CN206897053U - 气水分离器及烟气二氧化碳回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气水分离器及烟气二氧化碳回收系统，涉及气液分离装置技术领域，包括分离塔，所述分离塔的内部设置有丝网除沫器，所述丝网除沫器将所述分离塔分隔为第一塔体和第二塔体，所述第一塔体的顶部设置有排气口，所述第二塔体的侧壁设置有进气口，所述第二塔体的底部设置有排液口；所述丝网除沫器包括从上往下依次设置的上压板和下压板，所述上压板和所述下压板之间依次设置有丝网层和格栅层，解决了现有水泥窑烟气中含有水分并夹带有液沫，导致捕集装置的吸附效率很差，二氧化碳的回收效率很低的技术问题，达到了使水分和液沫去除的更加完全，有效改善气体的吸附效率，提高二氧化碳的回收效率的技术效果。

Description

气水分离器及烟气二氧化碳回收系统

技术领域

本实用新型涉及气液分离装置技术领域，尤其是涉及一种气水分离器及烟气二氧化碳回收系统。

背景技术

二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。我国是世界上最大的水泥生产国，其水泥行业生产排放的二氧化碳约占我国工业生产二氧化碳排放总量的20％，水泥工业面临着二氧化碳减排的巨大压力。

目前，水泥工业二氧化碳减排的最直接有效措施为通过捕集装置对水泥窑烟气进行捕集回收利用，但是由于水泥窑烟气中含有水分并夹带有液沫，导致捕集装置的吸附效率很差，二氧化碳的回收效率很低。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种气水分离器，以缓解由于现有水泥窑烟气中含有水分并夹带有液沫，导致捕集装置的吸附效率很差，二氧化碳的回收效率很低的技术问题。

本实用新型提供的气水分离器，包括分离塔和液位控制系统，所述液位控制系统用于调节所述分离塔中液位的高度，所述分离塔的内部设置有丝网除沫器，所述丝网除沫器将所述分离塔分隔为第一塔体和第二塔体，所述第一塔体的顶部设置有排气口，所述第二塔体的侧壁设置有进气口，所述第二塔体的底部设置有排液口；所述丝网除沫器包括从上往下依次设置的上压板和下压板，所述上压板和所述下压板之间依次设置有丝网层和格栅层。

进一步的，所述气水分离器还包括液位控制系统，所述液位控制系统包括PLC控制器、第一液位计、第二液位计、电磁阀和报警器，所述第一液位计、所述第二液位计、所述电磁阀和所述报警器均与所述PLC控制器连接，所述电磁阀设置于所述排液口，所述第一液位计和第二液位计均设置于所述第二塔体内，且所述第一液位计设置于所述第二液位计的下方，所述PLC控制器根据所述第二塔体中液体的高度控制电磁阀和报警器的开启和关闭。

进一步的，所述气水分离器还包括过滤网，所述过滤网设置于所述进气口。

进一步的，所述气水分离器还包括底座，用于支撑所述分离塔。

进一步的，所述丝网除沫器与所述分离塔可拆卸连接。

进一步的，所述气水分离器还包括清洗装置，所述清洗装置包括供水管和布水管，所述供水管与所述布水管相连通，所述布水管设置于所述丝网除沫器的上方。

本实用新型的目的之二在于提供一种烟气二氧化碳回收系统，以缓解由于现有水泥窑烟气中含有水分并夹带有液沫，导致捕集装置的吸附效率很差，二氧化碳的回收效率很低的技术问题。

本实用新型提供的烟气二氧化碳回收系统，包括冷却器、本实用新型提供的气水分离器和捕集装置，所述冷却器、所述气水分离器和所述捕集装置依次连通。

进一步的，所述捕集装置包括吸附塔，所述吸附塔的顶部设置有吸附塔排气口，所述吸附塔的底部设置有吸附塔进气口，所述吸附塔的内部依次设置有第一吸附剂和第二吸附剂，所述吸附塔的底部设置有气体分布器，所述气体分布器与所述吸附塔进气口相连通，所述吸附塔的顶部设置有气体收集器，所述气体收集器与所述吸附塔排气口相连通。

进一步的，所述吸附塔的数量为多个，多个所述吸附塔依次连通。

进一步的，所述烟气二氧化碳回收系统还包括风机，所述风机设置于所述冷却器与所述气水分离器之间。

本实用新型提供的气水分离器，通过在分离塔的内部设置有丝网除沫器，并在上压板和下压板之间依次设置有丝网层和格栅层，以使得含有水分并夹带有液沫的气体在自下而上流动的过程中，依次通过格栅层和丝网层，通过两段不同结构形式的填料进行两级除水和除沫，使得水分和液沫去除的更加完全，从而使得从排气口排出的气体进入捕集装置后吸附效率有效改善，二氧化碳的回收效率大幅提高；通过设置液位控制系统调节分离塔中液体的高度，提高气水分离效率。

