CN117085484B - 一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法及捕集单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳捕集技术领域,公开了一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法及捕集单元,包括如下步骤:原料气进入捕集塔内,通过富液循环泵将胺液输送到第一冷却器内,冷却后的富胺液进入捕集塔,对原料气进行捕集,原料气中的二氧化碳与富胺液反应生成盐类;余气进入第二冷却器内,然后进入第一缓存罐内,通过第一回流泵进入捕集塔内进行二次捕集,二次捕集后的尾气经第一缓存罐排出;本申请通过可循环的富胺液,可循环的原料气,可循环的胺液净化,可循环的二氧化碳,进行连续捕集‑解析再生循环过程,实现了二氧化碳的全部捕集,该捕集方法工艺简单,所采用的吸收剂对二氧化碳的吸收效果较好。
Description
技术领域
本发明属于分离领域,涉及碳捕集技术领域,特别涉及一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法及捕集单元。
背景技术
碳捕集利用与封存(CCUS)技术是我国应对气候变化、保障能源安全和促成可持续发展的重要手段。现有的二氧化碳捕集技术路线众多,而溶剂吸收法是其中唯一一种实际商用的技术路线。目前燃煤电厂二氧化碳捕集装置均采用醇胺溶液作为吸收溶剂,其依靠化学吸收捕集二氧化碳,效率较高,但是再生能耗大。除了溶剂吸收法以外,膜分离法是另一种高效的二氧化碳捕集方法,利用分离膜的特殊结构对于二氧化碳气体具有选择透过性分离烟气中的二氧化碳。膜分离法捕集能耗较低,但是对气体的选择性交叉,寿命有限,这都是制约其经济性能的关键。
申请号为CN202111289065 .9的中国专利公开了一种二氧化碳捕集系统,涉及烟气处理技术领域,包括依次设置的烟气分离机、膜分离器、空气压缩机、捕集塔、闪蒸塔、二氧化碳冷却装置和二氧化碳后处理装置,捕集塔底部设置有富液排液管,富液排液管通过富液泵与闪蒸塔的富液进液管连接,闪蒸塔的贫液排液管与捕集塔的贫液进液管连通。
但是该申请二氧化碳捕集的过程单向流动,仅能进行一次捕集,难以对烟气中的二氧化碳全部进行捕集,捕集率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法及捕集单元,解决上述背景技术中提出的一次捕集,难以对烟气中的二氧化碳全部进行捕集,捕集率较低的问题。
本发明采用的技术方案如下:一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法,包括如下步骤:原料气进入捕集塔内,通过富液循环泵将胺液输送到第一冷却器内,冷却后的富胺液进入捕集塔,对原料气进行捕集,原料气中的二氧化碳与富胺液反应生成盐类;余气进入第二冷却器内,然后进入第一缓存罐内,通过第一回流泵进入捕集塔内进行二次捕集,实现了原料气中二氧化碳的全部捕集,二次捕集后的尾气经第一缓存罐排出;盐类与贫胺液通过富胺液泵输送到贫/富胺液换热器内,然后进入解析塔内,盐类与贫胺液通过再沸器解析再生成二氧化碳和净化胺液;二氧化碳进入第三冷却器内,然后进入第二缓存罐内,通过第二回流泵进入解析塔内进行二次再生,实现了二氧化碳的全部再生,二次再生后的二氧化碳经第二缓存罐排出;净化胺液进入贫/富胺液换热器,然后通过第三回流泵进入第四冷却器内,然后进入捕集塔内进行二氧化碳捕集。
