CN114853012A - 一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置。包括反应炉体，废弃物活动式置网，生物质活化焦仓，温度控制器；废弃物活动式置网将反应炉体分隔为上下两部分，反应炉体下方侧壁设有烟气进口，反应炉体上方侧壁设有生物质废弃物进口，生物质废弃物进口上方的侧壁上设有烟气出口；生物质活化焦仓设置在反应炉体的底部，温度控制器设置在反应炉体内侧壁废弃物活动式置网的下方。本发明结构简单，利用烟气中较高的热量和较高浓度的二氧化碳对生物质进行化处理，降低生物质燃烧排放到大气中的二氧化碳含量，活化得到的生物质活化焦可以吸附烟气中的汞，有效降低烟气中重金属含量；有效富集二氧化碳再利用，大大降低二氧化碳排放量。
Description
技术领域
本发明属于生物质废弃物热解活化领域，具体涉及一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置。
背景技术
现如今双碳目标要求我们充分认识碳汇以及碳捕集、利用与封存技术等碳移除和碳利用技术在现实碳中和中的作用，积极发展碳捕集、利用与封存。此外重金属汞的排放也日益严峻。高浓度二氧化碳烟气(二氧化碳浓度高于60％)元素汞具有低水溶性、高挥发性的特点，其跟随烟气排放到大气中后会以多种方式沉积下来，将对生态环境和身体健康造成极大伤害。因此如何在发展碳捕集、利用与封存的同时控制汞的排放显得至关重要。实现生物质废物利用能够缓解环境污染问题，符合国家战略需求，具有重要的科学意义。
目前来说，现有的汞排放控制装置，大部分都是吸附剂喷射装置，吸附剂是通过热解和改性处理后在进行喷射脱汞，其在热解过程中会释放大量的二氧化碳，各种改性技术成本较高、操作复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置，包括反应炉体，废弃物活动式置网，生物质活化焦仓，温度控制器；
废弃物活动式置网将反应炉体分隔为上下两部分，反应炉体下方侧壁设有烟气进口，反应炉体上方侧壁设有生物质废弃物进口，生物质废弃物进口上方的侧壁上设有烟气出口；
生物质活化焦仓设置在反应炉体的底部，用于回收生物质活化焦，温度控制器设置在反应炉体内侧壁废弃物活动式置网的下方，用于控制生物质焦活化过程的温度。
进一步的，生物质废弃物进口位于废弃物活动式置网斜上方，生物质废弃物进口的中心轴与水平面呈30°～60°夹角。
进一步的，生物质活化焦仓配设有生物质活化焦出口。
进一步的，烟气出口连接二氧化碳富集和回收装置。
一种利用上述的装置进行生物质脱汞富碳的方法，包括如下步骤：
步骤(1)：将生物质废弃物加入到废弃物活动式置网上方；
步骤(2)：烟气从烟气进口进入反应炉体，同时通过温度控制器控制生物质焦活化过程处于900°～1000°，实现对汞的吸附；
步骤(3)：富含二氧化碳且脱除汞的烟气从烟气出口进入二氧化碳富集和回收装置；
步骤(4)：翻转废弃物活动式置网将生物质活化焦到入生物质活化焦仓；
步骤(5)：安装好废弃物活动式置网，通过生物质废弃物进口加入生物质废弃物，重复步骤(2)-(4)。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本发明结构简单，可减少投资成本，有效克服生物质废弃物自然降解慢、焚烧排放污染物的问题。
(2)本发明通过利用烟气的温度和烟气中的二氧化碳，减少热损失，实现碳利用。
(3)本发明在利用生物质活化焦脱汞的同时富集了生物质中的碳，解决了烟气汞排放量大、碳排放分散的问题。
附图说明
图1是本发明的脱汞富碳装置示意图。
附图标记说明：
1-反应炉体，2-废弃物活动式置网，3-烟气进口，4-生物质活化焦仓，5-生物质活化焦出口，6-温度控制器，7-生物质废弃物进口，8-烟气出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明公开了一种高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置。装置包括反应炉体、烟气进口、废弃物活动式置网。本发明中的生物质废弃物置于废弃物活动式置网上进行活化和吸附过程；通过烟气进口解决了生物质活化过程需要高温加热的问题；通过生物质集中活化解决了碳排放分散的问题；通过生物质活化焦，解决了目前烟气中汞含量过高的问题。
