，对设定的标准二氧化碳流量进行调整，保障了高炉烟气二氧化碳捕捉的正常进行。

尤其，通过在所述中控模块内设置标准二氧化碳调节流量，根据标准二氧化碳调节流量与标准二氧化碳流量计算第一标准二氧化碳流量L1、第二标准二氧化碳流量，通过设置所述第二流量计检测实时二氧化碳流量，当实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，表示捕碳塔内对高炉烟气的二氧化碳捕捉不充分，通过对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节提高高炉烟气中二氧化碳的捕捉率，当实时二氧化碳流量高于第二标准二氧化碳流量时，表示实际捕捉的二氧化碳量高于预设值，可能由于高炉烟气中的二氧化碳含量过高引起，通过对标准二氧化碳流量的调节，使对高炉烟气中的二氧化碳的捕捉更充分。

进一步地，当实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，根据实时二氧化碳流量对所述上喷淋装置的初始药剂喷淋量进行调节，并设置检测时长对调节的结果进行检测，采用重复检测调节的方式是实时的二氧化碳流量到达预设范围内，减少高炉烟气中二氧化碳的余留量，使环境得以保护。

进一步地，在对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节时，将上喷淋装置的药剂喷淋量的调节值与下喷淋装置的药剂喷淋量进行实时对比，保障了上喷淋装置的药剂喷淋量不会超过下喷淋装置的药剂喷淋量，由于在上部的药剂喷淋量高于下部的喷淋量时，上部喷淋会破坏高炉烟气的涡形旋流，降低药剂与高炉烟气的反应效果，因此对上层喷淋药剂量进行控制，保障了高炉烟气中的二氧化碳的去除率。

进一步地，在对所述上喷淋装置的药剂喷淋量达到最高值时，中控模块判定捕碳塔内的药剂喷淋量还不足，为了使实时的二氧化碳流量到达标准状态，通过对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调节，使捕碳塔内的药剂喷淋量充足，当将反喷淋装置的药剂喷淋量调整至最大值时，表示该捕捉设备损坏不能满足该高炉烟气的捕捉，进行停机检修，避免高含量二氧化碳的高炉烟气排放至大气中，而造成的环境的污染。

尤其，在加热水箱一侧设置冷却水箱，对分离的药剂进行冷却，并将冷却的药剂转移到回收药剂箱中，使药剂快速冷却，快速投入药剂循环中，同时通过设置补充药剂箱作为混合药剂箱的药剂补充，保障了所述上喷淋装置、所述反喷淋装置和所述下喷淋装置药剂的充足，通过设置药剂循环，既能够节约资源，又能够使该二氧化碳捕捉设备实现持续运行，进一步提高了高炉烟气中的二氧化碳去除率，使环境得到保护。

附图说明

图1为本发明所述用于高炉烟气碳捕捉的方法的结构示意图；

图2为本发明所述高炉烟气碳捕捉设备的结构示意图。

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，其为本发明所述用于高炉烟气碳捕捉的方法的结构示意图，本发明公布一种用于高炉烟气碳捕捉的方法，包括，

步骤S1，将高炉烟气从高炉烟气碳捕捉设备中的入气口引入，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的反应器使高炉烟气形成涡形旋流；

步骤S2，通过将多级喷淋的药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，将二氧化碳气体和药剂转化为二氧化碳富液，并将二氧化碳富液在所述高炉烟气碳捕捉设备底部进行收集；

步骤S3，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的除雾器对经过多级喷淋的高炉烟气进行除雾，并将经过除雾的高炉烟气通过高炉烟气碳捕捉设备中的排出口排出；