进一步,提出一种用于上述工业废烟气中的二氧化碳捕集方法的捕集单元,包括捕集罐,捕集罐由自上而下布置的顶盖、管体、底盖组成,顶盖和底盖的形状均为半球状;顶盖上安装有喷淋组件,喷淋组件用于喷出胺液;喷淋组件包括第一转轴,第一转轴与顶盖通过密封轴承连接,且第一转轴位于顶盖的中心;第一转轴的形状为管状,第一转轴的下端安装有风扇叶,旋转的风扇叶带动捕集罐内气体向下流动;第一转轴的上端安装有第一锥齿轮;第一锥齿轮上啮合有第二锥齿轮,第二锥齿轮通过第一电机驱动;第二锥齿轮上啮合有第三锥齿轮,第三锥齿轮上安装有第二转轴,第一转轴的上端面开设有注液孔,第二转轴在第一转轴内旋转,第二转轴的下端安装有支管,支管与注液孔连通,其中两个支管的长度大于另外两个支管的长度,支管的侧壁安装有等距布置的喷嘴;第二转轴的上端转动连接有第一轴罩;顶盖上安装有第一轴承座,第一轴承座用于安装第一电机和第一轴罩,且第一轴承座与第一转轴和第二转轴转动连接;第一轴罩上连接有胺液输入管;所述底盖上安装有进气组件,进气组件用于注入原料气。
本发明的有益效果在于:本申请通过可循环的富胺液,可循环的原料气,可循环的胺液净化,可循环的二氧化碳,进行连续捕集-解析再生循环过程,实现了二氧化碳的全部捕集,该捕集方法工艺简单,所采用的吸收剂对二氧化碳的吸收效果较好。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为捕集罐的主视剖面结构示意图。
图3为喷淋组件的主视剖面结构示意图。
图4为喷淋组件的立体结构示意图。
图5为进气组件的主视剖面结构示意图。
图6为外罩的立体结构示意图。
图7为扰流板的仰视剖面结构示意图。
图8为翅板的立体结构示意图。
图9为桨板的立体结构示意图。
图10为搅拌杆的立体结构示意图。
图11为第一浮子的立体结构示意图。
图12为第一均气板的主视剖面结构示意图。
图13为球体的主视剖面结构示意图。
图14为竖杆的主视剖面结构示意图。
图15为摊平板的侧视剖面结构示意图。
图16为第一冷却板、第二冷却板的主视剖面结构示意图。
图17为第一冷却板的立体结构示意图。
图18为第二冷却板的立体结构示意图。
图19为第二冷却板的主视剖面结构示意图。
图20为载板、机壳的主视剖面结构示意图。
图21为蜗杆的仰视剖面结构示意图。
图22为管道的主视剖面结构示意图。
图23为环形管的立体结构示意图。
图24为启闭器的主视剖面结构示意图。
图25为浮板、刺头的主视结构示意图。
图26为凸轮的主视剖面结构示意图。
图27为两个机壳的主视剖面结构示意图。
图28为第一旁通管、第二旁通管的主视剖面结构示意图。
图中:1、捕集塔;2、富液循环泵;3、第一冷却器;4、第二冷却器;5、第一缓存罐;6、第一回流泵;7、富胺液泵;8、贫/富胺液换热器;9、解析塔;10、再沸器;11、第三冷却器;12、第二缓存罐;13、第二回流泵;14、第三回流泵;15、第四冷却器;16、捕集罐;17、顶盖;18、管体;19、底盖;20、喷淋组件;21、第一转轴;22、风扇叶;23、第一锥齿轮;24、第二锥齿轮;25、第一电机;26、第三锥齿轮;27、第二转轴;28、注液孔;29、支管;30、喷嘴;31、第一轴罩;32、第一轴承座;33、胺液输入管;34、进气组件;35、尾气排出管;36、胺液排出管;37、翅板;38、圆环;39、第三转轴;40、注气孔;41、气口;42、外罩;43、扰流板;44、遮盖;45、第四锥齿轮;46、第五锥齿轮;47、第二电机;48、第二轴承座;49、第二轴罩;50、原料气输入管;51、桨板;52、螺旋板;53、搅拌杆;54、狼牙刺;55、铰接耳;56、第一浮子;57、第一均气板;58、通孔;59、球体;60、通道;61、支撑杆;62、竖杆;63、摊平板;64、斜向上段;