CN117212685A - 一种深海集矿船舶用co2捕集回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统及方法,属于燃烧物的清除处理回收领域;包括吸气罩,后依次连接管式换热器和螺杆膨胀机,管式换热器一次冷却后获取高温水蒸气用于CO2的加热分离,螺杆膨胀机连透平压缩机,二次冷却获得的动能用于驱动透平压缩机;冷却后的烟气依次进入吸收塔和再生塔,对烟气中的CO2进行吸收和解吸,管式换热器吸收的热量用于加热解吸出CO2气体;CO2气体排出后在冷凝装置作用下冷却降温,再进入透平压缩机加压处理,获取液态CO2并存储。本发明减少碳排放的同时,解决了深海集矿用液态二氧化碳的来源问题;并通过换热器和螺杆膨胀机对烟气热量进行回收利用,有效提供二氧化碳采集所需的能量。
Description
技术领域
本发明属于燃烧物的清除处理回收技术领域,应用于船舶燃烧气体的回收利用,特别涉及一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统及方法。
背景技术
随着对海洋资源的深入研究以及开发技术的进步,深海采矿成为了全球焦点之一。采集装置作为采矿核心装备之一,一直备受关注。目前,水力式采集方式应用最为广泛,水力式是水射流冲向海底表面结核颗粒,从泥面中剥离出多金属结核矿石,紧接着利用压力差完成抽吸工作的一种集矿方式;但这一机构缺点是是耗能大,易受海底微地形影响,对海底环境扰动大,主要表现为:水流射出需具备较大的能量,水射流在行进过程中受粘滞性的影响能量消散快;水射流对稀软沉积物的冲击范围大产生规模性羽流使海洋生物窒息。
CN115749786 A公开了一种超临界CO2射流集矿及尾流处理系统,其中包括射流采集装置、泵吸管道、分离存储装置及尾流处理单元。射流采集装置包括防溢罩和带有加热功能的高压射流喷嘴,防溢罩的底部为敞口结构。高压射流喷嘴有两组,相对布置在防溢罩内侧,可向防溢罩的内侧喷射超临界CO2。泵吸管道前端与防溢罩的顶部固定相连,其后端与分离存储装置固定相连。尾流处理单元设在分离存储装置的下方,上端与分离存储装置的前端底部固定密封相连。本发明实现对多金属结核的采集的同时,解决了羽流扩散对海洋生态环境的破坏,保障了后续采矿作业的正常进行。
以上专利是对水力式射流方法进行改进,用液态二氧化碳射流代替水射流;液态CO2具有密度大于海水,粘性较小的特性,利用液态CO2射流可实现射流效率高、耗能小、产生羽流范围小,可极大减少对海洋环境的干扰、破坏;但是并未提出液态二氧化碳的来源,采矿母船需要为该采集方式提供二氧化碳原料,解决碳能源的供应问题。
发明内容
为了解决背景技术中的问题,本发明设计一种可以应用于采矿母船进行液态二氧化碳采集的方案。
本发明第一方面提供了一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,包括用于吸收船舶排放烟气的吸气罩,所述吸气罩后依次连接管式换热器和螺杆膨胀机,分别用于对烟气进行一次冷却和二次冷却,所述管式换热器一次冷却后获取高温水蒸气用于后续CO2的加热分离,所述螺杆膨胀机连接用于对CO2加压处理的透平压缩机,二次冷却时获得的动能用于驱动透平压缩机;
二次冷却后的烟气从螺杆膨胀机排出进入吸收塔,所述吸收塔内设有用于溶解吸收CO2气体的单乙醇胺溶液,吸收CO2气体后成为富胺液;所述吸收塔后连接再生塔,所述管式换热器吸收的热量对进入再生塔的富胺液进行加热解吸出CO2气体;所述再生塔后连接冷凝装置,CO2气体从所述再生塔排出后在冷凝装置作用下进行冷却降温,再进入所述透平压缩机进行加压处理,获取液态CO2并存储于存储罐中。
优选的,所述螺杆膨胀机和吸收塔之间还设有水洗预处理装置,所述水洗预处理装置包括喷淋头和水泵,所述喷淋头将所述水泵提供的水源洒向烟气,去除烟气中极易溶于水的气体,避免与单乙醇胺溶液吸收剂反应产生杂质干扰。