所述步骤S2包括，

步骤S21，通过所述入气口中设置的第一流量计检测实时烟气流量，所述高炉烟气碳捕捉设备中设置有中控模块，所述中控模块根据内部设置的标准烟气流量范围与实时烟气流量对炉烟气碳捕捉设备中设置的下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S22，将所述高炉烟气碳捕捉设备底部收集的二氧化碳富液通入加热水箱中进行加热，使二氧化碳通过所述加热水箱上部设置的二氧化碳排出口排出，所述二氧化碳排出口中设置有第二流量计，所述第二流量计检测实时二氧化碳流量，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量，中控模块根据对所述下喷淋装置的药剂喷淋量的调整对标准二氧化碳流量进行调整，中控模块根据标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量进行判定，并根据判定结果选择对上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S23，所述中控模块根据所述下喷淋装置的药剂喷淋量对调节的所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行判断，当调节的上喷淋装置的药剂喷淋量超过下喷淋装置的药剂喷淋量时，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调节为下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块并对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调整，以使实时二氧化碳流量到达标准二氧化碳流量范围内。

通过设置反应器将高炉烟气形成涡形旋流，使高炉烟气能够充分与各级喷淋的药剂进行充分反应，通过检测实时烟气流量调整下喷淋装置的药剂喷淋量，对高炉烟气进行初次的碳捕捉，使药剂的喷淋量能够跟随实时烟气的量进行自动调整，保障了药剂能够充足反应，同时也避免了药剂的浪费，通过控制上喷淋装置与反喷淋装置的药剂喷淋量对实时的二氧化碳流量进行控制，使药剂喷淋的量能够根据实时捕捉到的二氧化碳量的变化而调整，进一步保障了高炉烟气中的二氧化碳能够充分与各级药剂进行反应，同时高炉烟气在上升过程中与药剂接触后会形成上升的水雾层，通过设置反喷淋装置能够药剂与水雾层下的二氧化碳进行充分反应，大大的提高了高炉烟气中的二氧化碳去除率，减少了温室气体的排放。

请继续参阅图2所示，为本发明所述高炉烟气碳捕捉设备的结构示意图，包括，入气口1、反应器2、下喷淋装置3、反喷淋装置4、上喷淋装置5、除雾器6、排出口7、捕碳塔8、二氧化碳富液排出口9、第一流量计10、加热水箱11、二氧化碳排出口12、第二流量计13、冷却水箱15、补充药剂箱17、回收药剂箱18、混合药剂箱21、中控模块（图中未画出），其中，

所述高炉烟气碳捕捉设备包括捕碳塔8，所述捕碳塔8下部一侧设置有所述入气口1，入气口1内部设置有所述第一流量计10；所述捕碳塔8上部设置有所述排出口7，排出口7下部设置有所述除雾器6；所述除雾器6下部设置有所述上喷淋装置5，上喷淋装置5下部设置有所述反喷淋装置4，反喷淋装置4下部设置有所述下喷淋装置3；所述反应器2设置在所述下喷淋装置3的下部；

所述上喷淋装置5、所述反喷淋装置4和所述下喷淋装置3均能够喷淋药剂，使药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，反喷淋装置4还能够通过喷淋对上喷淋装置5进行清洗；

所述捕碳塔8下部一侧设置有二氧化碳富液排出口9，所述二氧化碳富液排出口9的输出端与加热水箱11相连，所述加热水箱11能够加热二氧化碳富液，使二氧化碳富液中的二氧化碳气体与药剂分离，分离后的二氧化碳气体通过加热水箱11顶部设置有二氧化碳排出口12排出；所述二氧化碳排出口12内部设置有第二流量计13；

所述高炉烟气碳捕捉设备中还设置有中控模块，所述中控模块与所述上喷淋装置5、所述反喷淋装置4、所述下喷淋装置3、所述第一流量计10和所述第二流量计13分别相连，用以调节各部件的工作状态。

通过设置专用的高炉烟气碳捕捉设备，在捕碳塔8内完成高炉烟气的碳捕捉，使高炉烟气的捕捉时长提升，保障设置多级喷淋空间，通过设置加热水箱11将药剂与二氧化碳混合的溶液进行分离，一方面可以是二氧化碳气体集中回收，避免二氧化碳的超标排放，另一方面能够时药剂进行回收再利用，减少了资源的浪费。