65、水平段;66、第一冷却板;67、第二冷却板;68、圆孔;69、短管;70、弧形孔;71、冷却液进入管;72、冷却液排出管;73、载板;74、泄水孔;75、启闭器;76、机壳;77、蜗杆;78、第三电机;79、压缩气出口;80、基座;81、管道;82、直管段;83、锥管段;84、喇叭口;85、L型管;86、缩口管;87、阀门;88、环形管;89、衔接管;90、底板;91、滑套;92、滑杆;93、第二浮子;94、配重球;95、弹簧;96、堵头;97、浮板;98、刺头;99、凸轮;100、第四电机;101、第一旁通管;102、第二旁通管;103、第一泵体;104、第二泵体;105、第二均布板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件;下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
在本发明的描述中,需要说明的是,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;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,一种工业废烟气中的二氧化碳捕集方法,包括如下步骤:原料气进入捕集塔1内,通过富液循环泵2将胺液输送到第一冷却器3内,冷却后的富胺液进入捕集塔1,对原料气进行捕集,原料气中的二氧化碳与富胺液反应生成盐类;余气进入第二冷却器4内,然后进入第一缓存罐5内,通过第一回流泵6送入捕集塔1内进行二次捕集,实现了原料气中二氧化碳的全部捕集,二次捕集后的尾气经第一缓存罐5排出;盐类与贫胺液通过富胺液泵7输送到贫/富胺液换热器8内,然后进入解析塔9内,盐类与贫胺液通过再沸器10解析再生成二氧化碳和净化胺液;二氧化碳进入第三冷却器11内,然后进入第二缓存罐12内,通过第二回流泵13送入解析塔9内进行二次再生,实现了二氧化碳的全部再生,二次再生后的二氧化碳经第二缓存罐12排出;净化胺液进入贫/富胺液换热器8,然后通过第三回流泵14送入第四冷却器15内,然后送入捕集塔1内进行二氧化碳捕集;本申请通过可循环的富胺液,可循环的原料气,可循环的胺液净化,可循环的二氧化碳,进行连续捕集-解析再生循环过程,实现了二氧化碳的全部捕集,该捕集方法工艺简单,所采用的吸收剂对二氧化碳的吸收效果较好,此外,该过程不需要过高的再生能耗,可以节约能源,且成本较低。
实施例一,如图2所示,进一步,考虑到现有技术中原料气从捕集塔1下方进入,胺液从捕集塔1的上方进入,两者对流进行反应,反应时间短,提出一种用于上述工业废烟气中的二氧化碳捕集方法的捕集单元,包括捕集罐16,捕集罐16由自上而下布置的顶盖17、管体18、底盖19组成,顶盖17和底盖19的形状均为半球状;顶盖17上安装有喷淋组件20,喷淋组件20用于喷出胺液;如图3所示,喷淋组件20包括第一转轴21,第一转轴21与顶盖17通过密封轴承连接,且第一转轴21位于顶盖17的中心;如图4所示,第一转轴21的形状为管状,第一转轴21的下端(位于顶盖17内)安装有风扇叶22,旋转的风扇叶22带动捕集罐16内气体向下流动;第一转轴21的上端(位于顶盖17外)安装有第一锥齿轮23;第一锥齿轮23上啮合有第二锥齿轮24,第二锥齿轮24通过第一电机25驱动;第二锥齿轮24上啮合有第三锥齿轮26,第三锥齿轮26上安装有第二转轴27,第一转轴21的上端面开设有注液孔28,第二转轴27在第一转轴21内旋转,第二转轴27的下端安装有支管29,支管29与注液孔28连通,本实施例支管29的数量为4个,其中两个支管29的长度大于另外两个支管29的长度,支管29的侧壁安装有等距布置的喷嘴30;第二转轴27的上端转动连接有第一轴罩31;顶盖17上安装有第一轴承座32,第一轴承座32用于安装第一电机25和第一轴罩31,且第一轴承座32与第一转轴21和第二转轴27转动连接;第一轴罩31上连接有胺液输入管33;所述底盖19上安装有进气组件34,进气组件34用于注入原料气;本申请通过设置第二转轴27使得喷出的胺液呈螺旋线型,配合风扇叶22的旋转,反向推动气流,保证胺液与原料气的充分接触,延长了反应时间,提升了二氧化碳的捕集率。