优选的,所述吸收塔包括烟气入口、吸收剂入口、塔底出口和塔顶出口;冷却脱硫后的烟气从烟气入口进入,烟气中的二氧化碳与从吸收剂入口流入的单乙醇胺溶液反应,生成富胺液并在泵的抽吸作用下从塔底出口流出,脱碳后的烟气由塔顶出口排向大气层。
优选的,所述吸收塔和再生塔之间设有泵吸装置;所述再生塔包括富胺液入口、贫胺液出口、CO2出口、加热板、过滤板和水蒸气入口;所述加热板与过滤板之间形成溶液腔,在泵吸装置的作用下富胺液从富胺液入口进入溶液腔,所述管式换热器产生的高温水蒸气通过水蒸气入口进入再生塔的底部,通过加热板对溶液腔中的富胺液加热解吸出CO2气体,CO2气体经过过滤板从CO2出口排出;解吸后的贫胺液从贫胺液出口排出再生塔。
优选的,还包括贫胺液净化装置,所述贫胺液净化装置包括活性炭过滤器和第一冷凝器;贫胺液首先进入活性炭过滤器去除固体悬浮物,再进入第一冷凝器将温度降至10℃以下,促使热稳态盐析出,去除杂质;净化后的贫胺液进入吸收塔后重新利用。
优选的,所述再生塔连接有换热器;所述富胺液入口和贫胺液出口均与换热器相连接,使流入再生塔的富胺液和流出再生塔的贫胺液先进行热交换后再流入和流出。
优选的,所述再生塔底部安装有温度控制装置,所述温度控制装置包括温度控制器、温度计、第二冷凝器和蒸发器;
所述温度计对再生塔底部加热水蒸汽的温度进行测量;若测量温度高于预设温度范围上限,则温度控制器控制第一开关使其闭合,接通第二冷凝器对再生塔进行降温,直至温度到达某一预设温度,断开开关;若温度低于预设温度范围下限,则温度控制器控制第二开关使其闭合,接通蒸发器对再生塔进行加热,当温度到达某一预设温度,第二开关自动断开。
本发明第二方面提供了一种深海集矿船舶用CO2捕集回收方法,包括以下过程:
通过吸气罩获取船舶排放的烟气;
对烟气进行冷却,包括一次冷却过程和二次冷却过程;所述一次冷却过程通过换热器冷却并获取热量,用于后续CO2的加热分离;二次冷却通过螺杆膨胀机获取动能,用于驱动压缩机对分离出来的CO2进行加压处理;
冷却后的烟气通过单乙醇胺溶液进行溶解吸收,吸收CO2气体后成为富胺液;
换热器吸收的热量对富胺液进行加热解吸出CO2气体;
对解吸出的CO2气体进行冷却降温,再进入压缩机进行加压处理,获取液态CO2并存储。
优选的,还包括水洗预处理过程,二次冷却后的烟气先通过洒水喷淋方式,去除烟气中极易溶于水的气体,避免与单乙醇胺溶液吸收剂反应产生杂质干扰,然后再通过单乙醇胺溶液进行CO2的溶解吸收。
优选的,还包括如下过程:
对富胺液进行加热解吸出CO2气体后的贫胺液进行净化重新利用;贫胺液首先进入活性炭过滤器去除固体悬浮物,再进入冷凝器将温度降至10℃以下,促使热稳态盐析出,去除杂质;净化后的贫胺液作为单乙醇胺溶液进行重新利用。
优选的,在换热器吸收的热量对富胺液进行加热解吸出CO2气体过程中,还包括温度控制装置,用于对加热温度进行控制,使加热温度始终保持在某个温度范围内。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
1.减少碳排放,保护生态环境的同时,解决了液态二氧化碳的能源来源问题;本方案可降低排放到大气中二氧化碳的含量,从而可以减缓气候变化,降低极端天气事件发生频率、严重程度以及海洋酸化等的风险;积极推动“双碳”目标的实现,同时解决碳能源供应问题;通过本发明可为二氧化碳射流提供碳能源需求,进而开采深海多金属结核。
2.实现碳就地利用,节约成本;若将船舶从陆地至海洋单线运行过程中收集到的二氧化碳,运回陆地进行利用,则会产生运输成本和储存成本;在海洋中实现碳的利用,有利于降低成本。
3.船舶排放烟气热量回收,解决碳捕集能耗问题;船舶排放烟气温度为300-500℃,含有较高的热量,可通过换热器和螺杆膨胀机对烟气热量进行回收、利用,提供本方案二氧化碳采集所需的能量;由此,不会因能耗供应问题对船舶运行造成影响。