结合图1，本发明提供的高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置，该装置包括原材料进口系统、生物质活化焦脱汞系统、碳汇和汞资源化回收系统。
其中原材料进口系统由以下部分组成：烟气进口3，生物质废弃物进口7。
烟气进口3连在反应炉体1上，位于废弃物活动式置网2下方，生物质废弃物进口7连在反应炉体1上，位于废弃物活动式置网2斜上方，生物质废弃物进口的中心轴与水平面呈30°～60°。
其中生物质活化焦脱汞系统由以下部分组成：反应炉体1，废弃物活动式置网2，温度控制器6。
废弃物活动式置网2位于反应炉体1整体炉高的中间位置，其直径与反应炉体1的直径相同；温度控制器6位于反应炉体1的内部，其与地面高度为反应炉体1整体炉高的1/4，控制生物质焦活化过程处于900°～1000°。
其中碳汇和汞资源化回收系统由以下部分组成：生物质活化焦仓4，生物质活化焦出口5，烟气出口8。
生物质活化焦仓4于生物质活化焦出口5相连通，烟气出口8位于生物质废弃物进口7上方。
本发明装置能在利用生物质活化焦脱除烟气中汞的同时富集生物质中的碳，生物质在活化过程中所含的固定碳会与二氧化碳通过发生反应释放出来，使烟气中二氧化碳浓度得到提高，使生物质中的碳得到了富集，便于二氧化碳的捕集、利用与封存，实现碳集中回收，降低大气碳排放量。通过利用高浓度的二氧化碳对生物质进行活化处理，改善其表面理化性质，提高其在脱汞过程中的物理吸附能力，同时使用后的生物质活化焦能够实现汞的资源化再利用。活化过程所需要的高温由高温烟气直接提供，降低高温烟气的热损失。此外，该装置能够同时脱汞和富集二氧化碳，系统设备简单经济，投资成本低，因此本发明的装置更具优势。
Claims (5)
1.一种基于高浓度二氧化碳烟气活化生物质脱汞富碳装置，其特征在于，包括反应炉体(1)，废弃物活动式置网(2)，生物质活化焦仓(4)，温度控制器(6)；
废弃物活动式置网(2)将反应炉体(1)分隔为上下两部分，反应炉体(1)下方侧壁设有烟气进口(3)，反应炉体(1)上方侧壁设有生物质废弃物进口(7)，生物质废弃物进口(7)上方的侧壁上设有烟气出口(8)；
生物质活化焦仓(4)设置在反应炉体(1)的底部，用于回收生物质活化焦，温度控制器(6)设置在反应炉体内侧壁废弃物活动式置网(2)的下方，用于控制生物质焦活化过程的温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，生物质废弃物进口(7)位于废弃物活动式置网(2)斜上方，生物质废弃物进口(7)的中心轴与水平面呈30°～60°夹角。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，生物质活化焦仓(4)配设有生物质活化焦出口(5)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，烟气出口(8)连接二氧化碳富集和回收装置。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的装置进行生物质脱汞富碳的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：将生物质废弃物加入到废弃物活动式置网(2)上方；
步骤(2)：烟气从烟气进口(3)进入反应炉体(1)，同时通过温度控制器(6)控制生物质焦活化过程处于900°～1000°，实现对汞的吸附；
步骤(3)：富含二氧化碳且脱除汞的烟气从烟气出口(8)进入二氧化碳富集和回收装置；
步骤(4)：翻转废弃物活动式置网(2)将生物质活化焦到入生物质活化焦仓(4)；
步骤(5)：安装好废弃物活动式置网(2)，通过生物质废弃物进口(7)加入生物质废弃物，重复步骤(2)-(4)。
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2022
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