具体而言，中控模块内设有标准烟气流量Lb与标准烟气流量差ΔLb，所述第一流量计10检测实时烟气流量Ls，中控模块根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls计算实时烟气流量差ΔLs，ΔLs=|Lb-Ls|，中控模块将实时烟气流量差ΔLs与标准烟气流量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差未超过标准烟气流量差，中控模块不对所述下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节；

当ΔLs＞ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差，中控模块将根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls对所述下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节。

通过在中控模块内设置标准烟气流量与标准烟气流量差，并将检测到的实时高炉烟气流量与其对比，通过对比结果判断是否对所述下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节，当实时的高炉烟气流量在标准范围内时，不对下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节，减少了调节的次数，同时也减少了下喷淋装置3的控制次数，提高了下喷淋装置3的使用寿命，当实时的高炉烟气流量不在标准范围内时，对下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节，提高高炉烟气中的二氧化碳去除率，进一步保障了环保生产。

具体而言，所述中控模块内设有所述下喷淋装置3的初始药剂喷淋量Ha，当所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差时，中控模块将实时烟气流量Ls与标准烟气流量Lb进行对比，

当Ls＞Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量高于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置3的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’=Ha×[1+（Ls-Lb）/Lb]；

当Ls＜Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量低于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置3的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’=Ha×[1-（Lb-Ls）/Lb]。

当实时的高炉烟气流量不在标准范围内时，中控模块根据实时烟气流量与标准烟气流量的差值对下喷淋装置3的药剂喷淋量进行调节，使捕碳塔8内药剂充足，高炉烟气中的二氧化碳反应充分，进一步提高高炉烟气中的二氧化碳去除率，同时也使环境得以保护。

具体而言，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量Le，当所述中控模块将所述下喷淋装置3的初始药剂喷淋量调整为Ha’时，中控模块将标准二氧化碳流量调整为Le’，Le’=Le×（Ha’/Ha）。

所述中控模块内设有标准二氧化碳流量，在中控模块将所述下喷淋装置3的初始药剂喷淋量进行调整后，表示高炉烟气的实时烟气流量变化较大，根据高炉烟气的输入的实时变化，对设定的标准二氧化碳流量进行调整，保障了高炉烟气二氧化碳捕捉的正常进行。

具体而言，所述中控模块内设有标准二氧化碳调节流量Lt，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le’计算第一标准二氧化碳流量L1与第二标准二氧化碳流量L2，其中，L1=Le’-Lt，L2=Le’+Lt，所述第二流量计13检测实时二氧化碳流量Ly，并将结果传递至中控模块，中控模块将实时二氧化碳流量Ly分别与第一标准二氧化碳流量L1、第二标准二氧化碳流量L2进行对比，

当Ly＜L1时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量，中控模块将对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量进行调节；

当L1≤Ly≤L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量在第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量之间，中控模块不对各喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Ly＞L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量高于第二标准二氧化碳流量，中控模块将对标准二氧化碳流量调整为Le”，Le”=L2，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le”重新计算第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’，中控模块根据第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’对实时二氧化碳流量Ly进行重新判断调节，直至Ly≤L2’时，中控模块停止对标准二氧化碳流量的调节。

通过在所述中控模块内设置标准二氧化碳调节流量，根据标准二氧化碳调节流量与标准二氧化碳流量计算第一标准二氧化碳流量L1、第二标准二氧化碳流量，通过设置所述第二流量计13检测实时二氧化碳流量，当实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，表示捕碳塔8内对高炉烟气的二氧化碳捕捉不充分，通过对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量进行调节提高高炉烟气中二氧化碳的捕捉率，当实时二氧化碳流量高于第二标准二氧化碳流量时，表示实际捕捉的二氧化碳量高于预设值，可能由于高炉烟气中的二氧化碳含量过高引起，通过对标准二氧化碳流量的调节，使对高炉烟气中的二氧化碳的捕捉更充分。