4.减少吸收剂因氧化降解和热降解反应的消耗量,保证吸收效率;利用吸气罩的密闭设计阻止空气混入烟气中,避免了空气中的氧气与吸收剂发生氧化降解反应;通过水洗预处理装置对烟气进行预处理,可去除烟气中极易溶于水的气体,避免与单乙醇胺溶液吸收剂反应产生杂质干扰;通过温度控制装置对再生塔中蒸汽温度进行加热和冷却操控,避免温度过高造成热降解反应,对吸收剂过度消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述的仅仅是本发明的一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明CO2捕集回收系统的整体结构示意图;
图2是本发明CO2捕集回收方法的整体过程示意图;
图3是本发明吸气罩的结构示意图;
图4是本发明烟气热量利用结构示意图;
图5是温度控制装置结构示意图;
图6是液态CO2用于射流采集过程示意图;
图7是液态CO2用于射流采集结构示意图。
1.吸气罩;2.排风机;3.管式换热器;4.螺杆膨胀机;5.水洗预处理装置;6.吸收塔;61.烟气入口;62.吸收剂入口;63.塔底出口;64.塔顶出口;7.泵吸装置;8.换热器;9.再生塔;91.富胺液入口;92.贫胺液出口;93.CO2出口;94.加热板;95.过滤板;96.水蒸气入口;10.冷凝装置;11.透平压缩机;12.温度控制装置;121.温度控制器;122.温度计;123.第二冷凝器;124.蒸发器;13.活性炭过滤器;14.第一冷凝器;15.存储罐。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图,对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明提出了一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统及方法,柴油燃烧是大多数船舶运行的动力来源,柴油燃烧后会产生含有二氧化碳气体的烟气,利用本发明可以完成对二氧化碳气体的捕集,再对其进行冷却、压缩处理获取高压、低温的液态CO2;本方案主要应用于使用液态二氧化碳作为射流流体的深海集矿船舶上,实现碳就地利用,节约成本,同时减少了碳排放污染,一举两得;同时,也可以将此方案应用于一些运输船舶上进行液态二氧化碳采集,解决了液态二氧化碳的能源供应问题。
本实施例提供了一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统及方法的具体实现方式,如图1和图2所示。
吸气罩1用于吸收船舶排放的烟气;吸气罩1为密闭设计,如图3所示,它具有隔绝空气的作用;可避免氧气掺入烟气中,与吸收剂乙醇胺溶液发生氧化降解反应,产生杂质影响吸收效率;密闭吸气罩1的设计还可以阻止大量冷空气的混入,不会造成烟气热量的流失,有利于余热的回收。
船舶排放烟气的温度在300-500℃范围内,需要冷却处理后再进行碳回收;在排风机2的作用下,烟气被抽吸后进行冷却处理,首先进入管式换热器3进行第一次冷却,即与低温水进行热量交换;第一次冷却后烟气温度低于250℃,进入螺杆膨胀机4后不会对其造成机械损伤,可进行第二次冷却;
具体地,烟气的体积膨胀,推动阴阳螺杆向相反方向旋转,实现将热能转换成机械能;利用烟气降压降温膨胀闪蒸做功,可以消耗烟气热量,起到冷却的作用;
经过冷却后的烟气,从螺杆膨胀机4的齿槽排出,进入烟气水洗预处理装置5;该装置由喷淋头和水泵组成,喷淋头将水泵提供的水源洒向烟气,去除烟气中二氧化硫、部分氮氧化物等极易溶于水的气体,可避免与吸收剂反应产生杂质干扰。
冷却、脱硫后的烟气进入板式吸收塔6,烟气中的二氧化碳既可以溶解于吸收剂单乙醇胺溶液,也可与吸收剂发生反应,生成氨基甲酸盐。
