CN114642964A - 烟气处理系统及烟气处理方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种烟气处理系统以及烟气处理方法,应用于对船舶用低速机的烟气中的碳及碳氧化物进行处理,处理系统,包括:固态碳捕集单元,与船舶用低速机的排气端连通,以使得烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;气态碳捕集单元,与固态碳捕集单元的排气端连通,用以对烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及液化存储单元,与气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,将吸收液中所包含的至少一部分二氧化碳与吸收液分离以使得吸收液处于不饱和状态,并将分离出的二氧化碳以液体形式存储。
Description
技术领域
本公开的至少一种实施例涉及一种针对船舶用低速机的烟气处理设备,尤其涉及一种烟气处理系统及烟气处理方法。
背景技术
二氧化碳是导致温室效应的一种主要的温室气体,但同时也是一种具有广泛用途的潜在碳资源。碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)是一种针对二氧化碳进行存储的技术,随着降低碳排放技术的提升,针对二氧化碳的捕集技术被广泛应用化石燃料的烟气处理领域当中。
船舶用低速机是大型船舶中常用的动力输出设备,但在其运行的过程中会释放大量的包含固态碳颗粒及二氧化碳气体的烟气。因此,基于上述问题应设计一种适合船舶用低速机的烟气处理系统及烟气处理方法,用以对烟气中的至少一部分固态碳颗粒和二氧化碳气体进行捕集及封存。
发明内容
针对于现有的技术问题,本发明提供一种烟气处理系统及烟气处理方法,用于至少部分解决以上技术问题。
本公开的一方面提供一种烟气处理系统,应用于对船舶用低速机的烟气中的碳及碳氧化物进行处理,所述处理系统,包括:固态碳捕集单元,与所述船舶用低速机的排气端连通,以使得所述烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对所述烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;气态碳捕集单元,与所述固态碳捕集单元的排气端连通,用以对所述烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及液化存储单元,与所述气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,将所述吸收液中所包含的至少一部分所述二氧化碳与所述吸收液分离以使得所述吸收液处于不饱和状态,并将分离出的所述二氧化碳以液体形式存储。
在一种示意性的实施例中,还包括塔外吸收液存储单元,设置在所述液化存储单元的吸收液排出端和所述气态碳捕集单元的吸收液输入端之间,用以将所述吸收液在所述气态碳捕集单元和所述液化存储单元以外进行暂存。
在一种示意性的实施例中,还包括余热回收单元,所述余热回收单元设置在用于传输所述烟气的传输管路外侧,以所述烟气作为热源,用以将所述烟气中的热量对外进行热交换。
在一种示意性的实施例中,所述余热回收单元设置在所述固态碳捕集单元和气态碳捕集单元之间。
在一种示意性的实施例中,所述余热回收单元,包括:顺次连通设置的蒸发器,套装在所述烟气的传输管路外侧,所述蒸发器内的工质用以与所述烟气进行热交换;膨胀机,用以利用所述工质的热量对外做功;第一冷凝器,用以对所述工质降温;以及第一压缩机,用以将提升所述工质的压力;其中,所述工质在所述蒸发器、膨胀机、第一冷凝器及第一压缩机之间形成循环。
在一种示意性的实施例中,所述固态碳捕集单元,包括:壳体,包括:进气口,和所述船舶用低速机的排气端连通;出气口,和所述气态碳捕集单元的进气端连通;氧化催化器,设置在所述进气口和出气口之间,用以对经过所述氧化催化器的所述烟气中的至少一部分一氧化碳和/或未燃烧的碳氢物质进行氧化;颗粒过滤器,设置在所述进气口和出气口之间,用以对经过所述颗粒过滤器的所述烟气中的至少一部分固态碳进行捕集。
在一种示意性的实施例中,所述颗粒过滤器包括壁流式蜂窝陶瓷捕集器,并在所述壁流式蜂窝陶瓷捕集器的载体孔壁上涂覆有铂基催化剂,用以对实现所述固态碳的再生。