如图2所示,作为实施例一的优化,所述顶盖17上安装有尾气排出管35,所述底盖19上安装有胺液排出管36。
如图5所示,作为实施例一的优化,所述进气组件34包括第三转轴39,第三转轴39与底盖19通过密封轴承连接,且第三转轴39位于底盖19的中心;所述第三转轴39的下端面开设有注气孔40,位于底盖19内的第三转轴39侧壁开设有气口41,气口41与注气孔40连通,气口41对称分布在第三转轴39上;如图6所示,位于底盖19内的第三转轴39侧壁固接有外罩42,外罩42的形状为漏斗状,外罩42能防止底盖19处的胺液灌入气口41内;如图7所示,外罩42的内底面固接有扰流板43,扰流板43的形状为弧形,多个扰流板43组成管状,相邻扰流板43留有气流间隙;位于底盖19内的第三转轴39侧壁固接有遮盖44,遮盖44位于外罩42的上方,遮盖44的形状为蘑菇状,遮盖44用于格挡落下的胺液,避免胺液灌入外罩42内;位于底盖19外的第三转轴39侧壁安装有第四锥齿轮45;第四锥齿轮45上啮合有第五锥齿轮46;第五锥齿轮46通过第二电机47驱动;第二电机47连接有第二轴承座48,第二轴承座48与底盖19连接;第二轴承座48上安装有第二轴罩49,第二轴罩49与第三转轴39的下端转动连接,第二轴罩49上连接有原料气输入管50;本申请通过设置第三转轴39使得喷出原料气呈螺旋线型,与胺液的接触更加充分,通过设置外罩42和遮盖44能避免胺液进入气口41内,并且胺液与遮盖44接触后形成液帘,原料气溢出遮盖44时,能充分接触。
如图8所示,作为实施例一的优化,考虑到原料气的温度高,与胺液反应有水蒸气,位于顶盖17内的第一转轴21侧壁安装有翅板37,翅板37等角度布置,且每个翅板37的倾斜角度相同,翅板37位于风扇叶22的上方,本实施例翅板37自上而下设置3层,3层翅板37的长度逐渐变长,每层翅板37的自由端连接有圆环38,通过设置翅板37能将上升的水蒸气冷凝,冷凝后的水滴回落入捕集罐16内。
如图9所示,实施例二,和实施例一不同的是,考虑到上述胺液与二氧化碳反应生成的盐类会进入底盖19的胺液内,发生沉降,为了保证胺液的流动性,所述外罩42的侧壁固接有桨板51,本实施例桨板51的数量为8个,每个桨板51的间隔角度相同,桨板51上固接有螺旋板52,螺旋板52的长度大于桨板51的长度,桨板51的高度大于螺旋板52的高度,通过设置桨板51能搅动底盖19的胺液,通过设置螺旋板52能向上提升底盖19的胺液,避免盐类沉降。
如图10所示,作为实施例二的优化,考虑到盐类的存在改变了胺液的粘度,增加了溶液的发泡倾向,容易造成捕集塔1、解析塔9及换热器等设备的堵塞;所述桨板51的侧壁固接有搅拌杆53,且搅拌杆53垂直于桨板51,搅拌杆53位于桨板51的上端;搅拌杆53的侧壁固接有狼牙刺54,6个狼牙刺54为一组,且多个狼牙刺54组等间距布置;通过设置可旋转的搅拌杆53,能在胺液的液面处进行除气泡,避免溶液的发泡问题。
