CN114917729A - 一种超重力二氧化碳吸收提纯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超重力二氧化碳吸收提纯装置，包括引风机、第一超重力旋转床、第二超重力旋转床、富液循环罐、富液泵、贫液泵、贫富液换热器、再沸器和再生塔，引风机设置于前端，第二超重力旋转床位于第一超重力旋转床的后端且与所述第一超重力旋转床串联，富液循环罐的入口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的出液口均连通，所述富液泵的入口与所述富液循环罐的出口连通，贫富液换热器与所述富液泵、所述再生塔分别连通，所述再沸器与所述再生塔连通，所述贫富液换热器还与所述贫液泵的入口连通，贫液泵的出口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的进液口均连通。本发明能够能够有效提高二氧化碳的吸收效率。
Description
技术领域
本发明涉及气体吸附设备技术领域，特别涉及一种超重力二氧化碳吸收提纯装置。
背景技术
大气中的二氧化碳主要来源于发电、运输、工业、建筑业、动植物呼吸作用这六个方面。其中，人为二氧化碳排放的主要来源是能源生产和交通运输中的化石燃料燃烧，全世界以矿物燃料为动力的工厂和发电站以及机动车辆数不胜数，它们排放的废气是大气中二氧化碳的主要来源。二氧化碳为人类带来的危害主要表现在以下两个方面。最典型的就是温室效应，它致使冰川融化使得海平面上升。温室效应还会影响大气环流，使地球的水循环发生变化，继而改变全球的降水量分布。温室效应使得人民群众的生产、生活、社会经济发展受到严重影响，造成了巨大的经济损失。从另一方面看，二氧化碳又是一种碳资源。高浓度的二氧化碳可以应用于医疗、食品、焊接等诸多领域。由于其广泛的应用，二氧化碳回收技术已经成为世界各国研究关注的焦点之一。
目前国内外主流的二氧化碳回收工艺为MEA工艺和变压吸附工艺。其中，MEA工艺为化学吸收法，是指利用CO2与吸收剂进行化学反应形成一种弱联结的中间体化合物，然后通过改变条件，使富含CO2吸收液中的CO2解析出来，同时吸收剂得以再生的方法。典型的化学吸收剂为一乙醇胺（MEA）。该法存在一些缺点，限制了推广应用，如因溶剂再生时需加热，能耗大，用于电力行业运行成本昂贵，而且还存在污染空气、易氧化降解、对设备腐蚀严重等问题。
而变压吸附是利用吸附剂对气体的吸附容量随压力变化而变化的特性，吸附剂在选择吸附的条件下，加压吸附气体中的二氧化碳组分，减压脱附这些组分而使吸附剂得到再生，从而达到CO2与杂质组分的分离，同时吸附剂得以再生。每个吸附器在实际使用过程中必须经过吸附和再生两个阶段。由此可见，对于每个吸附器而言，吸附过程是间歇的，必须采用多个吸附器才能循环操作，吸附效率低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种超重力二氧化碳吸收提纯装置，采用超重力旋转床进行二氧化碳吸收，能够有效降低成本和提高二氧化碳的吸收效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种超重力二氧化碳吸收提纯装置，包括引风机、第一超重力旋转床、第二超重力旋转床、富液循环罐、富液泵、贫液泵、贫富液换热器、再沸器和再生塔，所述引风机设置于所述第一超重力旋转床的前端，所述第二超重力旋转床位于所述第一超重力旋转床的后端且与所述第一超重力旋转床串联，所述富液循环罐的入口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的出液口均连通，所述富液泵的入口与所述富液循环罐的出口连通，所述贫富液换热器与所述富液泵、所述再生塔分别连通，所述再沸器与所述再生塔连通，所述贫富液换热器还与所述贫液泵的入口连通，所述贫液泵的出口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的进液口均连通。
进一步地，所述贫富液换热器的第一入口与所述富液泵的出口连通，所述贫富液换热器的第一出口与所述再生塔连通。
进一步地，所述贫富液换热器的第一出口与所述再生塔的上部连通。
进一步地，所述贫富液换热器的第二入口与所述再生塔连通，所述贫富液换热器的第二出口与所述贫液泵的入口连通。
进一步地，所述贫富液换热器的第二入口与所述再生塔的下部连通。
进一步地，所述超重力二氧化碳吸收提纯装置还包括贫液冷却器，所述贫液冷却器的入口与所述贫液泵的出口连通，所述贫液冷却器的出口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的进液口均连通。