本实用新型提供的烟气二氧化碳回收系统，通过在冷却塔和吸收装置之间设置有气水分离器，使得进入捕集装置的气体中的水分和液沫去除的更加完全，从而有效改善捕集装置的吸附效率，大幅提高二氧化碳的回收效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的分离塔的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的气水分离器的液位控制系统的结构原理图；

图3为本实用新型实施例2提供的烟气二氧化碳回收系统的结构示意图；

图4为图3所示吸附塔的结构示意图。

图标：100-分离塔；101-第一塔体；102-第二塔体；103-排气口；104-进气口；105-排液口；106-上压板；107-下压板；108-丝网层；109-格栅层；110-底座；201-PLC控制器；202-电磁阀；203-第一液位计；204-第二液位计；205-报警器；301-冷却器；302-风机；303-气水分离器；304-捕集装置；400-吸附塔；401-吸附塔排气口；402-吸附塔进气口；403-第一吸附剂；404-第二吸附剂；405-气体分布器；406-气体收集器；407-挡板；408-排气孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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。

实施例1

图1为本实用新型实施例1提供的分离塔100的结构示意图；如图1所示，本实用新型提供了一种气水分离器，包括分离塔100和液位控制系统，液位控制系统用于调节分离塔100中液体的高度；分离塔100的内部设置有丝网除沫器，丝网除沫器将分离塔100分隔为第一塔体101和第二塔体102，第一塔体101的顶部设置有排气口103，第二塔体102的侧壁设置有进气口104，第二塔体102的底部设置有排液口105；丝网除沫器包括从上往下依次设置的上压板106和下压板107，上压板106和所述下压板107之间依次设置有丝网层108和格栅层109。

本实用新型提供了一种气水分离器，用于将水泥窑烟气中夹带的水分和液沫进行去除，以改善二氧化碳捕集装置的吸附效率，提高二氧化碳的回收效率；其中，格栅层109由成排的格栅板组成，相邻的两排格栅板相互交叉，同一排格栅板中的多个格栅板相互平行；丝网层108由细网组成。

本实用新型提供的气水分离器，通过设置液位控制系统调节分离塔100中液体的高度，提高气水分离效率；通过在分离塔100的内部设置有丝网除沫器，并在上压板106和下压板107之间依次设置有丝网层108和格栅层109，以使得夹带有水分和液沫的气体在自下而上流动的过程中，依次通过格栅层109和丝网层108，通过两段不同结构形式的除沫层进行两级除水和除沫，使得水分和液沫去除的更加完全，从而使得从排气口103排出的气体进入捕集装置后吸附效率能够有效改善，二氧化碳的回收效率大幅提高。

本实用新型提供的丝网除沫器的除沫原理为：当带有水分和液沫的气体以一定速度上升时，所含的水分和较大的液沫会积聚在格栅板上，待积聚到一定程度时，会形成大液滴，大液滴在重力的作用下会沿着格栅板滑下，不会被气体夹带到格栅层109上方的丝网层108上，避免堵塞丝网层108，影响除沫效率；经过格栅层109除沫后的气体继续上升，所含的小液沫与丝网层108的细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上的小液沫在重力的作用下沉降，使小液沫形成较大的液体沿着细丝流至两根丝的交接点，细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液体就从细丝上分离滴下，从而使得将小液沫去除。

本实施例提供的气水分离器，使得气体通过进气口104进入分离塔100，气体在上升的过程中，依次通过格栅层109和丝网层108以将液沫去除后再通过排气口103排出分离塔100，通过格栅层109和丝网层108分离出来的液滴通过排液口105排出分离塔100，从而实现水泥窑烟气的气液分离。

图2为本实用新型实施例1提供的气水分离器液位控制系统的结构原理图，如图2所示，在本实施例的优选实施方式中，液位控制系统包括PLC控制器201、第一液位计203、第二液位计204、电磁阀202和报警器205，第一液位计203、第二液位计204、电磁阀202和报警器205均与PLC控制器201连接，电磁阀202设置于排液口105，第一液位计203和第二液位计204均设置于第二塔体102内，第一液位计203设置于第二液位计204的下方，且第一液位计203和第二液位计204均位于进气口104的下方，PLC控制器201根据第二塔体102中液体的高度控制电磁阀202和报警器205的开启和关闭。

为了提高本实施例提供的气水分离器的分离效率，本实施例提供的气水分离器还设置有液位控制系统，当第二塔体102中的液体的高度超过第二液位计204测试的高度范围时，PLC控制器201开启报警器205和电磁阀202，将第二塔体102中的液体排出第二塔体102，当第二塔体102中的液体的液位低于至第一液位计203的测试范围时，PLC控制器201关闭电磁阀202和报警器205，从而使得第二塔体102中的液体的液位不低于第一液位计203的测试范围，同时不高于第二液位计204范围，以保证从进气口104排入的气体在惯性作用下上升，通过丝网除沫器进行水分和液沫的去除。