具体而言，所述中控模块内设有所述上喷淋装置5的初始药剂喷淋量Hb与调节检测时长T，当所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，中控模块将所述上喷淋装置5的初始药剂喷淋量调整为Hb’，Hb’=Hb×（L1/Ly），所述第二流量计13在经过时长T后检测实时Ly’，中控模块重复上述根据第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量的判断与对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量的调节，直至Ly’≥L1时，所述中控模块停止对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量的调节。

当实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，根据实时二氧化碳流量对所述上喷淋装置5的初始药剂喷淋量进行调节，并设置检测时长对调节的结果进行检测，采用重复检测调节的方式是实时的二氧化碳流量到达预设范围内，减少高炉烟气中二氧化碳的余留量，使环境得以保护。

具体而言，在所述中控模块对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量进行调节时，中控模块将上喷淋装置5的药剂喷淋量Hb’与所述下喷淋装置3的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hb’≤Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置5的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置3的药剂喷淋量，中控模块能够对上喷淋装置5的药剂喷淋量进行调节；

当Hb’＞Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置5的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置3的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置5的药剂喷淋量调整为Hb”，Hb”=Ha’，并对所述反喷淋装置4的药剂喷淋量进行调节。

在对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量进行调节时，将上喷淋装置5的药剂喷淋量的调节值与下喷淋装置3的药剂喷淋量进行实时对比，保障了上喷淋装置5的药剂喷淋量不会超过下喷淋装置3的药剂喷淋量，由于在上部的药剂喷淋量高于下部的喷淋量时，上部喷淋会破坏高炉烟气的涡形旋流，降低药剂与高炉烟气的反应效果，因此对上层喷淋药剂量进行控制，保障了高炉烟气中的二氧化碳的去除率。

具体而言，所述中控模块内设有所述反喷淋装置4的初始药剂喷淋量Hc，当所述中控模块判定所述上喷淋装置5的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置3的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置5的药剂喷淋量调整为Hb”时，中控模块将所述反喷淋装置4的初始药剂喷淋量调整为Hc’，Hc’=Hc+（Hb’-Hb”），中控模块并将反喷淋装置4的药剂喷淋量Hc’与所述下喷淋装置3的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hc’≤Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置4的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置3的药剂喷淋量，中控模块能够对反喷淋装置4的药剂喷淋量进行调节；

当Hc’＞Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置4的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置3的药剂喷淋量，中控模块判定所述高炉烟气碳捕捉设备故障，进行停机检修。

在对所述上喷淋装置5的药剂喷淋量达到最高值时，中控模块判定捕碳塔8内的药剂喷淋量还不足，为了使实时的二氧化碳流量到达标准状态，通过对反喷淋装置4的药剂喷淋量进行调节，使捕碳塔8内的药剂喷淋量充足，当将反喷淋装置4的药剂喷淋量调整至最大值时，表示该捕捉设备损坏不能满足该高炉烟气的捕捉，进行停机检修，避免高含量二氧化碳的高炉烟气排放至大气中，而造成的环境的污染。

具体而言，所述加热水箱11一侧连接有冷却水箱15，用以对药剂进行冷却；所述冷却水箱15与回收药剂箱18相连，所述回收药剂箱18用以储存冷却回收的药剂；所述回收药剂箱18与混合药剂箱21相连，所述混合药剂箱21还与补充药剂箱17相连；所述混合药剂箱21与所述上喷淋装置5、所述反喷淋装置4和所述下喷淋装置3分别相连，用以提供喷淋药剂。

在加热水箱11一侧设置冷却水箱15，对分离的药剂进行冷却，并将冷却的药剂转移到回收药剂箱18中，使药剂快速冷却，快速投入药剂循环中，同时通过设置补充药剂箱17作为混合药剂箱21的药剂补充，保障了所述上喷淋装置5、所述反喷淋装置4和所述下喷淋装置3药剂的充足，通过设置药剂循环，既能够节约资源，又能够使该二氧化碳捕捉设备实现持续运行，进一步提高了高炉烟气中的二氧化碳去除率，使环境得到保护。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 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)

