CN201880466U - 一种二氧化碳气动吸收装置 - Google Patents

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朱鹏程
张冬
郭秉楠
和悦
郭东明
黄虎成
王志刚
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Abstract

本实用新型涉及一种二氧化碳气动吸收装置，反应塔顶部设置烟气出口，反应塔内底部设置有贮液段，在贮液段上方安装有降温层；在贮液段与降温层之间的反应塔上设置有烟气入口，在降温层上方为一层二氧化碳气动吸收单元并联组合段，该组合段上方为布液层，布液层由管道和喷头组成。在顶部烟气出口的下方设置有与反应塔内壁相连的除雾器及冲洗段，在反应塔外设置有经连接管道与反应塔内的布液层及降温层分别相通的供液泵和降温泵。本实用新型利用空气动力学原理及设计方法，提供了二氧化碳气动吸收单元并联组合段进行高效率脱碳，有效克服了填料塔除尘负荷过重、规模放大困难的弊端，是一座结构简单紧凑、具有规模无限放大能力的高效脱碳的新型二氧化碳气动吸收装置。

Description

一种二氧化碳气动吸收装置
技术领域
本实用新型属于锅炉工业设备领域，特别涉及一种用于工业锅炉、窑炉、工业尾气的二氧化碳气动吸收装置。
背景技术
自近代工业革命以来，煤炭、石油等常规能源的燃烧使大气中二氧化碳含量的不断增加，已经引起地球气候变暖，这就是所谓的“温室效应”。二氧化碳为主的温室气体造成的“温室效应”已成为人类生存的大敌。
工业分离回收二氧化碳的方法有化学吸收法、低温蒸馏法、变压吸附法和膜分离法等以及它们的组合，其中低温蒸馏法分离回收二氧化碳的纯度不高，变压吸附法投资大、吸收二氧化碳效率低，膜分离法目前在国内对氨气、氧气和氢气等气体比较成功，但对二氧化碳还不通行，造价很高。二氧化碳捕集目前最主要工艺为化学吸收法，化学吸收法进行CO2捕集和解吸的工艺流程为：烟气从吸收塔下部进入，在吸收塔中逆流向上与塔顶加入的贫液40℃接触，脱去烟气中所含二氧化碳，再经塔顶洗涤段后出CO2吸收塔，从CO2吸收塔塔底出来的45℃富液进入CO2气提塔顶部闪蒸段，释放出一部分CO2，从闪蒸段底部出来的43℃半贫液通过加热升温至102.1℃进入气提段，在CO2气提段中靠蒸汽煮沸器提供的热量蒸发出大量水蒸汽，由下向上逐渐气提出溶液中的CO2，顶部出来的气体经过CO2气提塔冷凝器分离后再送压缩系统。
目前，CO2吸收塔一股为板式塔和填料塔两种，以填料塔为主。其中，板式塔存在压降大、流动阻力大、结构复杂、制造安装困难等缺点；填料塔则存在一次性投资较大、规模放大困难、液相壁流引起的气液分布不均、不宜处理含尘量大的烟气等问题。本专利申请所涉及的二氧化碳气动吸收装置是一种采用化学吸收法，通过气液逆流接触脱碳的一种新型喷淋塔设备。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种净化效率高的二氧化碳气动吸收装置。
本实用新型是依靠以下技术方案来实现的：
一种二氧化碳气动吸收装置，由反应塔、供液泵和降温泵构成，其特征在于：反应塔顶部设置烟气出口，反应塔内底部设置有贮液段，在贮液段上方安装有降温层，降温层由管道与喷头组成；在贮液段与降温层之间的反应塔上设置有烟气入口，在降温层上方为一层二氧化碳气动吸收单元并联组合段，该组合段上方为布液层，布液层由管道和喷头组成，在反应塔顶部烟气出口的下方设置有与反应塔内壁相连的除雾器及冲洗段，在反应塔外设置有经连接管道与反应塔内的布液层及降温层分别相通的供液泵和降温泵。
而且，所述反应塔的形状为竖直圆柱形，或者是竖直方形、竖直椭圆形。