在本实施例的优选实施方式中，通过在排液口105设置电磁阀202，以实现排液口105的自动开启和关闭，通过在第二塔体102中分别设置第一液位计203和第二液位计204以分别探测第二塔体102中不同位置的液体的高度；通过设置报警器205，以提醒工作人员注意，避免影响气水分离的正常进行。

水泥窑烟气冷却后通过进气口104进入第二塔体102中，气体上升通过丝网除沫器将所夹带的液沫去除，进入第一塔体101，并通过排气口103排出分离塔100，分离出来的液体在重力的作用下，积聚在第二塔体102的底部，当第二塔体102底部的液体越来越多时，液位越来越高时，若不将第二塔体102中的液体及时排出，会影响进气口104进入气体的正常上升，从而严重影响气水分离效率；若第二塔体102中的液体过少时，也会影响气水分离效率，因此，通过在第二塔体102的内部设置从下网上依次设置的第一液位计203和第二液位计204监测第二塔体102中液位的高度，以保证气水分离器的分离效率。

在本实施例的优选实施方式中，PLC控制器201设置于仪表箱中，且仪表箱上设置有触摸操作屏，以进行相关参数的设置。

在本实施例的优选实施方式中，气水分离器还包括过滤网，该过滤网设置于进气口104，以将进入分离塔100的气体中的灰尘和杂质滤除，避免灰尘和杂质影响气水分离效率。

在本实施例的优选实施方式中，气水分离器还包括底座110，用于支撑分离塔100。

为了便于进行气水分离器的安装，在气水分离器的底部设置有底座110，通过固定底座110，以保证分离塔100工作过程中的稳定性，保证气水分离的正常进行。

在本实施例的优选实施方式中，丝网除沫器与分离塔100可拆卸连接。

为了便于将丝网除沫器进行清洗，在本实施例的优选实施方式中，将丝网除沫器与分离塔100设置为可拆卸方式，当需要进行丝网除沫器的清洗时，可以将丝网除沫器从分离塔100中拆卸下来即可，同时还可以便于进行丝网层108和格栅层109的更换。

在本实施例的优选实施方式中，在分离塔100的内壁上分别焊接有上支撑环和下支撑环，上压板106与上支撑环之间用螺栓固定连接，下支撑板与下支撑环之间用螺栓固定连接。

在本实施例的优选实施方式中，气水分离器还包括清洗装置，清洗装置包括供水管和布水管，供水管与布水管相连通，布水管设置于丝网除沫器的上方。

为了便于清洗丝网除沫器，在丝网除沫器的上方设置有布水管，通过布水管向下喷淋清洗水，以清洗丝网除沫器，供水管与布水管相连通，用于为布水管供水。

通过设置清洗装置，便于丝网除沫器的在线清洗，以加快清洗效率。

实施例2

图3为本实用新型实施例2提供的烟气二氧化碳回收系统的结构示意图；如图3所示，本实用新型提供了一种烟气二氧化碳回收系统，本实施例是在实施例1基础上的改进，实施例1所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

如图3所示，本实施例提供的烟气二氧化碳回收系统，包括冷却器301、实施例1提供的气水分离器303和捕集装置304，冷却器301、气水分离器303和捕集装置304相连通。

本实用新型提供的烟气二氧化碳回收系统，通过在冷却塔和吸收装置之间设置有气水分离器303，使得进入捕集装置304的气体中的水分和液沫去除的更加完全，从而有效改善捕集装置304的吸附效率，大幅提高二氧化碳的回收效率；通过设置气水分离器303将冷却器301冷却后的烟气进行气水分离；通过设置捕集装置304进行二氧化碳的吸附、解析及回收。

从水泥窑直接排出的烟气的温度很高，需要冷却后再进行回收利用，本实施例提供的烟气二氧化碳回收系统所采用的冷却器301为螺旋折流板波纹管换热器，该螺旋折流板波纹换热器，包括设置在换热器壳体内螺旋折流板、管板和波纹管，螺旋折流板上开设有多个直径大于波纹管的通孔，管板固定在壳体两侧，波纹管水平贯穿螺旋折流板上的通孔使螺旋折流板能在波纹管上左右滑动，且波纹管的两端分别固定在管板内，螺旋折流板的两端分别水平连接有弹簧，弹簧的端部与管板固定连接。

通过采用螺旋折流板波纹管换热器，当烟气进入换热器壳体后，由于弹簧的作用螺旋折流板会在波纹管上反复左右滑动，从而消除三角死区，使得波纹管与壳体内的烟气接触的更加充分，减少波纹管内沉积污垢，从而大大降低了介质的流动阻力，从而减少传热过程中介质压力损失。