1.一种用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，包括，

步骤S1，将高炉烟气从高炉烟气碳捕捉设备中的入气口引入，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的反应器使高炉烟气形成涡形旋流；

步骤S2，通过将多级喷淋的药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，将二氧化碳气体和药剂转化为二氧化碳富液，并将二氧化碳富液在所述高炉烟气碳捕捉设备底部进行收集；

步骤S3，通过所述高炉烟气碳捕捉设备中设置的除雾器对经过多级喷淋的高炉烟气进行除雾，并将经过除雾的高炉烟气通过高炉烟气碳捕捉设备中的排出口排出；

所述步骤S2包括，

步骤S21，通过所述入气口中设置的第一流量计检测实时烟气流量，所述高炉烟气碳捕捉设备中设置有中控模块，所述中控模块根据内部设置的标准烟气流量范围与实时烟气流量对炉烟气碳捕捉设备中设置的下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S22，将所述高炉烟气碳捕捉设备底部收集的二氧化碳富液通入加热水箱中进行加热，使二氧化碳通过所述加热水箱上部设置的二氧化碳排出口排出，所述二氧化碳排出口中设置有第二流量计，所述第二流量计检测实时二氧化碳流量，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量，中控模块根据对所述下喷淋装置的药剂喷淋量的调整对标准二氧化碳流量进行调整，中控模块根据标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量进行判定，并根据判定结果选择对上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

步骤S23，所述中控模块根据所述下喷淋装置的药剂喷淋量对调节的所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行判断，当调节的上喷淋装置的药剂喷淋量超过下喷淋装置的药剂喷淋量时，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调节为下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块并对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调整，以使实时二氧化碳流量到达标准二氧化碳流量范围内；

所述高炉烟气碳捕捉设备包括捕碳塔，所述捕碳塔下部一侧设置有所述入气口，入气口内部设置有所述第一流量计；所述捕碳塔上部设置有所述排出口，排出口下部设置有所述除雾器；所述除雾器下部设置有所述上喷淋装置，上喷淋装置下部设置有所述反喷淋装置，反喷淋装置下部设置有所述下喷淋装置；所述反应器设置在所述下喷淋装置的下部；

所述上喷淋装置、所述反喷淋装置和所述下喷淋装置均能够喷淋药剂，使药剂与高炉烟气中的二氧化碳气体进行反应，反喷淋装置还能够通过喷淋对上喷淋装置进行清洗；

所述捕碳塔下部一侧设置有二氧化碳富液排出口，所述二氧化碳富液排出口的输出端与加热水箱相连，所述加热水箱能够加热二氧化碳富液，使二氧化碳富液中的二氧化碳气体与药剂分离，分离后的二氧化碳气体通过加热水箱顶部设置有二氧化碳排出口排出；所述二氧化碳排出口内部设置有第二流量计；

所述高炉烟气碳捕捉设备中还设置有中控模块，所述中控模块与所述上喷淋装置、所述反喷淋装置、所述下喷淋装置、所述第一流量计和所述第二流量计分别相连，用以调节各部件的工作状态；

所述中控模块内设有标准二氧化碳调节流量Lt，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le’计算第一标准二氧化碳流量L1与第二标准二氧化碳流量L2，其中，L1＝Le’-Lt，L2＝Le’+Lt，所述第二流量计检测实时二氧化碳流量Ly，并将结果传递至中控模块，中控模块将实时二氧化碳流量Ly分别与第一标准二氧化碳流量L1、第二标准二氧化碳流量L2进行对比，