而且，所述二氧化碳气动吸收单元并联组合段的结构是：其下部为下封板，它与反应塔内壁焊接在一起；上部为上封板，它与均水隔板相邻并焊接相连；上、下封板开孔率为所在反应塔截面积的15％-50％范围。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型利用空气动力学原理及设计方法，提供了利用二氧化碳气动吸收单元并联组合段进行高效率脱碳，有效克服了填料塔除尘负荷过重、规模放大困难的弊端，是一座结构简单紧凑、具有规模无限放大能力的高效脱碳的新型二氧化碳气动吸收装置。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的A-A向截面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种二氧化碳气动吸收装置，参见图1，反应塔9为竖直圆柱形，还可以是竖直方形、竖直椭圆形；在反应塔的底部为贮液段10，在贮液段上方安装有降温层8，降温层由管道与喷头组成，在贮液段与降温层之间的反应塔上设置有烟气入口13，降温层下方与贮液段之间构成气流稳定段；在降温层上方是二氧化碳气动吸收单元并联组合段6，该组合段位于整个装置的中部，对二氧化碳具有很好的捕捉能力。该组合段下部为下封板7，上部为上封板5，下封板与反应塔内壁焊接在一起，上封板与该组合段上方的均水隔板4相邻并焊接相连；参见图2，上、下封板开孔呈等间隔均匀排列，上、下封板相对应的开孔内设有含锥罩的气动脱硫单元14，在二氧化碳气动吸收单元内烟气自下而上、脱碳剂自上而下流向各自的下一区域，此设计可以在塔内造就一个气相和液相的相对运动的高流速区，将气液的高速、高强度掺混和气液的充分分离有机的组合在一个塔体之内，具有高效、阻力小的最有效率阻力比；该组合段所需二氧化碳气动吸收单元的个数和直径，根据所需处理的烟气量的多少、脱碳效率和阻力来确定，本实施例图2所示二氧化碳气动吸收单元为均布的18个，该组合段的开孔率为所在反应塔截面积的15％-50％范围。在该组合段上方的均水隔板安装于反应塔内壁上，该均水隔板的作用是在二氧化碳气动吸收装置截面上分割出形状不同、大小各异的区域，确保在这个区域内每个二氧化碳气动吸收单元有基本相同的脱碳剂流量；在均水隔板的上方设有布液层3，布液层由管道和喷头组成。在顶部烟气出口1的下方，设有与反应塔内壁螺栓相连的除雾器及冲洗段2，在反应塔底部外壁设有经连接管道分别与布液层及降温层相连通的供液泵11与降温泵12。
本实用新型的工作原理是：
反应塔的烟气入口处为气流稳定段，由此向上为管道和喷头组成的一段降温层，在装置体下段设有贮液段，沿贮液段向上到降温层上部是由多个二氧化碳气动吸收单元所并联成的组合段，该组合段的作用是使烟气从二氧化碳气动吸收单元下方进入，在二氧化碳气动吸收单元的作用下，形成具有一定速度的向上的旋转气流，将单元上端注入的吸收液托住并反复旋切，形成一段动态稳定的液粒悬浮层，液相的聚散组合随时发生，达到CO2气体吸收、粉尘捕集和气体冷却等目的。
本实用新型中，没有详细叙述的降温层的结构、除雾器及冲洗段的结构均为现有技术，因此没有具体描述。

Claims (3)

1.一种二氧化碳气动吸收装置，由反应塔、供液泵和降温泵构成，其特征在于：反应塔顶部设置烟气出口，反应塔内底部设置有贮液段，在贮液段上方安装有降温层，降温层由管道与喷头组成；在贮液段与降温层之间的反应塔上设置有烟气入口，在降温层上方为一层二氧化碳气动吸收单元并联组合段，该组合段上方为布液层，布液层由管道和喷头组成，在反应塔顶部烟气出口的下方设置有与反应塔内壁相连的除雾器及冲洗段，在反应塔外设置有经连接管道与反应塔内的布液层及降温层分别相通的供液泵和降温泵。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳气动吸收装置，其特征在于：所述反应塔的形状为竖直圆柱形，或者是竖直方形、竖直椭圆形。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳气动吸收装置，其特征在于：所述二氧化碳气动吸收单元并联组合段的结构是：其下部为下封板，它与反应塔内壁焊接在一起；上部为上封板，它与均水隔板相邻并焊接相连；上、下封板开孔率为所在反应塔截面积的15％-50％范围。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104370320A (zh) * 2013-08-18 2015-02-25 四川锦美环保科技有限公司 一种实现吹扫脱碳的装置和方法

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