在一种示意性的实施例中,所述气态碳捕集单元,包括:脱硫脱硝组件,与所述固态碳捕集单元的排气端连通,用以对所述烟气进行脱硫脱硝处理;以及二氧化碳吸收塔,与所述脱硫脱硝组件的排气端连通,所述二氧化碳吸收塔中内置有吸收液,用以对所述烟气中的至少一部分二氧化碳进行吸收。
在一种示意性的实施例中,所述液化存储单元,包括:二氧化碳解吸塔,与所述气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,用以对包含所述二氧化碳的吸收液进行解吸,以使得所述吸收液和所述二氧化碳分离;冷却组件,设置在所述二氧化碳解吸塔的排气端,用以对气态的所述二氧化碳冷却,以使得所述二氧化碳液化;以及二氧化碳储罐,和所述冷却组件连通,用以对液态的所述二氧化碳进行存储。
本公开的另一方面提供一种烟气处理方法,包括:接受由船舶用低速机排出的烟气;对所述烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对所述烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;对所述烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及将所述吸收液中所包含的至少一部分所述二氧化碳与所述吸收液分离以使得所述吸收液处于不饱和状态,并将分离出的所述二氧化碳以液体形式存储。
本发明的实施例中公开了一种烟气处理系统及烟气处理方法,应用于对船舶用低速机的烟气中的碳及碳氧化物进行处理。固态碳捕集单元用于对烟气中的固态碳进行捕集,并对烟气中的一氧化碳和碳氢物质进行氧化以生成二氧化碳。在固态碳捕集单元中固态碳可被捕集,一氧化碳及碳氢物质可生成气态的二氧化碳以待后续处理,而烟气中所含的热量及一氧化碳在生成二氧化碳的氧化过程中所产生的热量可被利用,用以作为碳捕集与封存过程中所需要的能耗的补充。气态碳捕集单元用于对烟气中的气态碳进行捕集,以降低至少一部分外排的气体中所包含的二氧化碳气体。液化存储单元用于对气态碳捕集单元中所捕集的二氧化碳进行液化存储,以使得二氧化碳作为一种碳资源以待后续利用。
附图说明
图1是根据本公开的一种示意性实施例的烟气处理系统的模块连接图;
图2是图1所示的示意性实施例中余热回收单元部分的模块连接图;
图3是图1所示的示意性实施例中气态碳捕集单元及液化存储单元部分的模块连接图;以及
图4是根据本公开的一种示意性实施例的烟气处理方法的流程图。
附图标记
1、烟气排放管;
2、氧化催化器;
3、颗粒过滤器;
4、蒸发器;
5、膨胀机;
6、发电机;
7、第一冷凝器;
8、第一压缩机;
9、再沸器;
10、再沸器排气口;
11、脱硫脱硝组件;
12、第二冷凝器;
13、二氧化碳吸收塔;
14、塔外吸收液存储单元;
15、第五液泵;
16、第三流量计;
17、第一喷淋组件;
18、排放口;
19、塔内吸收液存储槽;
20、第四液泵;
21、第一换热器;
22、第一流量计;
23、第二流量计;
24、二氧化碳解吸塔;
25、第二喷淋组件;
26、旋流板除雾层;
27、三通阀;
28、第二液泵;
29、第一液泵;
30、第三液泵;
31、第二冷却器;
32、第二压缩机;
33、第二冷凝器;以及
34、二氧化碳储罐。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例,而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义,除非另外定义。应注意,这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义,而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如,“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如,“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。
图1是根据本公开的一种示意性实施例的烟气处理系统的模块连接图;
图2是图1所示的示意性实施例中余热回收单元部分的模块连接图;图3是图1所示的示意性实施例中气态碳捕集单元及液化存储单元部分的模块连接图;图4是根据本公开的一种示意性实施例的烟气处理方法的流程图。