吸收塔6具体结构如图1所示,包括烟气入口61、吸收剂入口62、塔底出口63和塔顶出口64;冷却脱硫后的烟气温度是40℃-60℃,利于单乙醇胺溶液对二氧化碳的吸收,其从烟气入口61进入,烟气中的二氧化碳与从吸收剂入口62流入的单乙醇胺溶液反应,生成氨基甲酸盐并在泵的抽吸作用下从塔底出口63流出,负载二氧化碳的乙醇胺溶液称为富胺液,脱碳后的烟气由塔顶出口64排向大气层。
富胺液在泵吸装置7的作用下经过换热器8的加热进入再生塔9,水蒸汽作为热源对富胺溶液进行驱动,从而解吸出二氧化碳气体,留下脱碳后的胺溶液称为贫胺液。
吸收塔6和再生塔9之间设泵吸装置7;再生塔9包括富胺液入口91、贫胺液出口92、CO2出口93、加热板94、过滤板95和水蒸气入口96;加热板94与过滤板95之间形成溶液腔,在泵吸装置7的作用下富胺液从富胺液入口91进入溶液腔,管式换热器3产生的高温水蒸气通过水蒸气入口96进入再生塔9的底部,通过加热板94对溶液腔中的富胺液加热解吸出CO2气体,CO2气体经过过滤板95从CO2出口93排出;解吸后的贫胺液从贫胺液出口92排出再生塔。
再生塔9连接有换热器8;富胺液入口91和贫胺液出口92均与换热器8相连接,使流入再生塔9的富胺液和流出再生塔9的贫胺液先进行热交换后再流入和流出。
CO2与单乙醇胺形成相对较弱的盐,在较高温度下(105℃以上)可解吸,从而实现二氧化碳的捕集和胺液的循环使用;但是解吸消耗的能量较大,若由船舶供能装置提供解吸能耗,可能会对船舶其他结构的运行造成一定影响;本发明则采用烟气余热回收提供能耗;
具体地,如图4所示,烟气经过管式换热器3与低温水介质进行热交换,低温水吸收烟气的热量变为高温水蒸气,进入再生塔9塔底进行蒸汽加热,实现二氧化碳的分离;加热分离后的二氧化碳由再生塔9的出口93排出,经过冷却和压缩后以液态二氧化碳的形式储存。
具体地,高温二氧化碳在冷凝器10的作用下进行冷却降温至20℃左右,再进入透平压缩机11对其加压处理,达到转换为液态二氧化碳的条件;最后以液态的形式将二氧化碳储存在储存罐15里。
二氧化碳压缩是造成碳捕集耗能大的原因之一,压缩所需的能耗也是来自烟气回收的热量,如图4所示,烟气由管式换热器3进入螺杆膨胀机4,先进入机内螺杆齿槽,推动螺杆转动,随着螺杆转动,容积不断增大,蒸汽降压降温膨胀(或闪蒸)做功,最后排出气体;从主轴阳螺杆输出功率,驱动透平压缩机11工作。
同时,本系统还包括温度控制装置。热降解是由高温和高分压酸性气体引起的,并主要发生于再生塔塔底中。热降解物质会在高温下聚合生成类似于树脂的黏稠物质,造成污染物的增加,不利于胺液的回收利用;当塔底温度高于120℃时,这种热降解变质开始逐渐加重;因此需要控制再生塔中蒸汽热源的温度;
具体地,再生塔底部与温度控制装置12相连接,如图5所示,温度控制装置12包括温度控制器121、温度计122、第二冷凝器123和蒸发器124;
温度计122对再生塔9底部加热水蒸汽的温度进行测量;若测量温度高于预设温度范围上限,则温度控制器121控制第一开关125使其闭合,接通第二冷凝器123对再生塔9进行降温,直至温度到达某一预设温度,断开开关;若温度低于预设温度范围下限,则温度控制器121控制第二开关126使其闭合,接通蒸发器124对再生塔9进行加热,当温度到达某一预设温度,第二开关126自动断开。
进一步地,因温度控制器121对温度的控制会有上下小幅度波动,需要留有浮动的空间,因此将温度控制器121的目标温度即上述某一预设温度设置为110℃,预设温度范围为110-120℃;可防止温度过高造成严重降解以及温度过低造成解吸效率低的影响。
贫胺液从再生塔9塔底出口92流出后,经过换热器8把热量传递给富胺液进行降温;再对其进行净化处理,通过连续脱除胺液中的悬浮物和热稳态盐等杂质,保持胺液系统清洁与胺液的吸收效率;
具体地,贫胺液中含有固体悬浮物和热稳态盐,对贫胺液质量控制、装置的平稳运行和设备腐蚀危害会产生严重影响,因此需要对其净化处理,贫胺液净化装置由活性炭过滤器13和第一冷凝器14组成;