进一步地，所述第一超重力旋转床的进气口与所述风机的出风口连通，所述第一超重力旋转床的出气口与所述第二超重力旋转床的进气口连通，所述第二超重力旋转床的出气口与外部空间连通。
进一步地，所述再沸器与所述再生塔的底部相连通。
本发明具有如下有益效果：
本发明首先通过所述第一超重力旋转床将所述引风机送入的烟气与内部贫液进行吸收传质，再通过所述第二超重力旋转床将经过吸收传质后的烟气与内部贫液进行二次吸收传质后排出。所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床产生的富液进入到所述富液循环罐内，经过所述富液泵进入到所述贫富液换热器中进行换液升温后进入到所述再生塔中，然后进入到所述再沸器中进行升温并回流到所述再生塔中进行贫液再生，再生后的贫液经过所述贫富液换热器降温，最后经过所述贫液泵输送到所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床内，所述再生塔产生的二氧化碳进入到后续处理工艺中。如此，能够有效降低成本和提高二氧化碳的吸收效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种超重力二氧化碳吸收提纯装置的结构示意图。
附图标记：
引风机1；第一超重力旋转床2；第二超重力旋转床3；富液循环罐4；
富液泵5；贫液泵6；贫液冷却器7；贫富液换热器8；再沸器9；
再生塔10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供的一种超重力二氧化碳吸收提纯装置可以包括引风机1、第一超重力旋转床2、第二超重力旋转床3、富液循环罐4、富液泵5、贫液泵6、贫富液换热器8、再沸器9和再生塔10等。
其中，所述引风机1设置于所述第一超重力旋转床2的前端，用于将外部烟气导入到所述第一超重力旋转床2中进行二氧化碳吸收处理。所述第二超重力旋转床3位于所述第一超重力旋转床2的后端且与所述第一超重力旋转床2串联。
需要说明的是，所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3的结构相同，主要作用是固定和带动填料旋转，以实现良好的气液接触和微观混合。烟气经进气口由切向引入转子外腔，在气体压力的作用下，由转子外缘处进入的填料液体由液体进口管引入转子中心的内腔，经喷头淋洒在转子内缘上。进入转子的液体受到转子内填料的作用，周向速度增加，所产生的离心力将其推向转子外缘。液体被转子抛到外壳汇集后经液体出口管离开旋转填充床，气体经填料层进入转子中心上升至出口管引出，完成传质与反应过程。
优选地，所述第一超重力旋转床2的进气口与所述引风机1的出风口连通，所述第一超重力旋转床2的出气口与所述第二超重力旋转床3的进气口连通，所述第二超重力旋转床3的出气口与外部空间连通。
实施时，首先通过所述第一超重力旋转床2将所述引风机1送入的烟气与内部贫液进行吸收传质，再通过所述第二超重力旋转床3将经过吸收传质后的烟气与内部贫液进行二次吸收传质后排出到外部空间，从而提高二氧化碳的吸收效率。
本实施例中，所述富液循环罐4的入口与所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3的出液口均连通。所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3产生的富液进入到所述富液循环罐4内。
进一步地，所述富液泵5的入口与所述富液循环罐4的出口连通，所述贫富液换热器8与所述富液泵5、所述再生塔10分别连通。
具体地，所述贫富液换热器8的第一入口与所述富液泵5的出口连通，所述贫富液换热器8的第一出口与所述再生塔10连通。其中，所述富液循环罐4中的富液经过所述富液泵5进入到所述贫富液换热器8中，进行换液升温后进入到所述再生塔10中。
为了实现换液升温后的富液从上至下流入所述再生塔10的底部，所述贫富液换热器8的第一出口与所述再生塔10的上部连通。
另外，所述再沸器9与所述再生塔10连通，使得所述富液进入到所述再沸器9中进行升温并回流到所述再生塔10中进行贫液再生。
优选地，所述再沸器9与所述再生塔10的底部相连通，以便于进行富液的相互交换。
本实施例中，所述贫富液换热器8的第二入口与所述再生塔10连通，所述贫富液换热器8的第二出口与所述贫液泵6的入口连通。
为了实现再生后贫液的顺利流出，所述贫富液换热器8的第二入口与所述再生塔10的下部连通。