本公开提供一种烟气处理系统,如图1至图3所示,应用于对船舶用低速机的烟气中的碳及碳氧化物进行处理,包括:固态碳捕集单元、气态碳捕集单元及液化存储单元。固态碳捕集单元与船舶用低速机的排气端连通,以使得烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集。气态碳捕集单元与固态碳捕集单元的排气端连通,用以对烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中。液化存储单元与气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,将吸收液中所包含的至少一部分二氧化碳与吸收液分离以使得吸收液处于不饱和状态,并将分离出的二氧化碳以液体形式存储。
在一种示意性的实施例中,上述烟气处理系统,设置在船舶用低速机柴油型的下游位置,以使得船舶用低速机所排出的大部分烟气进入烟气处理系统中。大部分表征为由于传输管路的连接问题等非故意因素所导致的烟气泄漏以外的其他烟气全部进入上述烟气处理系统中。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,可将船舶用低速机所产生的一部分烟气通入烟气处理系统中。
例如,船舶用低速机所产生的烟气可在上述烟气处理系统之前设置其他烟气处理设备,其他烟气处理设备可对烟气中包含的碳氧化物以外的其他物质预先进行处理。
根据本公开的实施例,烟气处理系统还包括塔外吸收液存储单元14。
塔外吸收液存储单元14,设置在液化存储单元的吸收液排出端和气态碳捕集单元的吸收液输入端之间,用以将吸收液在气态碳捕集单元和所述液化存储单元以外进行暂存。
在一种示意性的实施例中,塔外吸收液存储单元14设置成槽型,用以对液化存储单元导出的不饱和状态的吸收液进行存储,以便在操作人员在不进入气态碳捕集单元和液化存储单元中的工作环境下,清理吸收液中所夹带的固体杂质及其他物质。
进一步的,塔外吸收液存储单元14的底面设置为坡面以引导吸收液由较高侧向较低侧流动。
更进一步的,塔外吸收液存储单元14可开合的设置有端盖,在端盖开启的状态下,可对塔外吸收液存储单元14内吸收液中的杂质进行清理。
应当理解,本公开的实施例不限于此。例如,在一种示意性的实施例中,塔外吸收液存储单元14可设置成罐型,筒形及其他可用于存储吸收液的容器。例如,在另一种示意性的实施例中,塔外吸收液存储单元14可设置成在传输管路中设置的可拆卸滤材、可开合的阀门,可检测吸收液的情况表体中的至少一种组件。以使得吸收液在流动的过程中实现主动清理。
根据本公开的实施例,如图2所示,烟气处理系统还包括余热回收单元。
余热回收单元设置在用于传输烟气的传输管路外侧,以烟气作为热源,用以将烟气中的热量对外进行热交换。
在一种示意性的实施例中,余热回收单元为一个。这样用以对烟气中的热量进行较为集中的热交换,有利于减少余热回收单元的管路设置。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,余热回收单元为多个,分别设置在烟气处理系统不同位置的烟气传输管路外侧,以根据不同烟气在烟气处理的不同阶段的热量分别进行回收。用以较为充分的对烟气中的余热进行利用。
例如,余热回收单元还可设置在烟气处理系统中至少任一一个放热的单元位置,以在烟气处理过程中所产生的热量进行利用。
根据本公开的实施例,余热回收单元设置在固态碳捕集单元和气态碳捕集单元之间。将余热回收单元设置在尽量靠近船舶用低速机的排气端的位置,这样有利于减少烟气中的余热在传输过程中的损失。
根据本公开的实施例,余热回收单元,包括:顺次连通设置的蒸发器4、膨胀机5、第一冷凝器7及第一压缩机8,并且工质在蒸发器4、膨胀机5、第一冷凝器7及第一压缩机8中形成循环。蒸发器4套装在烟气的传输管路外侧,蒸发器4内的工质用以与烟气进行热交换;膨胀机5用以利用工质的热量对外做功;第一冷凝器7用以对工质降温;第一压缩机8用以将提升工质的压力。
在一种示意性的实施例中,以二氧化碳作为上述余热回收单元中循环的工质。
详细地,二氧化碳在蒸发器4中时,处于液态向气态变化的超临界状态。在蒸发器4中与传输烟气的管路进行热交换后,以气态状态输出至膨胀机5中。