进一步地,ZC活性炭作为前期净化预处理贫胺液的吸附活性炭,具有吸附效果好、价格便宜的优势,可以有效去除固体悬浮物;经过预处理后的贫胺液进入第二冷凝器将温度降至10℃以下,促使热稳态盐析出,去除杂质;去除杂质后的贫胺液加热至40℃左右,可进入吸收塔被重新利用。
二氧化碳捕集与储存工作完成后,通过输送管道将其运至深海,解决CO2射流能源供给问题。具体过程如图6和图7所示,具体的射流采集装置及方法为现有公开技术,这里不做具体的展开说明。
以上所述结合附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。本发明中,术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来,而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素,反之亦然。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本发明中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本发明中的术语“纵向”、“横向”、“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文和简化描述,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。在本文的描述中,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本发明中,除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化,所属领域技术人员应该明白,在本申请的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形或等同替换等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:包括用于吸收船舶排放烟气的吸气罩(1),所述吸气罩(1)后依次连接管式换热器(3)和螺杆膨胀机(4),分别用于对烟气进行一次冷却和二次冷却,所述管式换热器(3)一次冷却后获取高温水蒸气用于后续CO2的加热分离,所述螺杆膨胀机(4)连接用于对CO2加压处理的透平压缩机(11),二次冷却时获得的动能用于驱动透平压缩机(11);
二次冷却后的烟气从螺杆膨胀机(4)排出进入吸收塔(6),所述吸收塔(6)内设有用于溶解吸收CO2气体的单乙醇胺溶液,吸收CO2气体后成为富胺液;所述吸收塔(6)后连接再生塔(9),所述管式换热器(3)吸收的热量对进入再生塔(9)的富胺液进行加热解吸出CO2气体;所述再生塔(9)后连接冷凝装置(10),CO2气体从所述再生塔(9)排出后在冷凝装置(10)作用下进行冷却降温,再进入所述透平压缩机(11)进行加压处理,获取液态CO2并存储于存储罐(15)中。
2.如权利要求1所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:所述螺杆膨胀机(4)和吸收塔(6)之间还设有水洗预处理装置(5),所述水洗预处理装置(5)包括喷淋头和水泵,所述喷淋头将所述水泵提供的水源洒向烟气,去除烟气中极易溶于水的气体,避免与单乙醇胺溶液吸收剂反应产生杂质干扰。
3.如权利要求2所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:所述吸收塔(6)包括烟气入口(61)、吸收剂入口(62)、塔底出口(63)和塔顶出口(64);冷却脱硫后的烟气从烟气入口(61)进入,烟气中的二氧化碳与从吸收剂入口(62)流入的单乙醇胺溶液反应,生成富胺液并在泵的抽吸作用下从塔底出口(63)流出,脱碳后的烟气由塔顶出口(64)排向大气层。