当Ly＜L1时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量，中控模块将对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当L1≤Ly≤L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量在第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量之间，中控模块不对各喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Ly＞L2时，所述中控模块判定实时二氧化碳流量高于第二标准二氧化碳流量，中控模块将对标准二氧化碳流量调整为Le”，Le”＝L2，中控模块根据标准二氧化碳调节流量Lt与标准二氧化碳流量Le”重新计算第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’，中控模块根据第一标准二氧化碳流量L1’与第二标准二氧化碳流量L2’对实时二氧化碳流量Ly进行重新判断调节，直至Ly≤L2’时，中控模块停止对标准二氧化碳流量的调节；

所述中控模块内设有所述上喷淋装置的初始药剂喷淋量Hb与调节检测时长T，当所述中控模块判定实时二氧化碳流量低于第一标准二氧化碳流量时，中控模块将所述上喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Hb’，Hb’＝Hb×(L1/Ly)，所述第二流量计在经过时长T后检测实时Ly’，中控模块重复上述根据第一标准二氧化碳流量与第二标准二氧化碳流量对实时二氧化碳流量的判断与对所述上喷淋装置的药剂喷淋量的调节，直至Ly’≥L1时，所述中控模块停止对所述上喷淋装置的药剂喷淋量的调节。

2.根据权利要求1所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，中控模块内设有标准烟气流量Lb与标准烟气流量差ΔLb，所述第一流量计检测实时烟气流量Ls，中控模块根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls计算实时烟气流量差ΔLs，ΔLs＝|Lb-Ls|，中控模块将实时烟气流量差ΔLs与标准烟气流量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差未超过标准烟气流量差，中控模块不对所述下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当ΔLs＞ΔLb时，所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差，中控模块将根据标准烟气流量Lb与实时烟气流量Ls对所述下喷淋装置的药剂喷淋量进行调节。

3.根据权利要求2所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，所述中控模块内设有所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量Ha，当所述中控模块判定实时烟气流量差超过标准烟气流量差时，中控模块将实时烟气流量Ls与标准烟气流量Lb进行对比，

当Ls＞Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量高于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’＝Ha×[1+(Ls-Lb)/Lb]；

当Ls＜Lb时，所述中控模块判定实时烟气流量低于标准烟气流量，中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’，Ha’＝Ha×[1-(Lb-Ls)/Lb]。

4.根据权利要求3所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，所述中控模块内设有标准二氧化碳流量Le，当所述中控模块将所述下喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Ha’时，中控模块将标准二氧化碳流量调整为Le’，Le’＝Le×(Ha’/Ha)。

5.根据权利要求4所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，在所述中控模块对所述上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节时，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量Hb’与所述下喷淋装置的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hb’≤Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块能够对上喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Hb’＞Ha’时，所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调整为Hb”，Hb”＝Ha’，并对所述反喷淋装置的药剂喷淋量进行调节。

6.根据权利要求5所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，所述中控模块内设有所述反喷淋装置的初始药剂喷淋量Hc，当所述中控模块判定所述上喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块将上喷淋装置的药剂喷淋量调整为Hb”时，中控模块将所述反喷淋装置的初始药剂喷淋量调整为Hc’，Hc’＝Hc+(Hb’-Hb”)，中控模块并将反喷淋装置的药剂喷淋量Hc’与所述下喷淋装置的药剂喷淋量Ha’进行对比，

当Hc’≤Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置的药剂喷淋量未超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块能够对反喷淋装置的药剂喷淋量进行调节；

当Hc’＞Ha’时，所述中控模块判定所述反喷淋装置的药剂喷淋量超过所述下喷淋装置的药剂喷淋量，中控模块判定所述高炉烟气碳捕捉设备故障，进行停机检修。

7.根据权利要求1所述的用于高炉烟气碳捕捉的方法,其特征在于，所述加热水箱一侧连接有冷却水箱，用以对药剂进行冷却；所述冷却水箱与回收药剂箱相连，所述回收药剂箱用以储存冷却回收的药剂；所述回收药剂箱与混合药剂箱相连，所述混合药剂箱还与补充药剂箱相连；所述混合药剂箱与所述上喷淋装置、所述反喷淋装置和所述下喷淋装置分别相连，用以提供喷淋药剂。

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