如图11所示,作为实施例二的优化,考虑到上述搅拌杆53的位置是固定的,如果溶液液面下降,则狼牙刺54无法进行除气泡作业,所述搅拌杆53与桨板51通过铰接耳55连接,搅拌杆53在垂直方向旋转;搅拌杆53的侧壁用于安装所述狼牙刺54;搅拌杆53的自由端安装有第一浮子56,第一浮子56使得搅拌杆53自适应溶液液面,保证狼牙刺54能自适应气泡位置,开展除气泡的操作。
实施例三,如图12所示,和实施例二不同的是,考虑到上述第三转轴39旋转的稳定性,所述第三转轴39的侧壁通过密封轴承连接有第一均气板57,第一均气板57位于遮盖44的上方,第一均气板57的端面开设有均匀布置的通孔58,第一均气板57与管体18的内壁固定;通过设置第一均气板57能提升第三转轴39旋转的稳定性,并且原料气能均匀扩散。
如图13所示,作为实施例三的优化,所述第一均气板57的顶面放置有若干球体59,球体59成堆平铺,球体59上开设有通道60,通道60用于限制原料气的流动方向,堆叠的球体59间隙也能改变原料气的流动方向,而胺液会沿着通道60和球体59间隙反向流动,提升了反应接触时长。
如图14所示,作为实施例三的优化,考虑到上述球体59位置是不变的,长时间盐类会沉积在死角,第三转轴39的侧壁安装有支撑杆61,支撑杆61位于第一均气板57的上方,支撑杆61垂直于第三转轴39,支撑杆61的侧壁安装有竖杆62,本实施例竖杆62的数量为2个,竖杆62用于搅动球体59,保证盐类及时排出球体59,并且位置随机变化的球体59,原料气和胺液的流动方向随之变化,进一步提升了反应的接触时长。
如图15所示,作为实施例三的优化,考虑到上述球体59移动时容易形成高低不平的堆,所述支撑杆61的侧壁固接有摊平板63,摊平板63由斜向上段64和水平段65组成,通过设置摊平板63能连续推平球体59,保证球体59堆的顶面齐平。
实施例四,如图16所示,和实施例三不同的是,考虑到原料气的温度较高,以及循环胺液的温度较高,管体18的内壁安装有第一冷却板66、第二冷却板67,第一冷却板66与管体18适配,如图17所示,第一冷却板66的中心开设有圆孔68,圆孔68用于原料气或胺液的流动,第一冷却板66为空腔结构,第一冷却板66的侧壁安装有对称布置的短管69,短管69延伸到管体18外;第二冷却板67与管体18适配,如图18所示,第二冷却板67的侧壁开设有对称布置的弧形孔70,弧形孔70用于原料气或胺液的流动,如图19所示,第二冷却板67为空腔结构,第二冷却板67的侧壁安装有对称布置的短管69,短管69延伸到管体18外;第一冷却板66与第二冷却板67组成一个冷却单元,本实施例设置了4个冷却单元,4个冷却单元形成迷宫状的流道,保证胺液与原料气的反应时长,右侧的短管69连接有冷却液进入管71,左侧的短管69连接有冷却液排出管72,通过设置第一冷却板66和第二冷却板67降低了原料气和胺液的温度,且形成的迷宫状通道60延长了两者的反应接触时间。
实施例五,如图20所示,和实施例四不同的是,考虑到上述原料气与胺液的反应是常压状态下进行的,相互之间的融合速率较差,管体18内安装有载板73,载板73与管体18适配,载板73的顶面开设有泄水孔74,泄水孔74等角度布置;泄水孔74内安装启闭器75;载板73的底面安装有机壳76,机壳76位于第二冷却板67上方,如图21所示,机壳76内安装有蜗杆77,蜗杆77相对布置,蜗杆77的轴端安装有第三电机78,第三电机78与管体18连接;机壳76上安装有压缩气出口79,压缩气出口79穿过载板73,蜗杆77将原料气压缩后经压缩气出口79排出;如图22所示,压缩气出口79上连接有基座80,基座80的外侧面安装有管道81,本实施例管道81的数量为6个,管道81从内到外由直管段82、锥管段83、喇叭口84依次组成,直管段82靠近基座80;直管段82上固接有L型管85,L型管85的竖直段伸入直管段82内连接有缩口管86,缩口管86与直管段82同心,且缩口管86的缩口与锥管段83同向;如图23所示,L型管85的水平段65延伸到管体18外,位于管体18外的L型管85侧壁安装有阀门87;L型管85的自由端连接有环形管88,环形管88通过衔接管89与胺液输入管33连接;通过设置蜗杆77将原料气压缩,高压气携带胺液从管体18的喇叭口84喷出,由于原料气在锥管段83释放压力,气体分子膨胀,二氧化碳与胺液充分融化,大大提升了捕集效果。