进一步的,蒸发器4、膨胀机5、第一冷凝器7及第一压缩机8中形成布雷顿循环,二氧化碳在第一压缩机8中增压至7.4Mpa后,在蒸发器4中与烟气进行热交换,吸热至35℃以上,以达到超临界状态。
进一步的,膨胀机5的输出端连接有发电机6,用以做功带动发电机6发电。这样发电机6产生的电能可直接用于后续的烟气处理或进行存储。
根据本公开的实施例,固态碳捕集单元,包括:壳体、氧化催化器2及颗粒过滤器3。壳体包括和船舶用低速机的排气端连通的进气口及和气态碳捕集单元的进气端连通的出气口。氧化催化器2设置在进气口和出气口之间,用以对经过氧化催化器2的烟气中的至少一部分一氧化碳和/或未燃烧的碳氢物质进行氧化;颗粒过滤器3设置在进气口和出气口之间,用以对经过颗粒过滤器3的烟气中的至少一部分固态碳进行捕集。
在一种示意性的实施例中,壳体设置成罐状结构,罐状结构内的空间形成烟气传输的通道,氧化催化器2及颗粒过滤器3分别设置通道的两端。
详细地,氧化催化器2及颗粒过滤器3的滤材分别沿径向方向覆盖罐状结构内的腔体。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,壳体可设置成立方体及其他密封的结构。例如,在壳体内也可采用隔板将进气口和出气口分隔设置在两个连通的区域内。
根据本公开的实施例,颗粒过滤器3包括但不限于壁流式蜂窝陶瓷捕集器,并在壁流式蜂窝陶瓷捕集器的载体孔壁上涂覆有铂基催化剂,用以对实现固态碳的再生。
根据本公开的实施例,如图3所示气态碳捕集单元,包括:脱硫脱硝组件及二氧化碳吸收塔13。脱硫脱硝组件与固态碳捕集单元的排气端连通,用以对烟气进行脱硫脱硝处理。二氧化碳吸收塔13与脱硫脱硝组件的排气端连通,二氧化碳吸收塔13中内置有吸收液,用以对烟气中的至少一部分二氧化碳进行吸收。
在一种示意性的实施例中,气态碳捕集单元还包括再沸器9,设置在固态碳捕捉单元和脱硫脱硝组件11之间的烟气的传输管路上,再沸器排气口10和脱硫脱硝组件11连通。再沸器9内形成两套循环以进行换热,烟气作为再沸器9的热媒用以对流经再沸器9的吸收液进行辅热。
在一种示意性的实施例中,脱硫脱硝组件11的排气口和二氧化碳吸收塔13之间的烟气的传输管路上设置有第一冷却器,用以将经过的烟气冷却至40℃。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,经第一冷却器进入二氧化碳吸收塔13的烟气的温度还可为35℃、45℃,及其他有利于二氧化碳吸收塔13对二氧化碳气体进行有效吸收的其他温度及温度区间。
在一种示意性的实施例中,二氧化碳吸收塔13内的底部设置塔内吸收液存储槽19,在二氧化碳吸收塔13的顶部设置排放口18,在塔内吸收液存储槽19和排放口18之间设置第一喷淋组件17。
详细地,第一喷淋组件17包括上阵列和下阵列,每个阵列中包括沿二氧化碳吸收塔13的径向排布的多个喷淋头,用以喷淋不饱和的吸收液。这样有利于二氧化碳气体和吸收液的充分接触。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,第一喷淋组件17可设置为一个沿二氧化碳吸收塔13的径向排布的阵列或三个及其他数量的阵列。
例如,多个喷淋头可以呈环状设置在二氧化碳吸收塔13的内壁上。以能将二氧化碳吸收塔13中的二氧化碳充分吸收为宜。
根据本公开的实施例,如图3所示烟气处理系统,包括:二氧化碳解吸塔24、冷却组件及二氧化碳储罐34。二氧化碳解吸塔24与气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,用以对包含二氧化碳的吸收液进行解吸,以使得吸收液和所述二氧化碳分离。冷却组件设置在二氧化碳解吸塔24的排气端,用以对气态的二氧化碳冷却,以使得二氧化碳液化。二氧化碳储罐34和冷却组件连通,和所述冷却组件连通,用以对液态的所述二氧化碳进行存储。
在一种示意性的实施例中,二氧化碳解吸塔24的底部设置塔内吸收液存储槽19,在二氧化碳解吸塔24的顶部设置有旋流板除雾层26并和冷却组件连通,在塔内吸收液存储槽19和冷却组件之间设置第二喷淋组件25。
详细地,第二喷淋组件25包括上阵列和下阵列,每个阵列中包括沿二氧化碳解吸塔24的径向排布的多个喷淋头,用以喷淋饱和或接近饱和的吸收液。应当理解,本公开的实施例不限于此。
例如,第二喷淋组件25可设置为一个沿二氧化碳解吸塔24的径向排布的阵列或三个及其他数量的阵列。