所述贫富液换热器8还与所述贫液泵6的入口连通，所述贫液泵6的出口与所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3的进液口均连通。如此，再生后的贫液经过所述贫富液换热器8降温，最后经过所述贫液泵6输送到所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3内，可实现贫液的重复利用，从而能够有效降低成本。此外，所述再生塔10产生的二氧化碳进入到后续处理工艺中。
所述超重力二氧化碳吸收提纯装置还可以包括贫液冷却器7，所述贫液冷却器7的入口与所述贫液泵6的出口连通，所述贫液冷却器7的出口与所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3的进液口均连通。其中，所述贫液冷却器7用于对所述贫液泵6输送的贫液进行二次降温。
综上所述，本发明实施例首先通过所述第一超重力旋转床2将所述引风机1送入的烟气与内部贫液进行吸收传质，再通过所述第二超重力旋转床3将经过吸收传质后的烟气与内部贫液进行二次吸收传质后排出。所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3产生的富液进入到所述富液循环罐4内，经过所述富液泵5进入到所述贫富液换热器8中进行换液升温后进入到所述再生塔10中，然后进入到所述再沸器9中进行升温并回流到所述再生塔10中进行贫液再生，再生后的贫液经过所述贫富液换热器8降温，最后经过所述贫液泵6输送到所述第一超重力旋转床2和第二超重力旋转床3内，所述再生塔10产生的二氧化碳进入到后续处理工艺中。如此，能够有效降低成本和提高二氧化碳的吸收效率。
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 (8)
1.一种超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，包括引风机、第一超重力旋转床、第二超重力旋转床、富液循环罐、富液泵、贫液泵、贫富液换热器、再沸器和再生塔，所述引风机设置于所述第一超重力旋转床的前端，所述第二超重力旋转床位于所述第一超重力旋转床的后端且与所述第一超重力旋转床串联，所述富液循环罐的入口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的出液口均连通，所述富液泵的入口与所述富液循环罐的出口连通，所述贫富液换热器与所述富液泵、所述再生塔分别连通，所述再沸器与所述再生塔连通，所述贫富液换热器还与所述贫液泵的入口连通，所述贫液泵的出口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的进液口均连通。
2.根据权利要求1所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述贫富液换热器的第一入口与所述富液泵的出口连通，所述贫富液换热器的第一出口与所述再生塔连通。
3.根据权利要求2所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述贫富液换热器的第一出口与所述再生塔的上部连通。
4.根据权利要求1所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述贫富液换热器的第二入口与所述再生塔连通，所述贫富液换热器的第二出口与所述贫液泵的入口连通。
5.根据权利要求4所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述贫富液换热器的第二入口与所述再生塔的下部连通。
6.根据权利要求1所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述超重力二氧化碳吸收提纯装置还包括贫液冷却器，所述贫液冷却器的入口与所述贫液泵的出口连通，所述贫液冷却器的出口与所述第一超重力旋转床和第二超重力旋转床的进液口均连通。
7.根据权利要求1所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述第一超重力旋转床的进气口与所述风机的出风口连通，所述第一超重力旋转床的出气口与所述第二超重力旋转床的进气口连通，所述第二超重力旋转床的出气口与外部空间连通。
8.根据权利要求1所述的超重力二氧化碳吸收提纯装置，其特征在于，所述再沸器与所述再生塔的底部相连通。
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