如图24所示,作为实施例五的优化,所述启闭器75包括底板90,底板90设在载板73的底面,底板90不封闭泄水孔74,底板90上连接有滑套91;滑套91上滑动连接有滑杆92;滑杆92的上端连接有第二浮子93;滑杆92的下端连接有配重球94;滑杆92的侧壁套有弹簧95,弹簧95以弹性连接的方式位于底板90与配重球94之间;滑杆92的侧壁连接有堵头96,堵头96的形状为锥状,堵头96位于滑套91与第二浮子93之间,堵头96用于封闭泄水孔74的上端口;常规状态下堵头96封闭泄水孔74,当载板73上的液位上升后,第二浮子93带动配重球94上升,泄水孔74打开,胺液落下。
如图25所示,作为实施例五的优化,考虑到第二浮子93是独立升降的,第二浮子93上安装有浮板97,多个浮板97将第二浮子93组成环状,通过设置浮板97使得第二浮子93同时升降。
如图25所示,作为实施例五的优化,考虑到载板73上胺液与二氧化碳反应也会产生气泡,所述浮板97的上下端面安装有刺头98,刺头98在自由升降的过程中能刺破气泡。
如图26所示,作为实施例五的优化,第二浮子93的升降过程不稳定,如果第二浮子93未升起,则胺液积存在载板73上方,影响二氧化碳捕集;管体18的侧壁安装有凸轮99,凸轮99的轮面与配重球94滚动适配,凸轮99的轴端连接有第四电机100,通过设置凸轮99使得滑杆92做升降往复运动,胺液能更好的落下,浮板97可选择为软性材质。
如图27所示,作为实施例五的优化,载板73的上方设置相同结构的机壳76及蜗杆77,使得原料气与胺液发生两次压缩接触反应。
如图28所示,作为实施例五的优化,管体18的侧壁安装有第一旁通管101、第二旁通管102,第一旁通管101连通位于上方载板73的两侧腔室,第一旁通管101的侧壁安装有第一泵体103,实现原料气的循环;第二旁通管102连通位于下方载板73的两侧腔室,第二旁通管102的侧壁安装有第二泵体104,实现原料气的循环,保证二氧化碳的全部捕集。
如图28所示,作为实施例五的优化,管体18的侧壁安装有第二均布板105,第二均布板105位于上方载板73的上方,通过设置第二均布板105使得原料气能均匀扩散。
尽管参照前述实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和修改,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,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种捕集单元,包括捕集罐(16),其特征在于捕集罐(16)由自上而下布置的顶盖(17)、管体(18)、底盖(19)组成;顶盖(17)上设有喷淋组件(20),喷淋组件(20)用于喷出胺液;喷淋组件(20)包括第一转轴(21),第一转轴(21)与顶盖(17)通过密封轴承连接;第一转轴(21)的形状为管状,第一转轴(21)的下端设有风扇叶(22);第一转轴(21)的上端设有第一锥齿轮(23);第一锥齿轮(23)上啮合有第二锥齿轮(24),第二锥齿轮(24)通过第一电机(25)驱动;第二锥齿轮(24)上啮合有第三锥齿轮(26),