例如,多个喷淋头可以呈环状设置在二氧化碳解吸塔24的内壁上。以能将二氧化碳解吸塔24中的二氧化碳充分解吸为宜。
在一种示意性的实施例中,冷却组件包括顺次设置的第二冷却器31、第二压缩机32及第二冷凝器3312。
详细地,第二冷却器31设置在靠近二氧化碳解吸塔24一侧,第二冷凝器3312设置在靠近二氧化碳储罐34一侧。
在一种示意性的实施例中,二氧化碳吸收塔13的吸收液排出端通过管路和二氧化碳解吸塔24的第二喷淋组件25的输入端导通。
详细地,二氧化碳解吸塔24的吸收液排出端设置有三通阀27。三通阀27的第一通道和再沸器9的吸收液输入端导通,并且,再沸器9的吸收液排出端和二氧化碳解吸塔24导通,以实现吸收液在再沸器9和二氧化碳解吸塔24之间的循环,以使得吸收液在再沸器9内和烟气进行热交换,以获取二氧化碳解吸用的至少一部分热量;第二通道和二氧化碳吸收塔13与第二喷淋组件25之间的管路分属两个循环,两个循环汇集在第一换热器21中,以在第一换热器21中对吸收液的热贫液和冷富液进行热交换,以获取二氧化碳解吸用的至少一部分热量;第三通道和塔外吸收液存储单元14连通,以将吸收液外排至塔外吸收液存储单元14内。
进一步的,和第一通道连通的液体传输管路上设置有第一液泵29,用于向再沸器9中输出吸收液。和第二通道连通的液体传输管路上设置有第二液泵28,用于向二氧化碳吸收塔13侧输入吸收液。和第三通道连通的液体传输管路上设置有第三液泵30,用于向塔外吸收液存储单元14输入吸收液。并且,在二氧化碳吸收塔13和第二喷淋组件25之间的液体传输管路上设置第四液泵20,用以向第二喷淋组件25输入吸收液。
再进一步的,在二氧化碳吸收塔13和第二喷淋组件25之间的液体传输管路上设置有第一流量计22,用于检测冷富液的流量。在二氧化碳解吸塔24和第一喷淋组件17之间的液体传输管路上设置有第二流量计23,用于检测热贫液的流量。
更进一步的,在第一喷淋组件17和塔外吸收液存储单元14之间的液体传输管路上设置有第五液泵15及第三流量计16,用于向二氧化碳吸收塔13输入吸收液并检测吸收液的流量。
在一种示意性的实施例中,吸收液包括但不限于采用氢氧化钾溶液。
本公开提供一种烟气处理方法,如图4所示,包括:接受由船舶用低速机排出的烟气;对烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;对烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及将吸收液中所包含的至少一部分二氧化碳与吸收液分离以使得吸收液处于不饱和状态,并将分离出的二氧化碳以液体形式存储。
在一种示意性的实施例中,应用烟气处理系统的烟气处理方法,包括:
将船舶用低速机排出的烟气输入烟气处理系统;
烟气流经固态碳捕集单元,烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢被氧化催化器2氧化,并且至少一部分固态碳颗粒被颗粒过滤器3捕集;
由固态碳捕集单元流出的烟气经蒸发器4与工质进行换热,吸热后的工质流经膨胀器做功带动发电机6发电,产生的电能用于耦合烟气吸收系统的内能量所需;
由余热回收单元流出的烟气经再沸器9与二氧化碳解吸塔24内排出的富含二氧化碳的吸收液换热,为二氧化碳解吸塔24的解吸过程辅热;
由再沸器9流出的烟气经过脱硫脱硝组件11进行脱硫脱硝处理,经第一冷却器冷却至40℃进入二氧化碳吸收塔13,第一喷淋组件17向二氧化碳吸收塔13内的烟气喷淋吸收液,被吸收大部分二氧化碳气体后的烟气由排气口外排至外部环境中;
吸收二氧化碳后接近饱和状态的冷富液经第一换热器21与由二氧化碳解吸塔24排出的热贫液换热后,进入二氧化碳解吸塔24解吸,解吸后的二氧化碳气体经旋流板储物层除湿,去除至少一部分水蒸气;
除湿后的二氧化碳气体经冷却组件冷却液化,注入二氧化碳储罐34进行存储。
本领域技术人员可以理解,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合,即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地,在不脱离本公开精神和教导的情况下,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例,但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (10)