4.如权利要求1所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:所述吸收塔(6)和再生塔(9)之间设有泵吸装置(7);所述再生塔(9)包括富胺液入口(91)、贫胺液出口(92)、CO2出口(93)、加热板(94)、过滤板(95)和水蒸气入口(96);所述加热板(94)与过滤板(95)之间形成溶液腔,在泵吸装置(7)的作用下富胺液从富胺液入口(91)进入溶液腔,所述管式换热器(3)产生的高温水蒸气通过水蒸气入口(96)进入再生塔(9)的底部,通过加热板(94)对溶液腔中的富胺液加热解吸出CO2气体,CO2气体经过过滤板(95)从CO2出口(93)排出;解吸后的贫胺液从贫胺液出口(92)排出再生塔。
5.如权利要求4所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:还包括贫胺液净化装置,所述贫胺液净化装置包括活性炭过滤器(13)和第一冷凝器(14);贫胺液首先进入活性炭过滤器(13)去除固体悬浮物,再进入第一冷凝器(14)将温度降至10℃以下,促使热稳态盐析出,去除杂质;净化后的贫胺液进入吸收塔(6)后重新利用。
6.如权利要求4或5所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:所述再生塔(9)连接有换热器(8);所述富胺液入口(91)和贫胺液出口(92)均与换热器(8)相连接,使流入再生塔(9)的富胺液和流出再生塔(9)的贫胺液先进行热交换后再流入和流出。
7.如权利要求1所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收系统,其特征在于:所述再生塔(9)底部安装有温度控制装置(12),所述温度控制装置(12)包括温度控制器(121)、温度计(122)、第二冷凝器(123)和蒸发器(124);
所述温度计(122)对再生塔(9)底部加热水蒸汽的温度进行测量;若测量温度高于预设温度范围上限,则温度控制器(121)控制第一开关(125)使其闭合,接通第二冷凝器(123)对再生塔(9)进行降温,直至温度到达某一预设温度,断开开关;若温度低于预设温度范围下限,则温度控制器(121)控制第二开关(126)使其闭合,接通蒸发器(124)对再生塔(9)进行加热,当温度到达某一预设温度,第二开关(126)自动断开。
8.一种深海集矿船舶用CO2捕集回收方法,其特征在于,包括以下过程:
通过吸气罩获取船舶排放的烟气;
对烟气进行冷却,包括一次冷却过程和二次冷却过程;所述一次冷却过程通过换热器冷却并获取热量,用于后续CO2的加热分离;二次冷却通过螺杆膨胀机获取动能,用于驱动压缩机对分离出来的CO2进行加压处理;
冷却后的烟气通过单乙醇胺溶液进行溶解吸收,吸收CO2气体后成为富胺液;
换热器吸收的热量对富胺液进行加热解吸出CO2气体;
对解吸出的CO2气体进行冷却降温,再进入压缩机进行加压处理,获取液态CO2并存储。
9.如权利要求8所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收方法,其特征在于:还包括水洗预处理过程,二次冷却后的烟气先通过洒水喷淋方式,去除烟气中极易溶于水的气体,避免与单乙醇胺溶液吸收剂反应产生杂质干扰,然后再通过单乙醇胺溶液进行CO2的溶解吸收。
10.如权利要求8所述的一种深海集矿船舶用CO2捕集回收方法,其特征在于,还包括如下过程:
对富胺液进行加热解吸出CO2气体后的贫胺液进行净化重新利用;贫胺液首先进入活性炭过滤器去除固体悬浮物,再进入冷凝器将温度降至10℃以下,促使热稳态盐析出,去除杂质;净化后的贫胺液作为单乙醇胺溶液进行重新利用。
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2023
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