第三锥齿轮(26)上设有第二转轴(27),第一转轴(21)的上端面开设有注液孔(28),第二转轴(27)在第一转轴(21)内旋转,第二转轴(27)的下端设有支管(29),支管(29)的侧壁设有喷嘴(30);第二转轴(27)的上端转动连接有第一轴罩(31);顶盖(17)上设有第一轴承座(32),第一轴承座(32)用于安装第一电机(25)和第一轴罩(31),且第一轴承座(32)与第一转轴(21)和第二转轴(27)转动连接;第一轴罩(31)上设有胺液输入管(33);所述底盖(19)上设有进气组件(34),进气组件(34)用于注入原料气;位于顶盖(17)内的第一转轴(21)侧壁设有翅板(37),翅板(37)等角度布置,且每个翅板(37)的倾斜角度相同,翅板(37)位于风扇叶(22)的上方,3层翅板(37)的长度逐渐变长,每层翅板(37)的自由端连接有圆环(38);所述进气组件(34)包括第三转轴(39),第三转轴(39)与底盖(19)通过密封轴承连接;所述第三转轴(39)的下端面开设有注气孔(40),位于底盖(19)内的第三转轴(39)侧壁开设有气口(41);位于底盖(19)内的第三转轴(39)侧壁设有外罩(42),外罩(42)的形状为漏斗状;外罩(42)的内底面设有扰流板(43),扰流板(43)的形状为弧形,多个扰流板(43)组成管状,相邻扰流板(43)留有气流间隙;位于底盖(19)内的第三转轴(39)侧壁设有遮盖(44),遮盖(44)位于外罩(42)的上方,遮盖(44)用于格挡落下的胺液;位于底盖(19)外的第三转轴(39)侧壁设有第四锥齿轮(45);第四锥齿轮(45)上啮合有第五锥齿轮(46);第五锥齿轮(46)通过第二电机(47)驱动;第二电机(47)连接有第二轴承座(48),第二轴承座(48)与底盖(19)连接;第二轴承座(48)上设有第二轴罩(49),第二轴罩(49)与第三转轴(39)的下端转动连接,第二轴罩(49)上连接有原料气输入管(50)。
2.根据权利要求1所述的捕集单元,其特征在于所述外罩(42)的侧壁设有桨板(51),桨板(51)上设有螺旋板(52);所述桨板(51)的侧壁设有搅拌杆(53),搅拌杆(53)位于桨板(51)的上端;搅拌杆(53)的侧壁设有狼牙刺(54)。
3.根据权利要求1所述的捕集单元,其特征在于所述第三转轴(39)的侧壁通过密封轴承连接有第一均气板(57),第一均气板(57)位于遮盖(44)的上方,第一均气板(57)的端面开设有通孔(58),第一均气板(57)与管体(18)的内壁固定;所述第一均气板(57)的顶面放置有若干球体(59),球体(59)成堆平铺,球体(59)上开设有通道(60);第三转轴(39)的侧壁设有支撑杆(61),支撑杆(61)位于第一均气板(57)的上方,支撑杆(61)的侧壁设有竖杆(62),竖杆(62)用于搅动球体(59);所述支撑杆(61)的侧壁设有摊平板(63),摊平板(63)由斜向上段(64)和水平段(65)组成。
4.根据权利要求3所述的捕集单元,其特征在于管体(18)的内壁设有第一冷却板(66)、第二冷却板(67),第一冷却板(66)与管体(18)适配,第一冷却板(66)的中心开设有圆孔(68),圆孔(68)用于原料气或胺液的流动,第一冷却板(66)为空腔结构,第一冷却板(66)的侧壁设有对称布置的短管(69),短管(69)延伸到管体(18)外;第二冷却板(67)与管体(18)适配,第二冷却板(67)的侧壁开设有对称布置的弧形孔(70),弧形孔(70)用于原料气或胺液的流动,第二冷却板(67)为空腔结构,第二冷却板(67)的侧壁设有对称布置的短管(69),短管(69)延伸到管体(18)外;右侧的短管(69)连接有冷却液进入管(71),左侧的短管(69)连接有冷却液排出管(72)。