1.一种烟气处理系统,应用于对船舶用低速机的烟气中的碳及碳氧化物进行处理,其特征在于,所述处理系统,包括:
固态碳捕集单元,与所述船舶用低速机的排气端连通,以使得所述烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对所述烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;
气态碳捕集单元,与所述固态碳捕集单元的排气端连通,用以对所述烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及
液化存储单元,与所述气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,将所述吸收液中所包含的至少一部分所述二氧化碳与所述吸收液分离以使得所述吸收液处于不饱和状态,并将分离出的所述二氧化碳以液体形式存储。
2.根据权利要求1所述的烟气处理系统,其特征在于,还包括塔外吸收液存储单元(14),设置在所述液化存储单元的吸收液排出端和所述气态碳捕集单元的吸收液输入端之间,用以将所述吸收液在所述气态碳捕集单元和所述液化存储单元以外进行暂存。
3.根据权利要求1所述的烟气处理系统,其特征在于,还包括余热回收单元,所述余热回收单元设置在用于传输所述烟气的传输管路外侧,以所述烟气作为热源,用以将所述烟气中的热量对外进行热交换。
4.根据权利要求3所述的烟气处理系统,其特征在于,所述余热回收单元设置在所述固态碳捕集单元和气态碳捕集单元之间。
5.根据权利要求3或4所述的烟气处理系统,其特征在于,所述余热回收单元,包括:顺次连通设置的
蒸发器(4),套装在所述烟气的传输管路外侧,所述蒸发器(4)内的工质用以与所述烟气进行热交换;
膨胀机(5),用以利用所述工质的热量对外做功;
第一冷凝器(7),用以对所述工质降温;以及
第一压缩机(8),用以将提升所述工质的压力;
其中,所述工质在所述蒸发器(4)、膨胀机(5)、第一冷凝器(7)及第一压缩机(8)之间形成循环。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的烟气处理系统,其特征在于,所述固态碳捕集单元,包括:
壳体,包括:
进气口,和所述船舶用低速机的排气端连通;
出气口,和所述气态碳捕集单元的进气端连通;
氧化催化器(2),设置在所述进气口和出气口之间,用以对经过所述氧化催化器(2)的所述烟气中的至少一部分一氧化碳和/或未燃烧的碳氢物质进行氧化;
颗粒过滤器(3),设置在所述进气口和出气口之间,用以对经过所述颗粒过滤器(3)的所述烟气中的至少一部分固态碳进行捕集。
7.根据权利要求6所述的烟气处理系统,其特征在于,所述颗粒过滤器(3)包括壁流式蜂窝陶瓷捕集器,在所述壁流式蜂窝陶瓷捕集器的载体孔壁上涂覆有铂基催化剂,用以对实现所述固态碳的再生。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的烟气处理系统,其特征在于,所述气态碳捕集单元,包括:
脱硫脱硝组件(11),与所述固态碳捕集单元的排气端连通,用以对所述烟气进行脱硫脱硝处理;以及
二氧化碳吸收塔(13),与所述脱硫脱硝组件(11)的排气端连通,所述二氧化碳吸收塔(13)中内置有吸收液,用以对所述烟气中的至少一部分二氧化碳进行吸收。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的烟气处理系统,其特征在于,所述液化存储单元,包括:
二氧化碳解吸塔(24),与所述气态碳捕集单元的吸收液排出端连接,用以对包含所述二氧化碳的吸收液进行解吸,以使得所述吸收液和所述二氧化碳分离;
冷却组件,设置在所述二氧化碳解吸塔(24)的排气端,用以对气态的所述二氧化碳冷却,以使得所述二氧化碳液化;以及
二氧化碳储罐(34),和所述冷却组件连通,用以对液态的所述二氧化碳进行存储。
10.一种烟气处理方法,其特征在于,包括:
接受由船舶用低速机排出的烟气;
对所述烟气中的至少一部分一氧化碳及未燃烧的碳氢物质进行氧化,并对所述烟气中的至少一部分固态碳及颗粒物进行捕集;
对所述烟气中的至少一部分二氧化碳气体进行捕集并存储在吸收液中;以及