图4为图3所示吸附塔400的结构示意图，如图4所示，在本实施例的优选实施方式中，捕集装置304包括吸附塔400，吸附塔400的顶部设置有吸附塔排气口401，吸附塔400的底部设置有吸附塔进气口402，吸附塔400的内部依次设置有第一吸附剂403和第二吸附剂404，吸附塔400的底部还设置有气体分布器405，气体分布器405与吸附塔进气口402相连通，吸附塔400的顶部还设置有气体收集器406，气体收集器406与吸附塔排气口401相连通。

在本实施例中，通过在吸附塔400的底部设置有气体分布器405，使得进入吸附塔400的气体均匀的进入第一吸附剂403和第二吸附剂404中，从而提高吸附塔400内的吸附剂的利用率；通过在吸附塔400的顶部设置有气体收集器406，以使得通过吸附塔400顶部排出的气体更加均匀。

在本实施例的优选实施方式中，吸附塔400的内部还设置有挡板407，用于支撑吸附剂，挡板407设置有多个排气孔408；吸附塔400的内部依次设置有第一吸附剂403和第二吸附剂404，其中，第一吸附剂403为活性氧化铝，第二吸附剂404为二氧化碳专用吸附硅胶，通过在吸附塔400的内部依次设置第一吸附剂403和第二吸附剂404进行二级吸附，以将气体中的二氧化碳吸附的更加完全，使得二氧化碳的回收效率更高。

为了提高二氧化碳的回收效率，在本实施例的优选实施方式中，吸附回收装置中吸附塔400的数量为多个，多个吸附塔400依次连通，以将烟气中的二氧化碳进行多次吸附，从而使得二氧化碳回收的效率更高。

在本实施例的优选实施方式中，烟气二氧化碳回收系统还包括风机302，风机302设置于冷却器301与气水分离器303之间。

风机302的进风口与冷却器301的气体出口相连通，风机302的出风口与气水分离器303的进气口104相连通。

通过在冷却器301与气水分离器303之间设置风机302，以加快气水分离器303的进气速度，从而加快气水分离器303的气水分离效率，提高烟气二氧化碳回收系统的回收效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种气水分离器，其特征在于，包括分离塔和液位控制系统，所述液位控制系统用于调节所述分离塔中的液位的高度；所述分离塔的内部设置有丝网除沫器，所述丝网除沫器将所述分离塔分隔为第一塔体和第二塔体，所述第一塔体的顶部设置有排气口，所述第二塔体的侧壁设置有进气口，所述第二塔体的底部设置有排液口；所述丝网除沫器包括从上往下依次设置的上压板和下压板，所述上压板和所述下压板之间依次设置有丝网层和格栅层。

2.根据权利要求1所述的气水分离器，其特征在于，所述液位控制系统包括PLC控制器、第一液位计、第二液位计、电磁阀和报警器，所述第一液位计、所述第二液位计、所述电磁阀和所述报警器均与所述PLC控制器连接，所述电磁阀设置于所述排液口，所述第一液位计和所述第二液位计均设置于所述第二塔体内，且所述第一液位计设置于所述第二液位计的下方，所述PLC控制器根据所述第二塔体中液体的高度控制电磁阀和报警器的开启和关闭。

3.根据权利要求2所述的气水分离器，其特征在于，还包括过滤网，所述过滤网设置于所述进气口。

4.根据权利要求2所述的气水分离器，其特征在于，还包括底座，用于支撑所述分离塔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的气水分离器，其特征在于，所述丝网除沫器与所述分离塔可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的气水分离器，其特征在于，还包括清洗装置，所述清洗装置包括供水管和布水管，所述供水管与所述布水管相连通，所述布水管设置于所述丝网除沫器的上方。

7.一种烟气二氧化碳回收系统，其特征在于，包括冷却器、权利要求1-6任一项所述的气水分离器和捕集装置，所述冷却器、所述气水分离器和所述捕集装置依次连通。

8.根据权利要求7所述的烟气二氧化碳回收系统，其特征在于，所述捕集装置包括吸附塔，所述吸附塔的顶部设置有吸附塔排气口，所述吸附塔的底部设置有吸附塔进气口，所述吸附塔的内部依次设置有第一吸附剂和第二吸附剂，所述吸附塔的底部设置有气体分布器，所述气体分布器与所述吸附塔进气口相连通，所述吸附塔的顶部设置有气体收集器，所述气体收集器与所述吸附塔排气口相连通。

9.根据权利要求8所述的烟气二氧化碳回收系统，其特征在于，所述吸附塔的数量为多个，多个所述吸附塔依次连通。

10.根据权利要求7-9任一项所述的烟气二氧化碳回收系统，其特征在于，还包括风机，所述风机设置于所述冷却器与所述气水分离器之间。