5.根据权利要求4所述的捕集单元,其特征在于管体(18)内设有载板(73),载板(73)与管体(18)适配,载板(73)的顶面开设有泄水孔(74);泄水孔(74)内设有启闭器(75);载板(73)的底面设有机壳(76),机壳(76)位于第二冷却板(67)上方,机壳(76)内设有蜗杆(77),蜗杆(77)的轴端设有第三电机(78);机壳(76)上设有压缩气出口(79),压缩气出口(79)穿过载板(73);压缩气出口(79)上连接有基座(80),基座(80)的外侧面设有管道(81),管道(81)从内到外由直管段(82)、锥管段(83)、喇叭口(84)依次组成;直管段(82)上设有L型管(85),L型管(85)的竖直段伸入直管段(82)内连接有缩口管(86),且缩口管(86)的缩口与锥管段(83)同向;L型管(85)的水平段(65)延伸到管体(18)外,位于管体(18)外的L型管(85)侧壁设有阀门(87);L型管(85)的自由端连接有环形管(88),环形管(88)通过衔接管(89)与胺液输入管(33)连接。
6.根据权利要求5所述的捕集单元,其特征在于所述启闭器(75)包括底板(90),底板(90)设在载板(73)的底面,底板(90)上设有滑套(91);滑套(91)上滑动连接有滑杆(92);滑杆(92)的上端设有第二浮子(93);滑杆(92)的下端设有配重球(94);滑杆(92)的侧壁套有弹簧(95),弹簧(95)以弹性连接的方式位于底板(90)与配重球(94)之间;滑杆(92)的侧壁设有堵头(96),堵头(96)位于滑套(91)与第二浮子(93)之间,堵头(96)用于封闭泄水孔(74)的上端口;第二浮子(93)上设有浮板(97),多个浮板(97)将第二浮子(93)组成环状;所述浮板(97)的上下端面设有刺头(98);管体(18)的侧壁设有凸轮(99),凸轮(99)的轮面与配重球(94)滚动适配,凸轮(99)的轴端设有第四电机(100)。
7.根据权利要求6所述的捕集单元,其特征在于载板(73)的上方设置相同结构的机壳(76)及蜗杆(77),使得原料气与胺液发生两次压缩接触反应;管体(18)的侧壁设有第一旁通管(101)、第二旁通管(102),第一旁通管(101)连通位于上方载板(73)的两侧腔室,第一旁通管(101)的侧壁设有第一泵体(103);第二旁通管(102)连通位于下方载板(73)的两侧腔室,第二旁通管(102)的侧壁设有第二泵体(104)。
8.一种应用权利要求1-7任一项所述捕集单元的工业废烟气中的二氧化碳捕集方法,其特征在于,包括如下步骤:原料气进入捕集塔(1)内,通过富液循环泵(2)将胺液输送到第一冷却器(3)内,冷却后的富胺液进入捕集塔(1),对原料气进行捕集,原料气中的二氧化碳与富胺液反应生成盐类;余气进入第二冷却器(4)内,然后进入第一缓存罐(5)内,通过第一回流泵(6)送入捕集塔(1)内进行二次捕集,二次捕集后的尾气经第一缓存罐(5)排出;盐类与贫胺液通过富胺液泵(7)输送到贫/富胺液换热器(8)内,然后进入解析塔(9)内,盐类与贫胺液通过再沸器(10)解析再生成二氧化碳和净化胺液;二氧化碳进入第三冷却器(11)内,然后进入第二缓存罐(12)内,通过第二回流泵(13)送入解析塔(9)内进行二次再生,二次再生后的二氧化碳经第二缓存罐(12)排出;净化胺液进入贫/富胺液换热器(8),然后通过第三回流泵(14)送入第四冷却器(15)内,然后送入捕集塔(1)内进行二氧化碳捕集。
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