将所述吸收液中所包含的至少一部分所述二氧化碳与所述吸收液分离以使得所述吸收液处于不饱和状态,并将分离出的所述二氧化碳以液体形式存储。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115475488A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-16 | 上海船舶研究设计院 | 用于船舶的二氧化碳处理系统及其处理方法及船舶 |
CN116672866A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-09-01 | 河南碳路者新材料科技有限公司 | 一种等静压石墨生产用烟气处理系统 |
CN116672866B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-05-14 | 河南碳路者新材料科技有限公司 | 一种等静压石墨生产用烟气处理系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105909330A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-31 | 东南大学 | 一种基于有机朗肯循环的烟气余热回收及烟气处理系统 |
JP2017189750A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Jfeスチール株式会社 | 高炉ガスからの二酸化炭素の分離回収方法および高炉ガスの利用方法 |
CN113750744A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-07 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 分离烟气中二氧化碳的系统、方法及船舶 |
-
2022
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105909330A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-31 | 东南大学 | 一种基于有机朗肯循环的烟气余热回收及烟气处理系统 |
JP2017189750A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Jfeスチール株式会社 | 高炉ガスからの二酸化炭素の分離回収方法および高炉ガスの利用方法 |
CN113750744A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-07 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 分离烟气中二氧化碳的系统、方法及船舶 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
冯洪庆等: "《内燃机构造与原理》", 中国石油大学出版社, pages: 266 - 270 * |
刘纪福等: "《实用余热回收和利用技术》", 31 December 1993, 中国石油大学出版社, pages: 268 - 270 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115475488A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-16 | 上海船舶研究设计院 | 用于船舶的二氧化碳处理系统及其处理方法及船舶 |
CN116672866A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-09-01 | 河南碳路者新材料科技有限公司 | 一种等静压石墨生产用烟气处理系统 |
CN116672866B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-05-14 | 河南碳路者新材料科技有限公司 | 一种等静压石墨生产用烟气处理系统 |
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