CN215506261U - 烟道气二氧化碳减排系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟道气二氧化碳减排系统，包括烟道气进气管、气体混合罐、一级压缩机、一级缓冲罐、一级膜渗透单元、一级渗透气缓冲罐、二级压缩机、二级缓冲罐和二级膜渗透单元；其中，烟道气进气管与气体混合罐进气口相连，气体混合罐出气口与一级压缩机进气口相连，一级压缩机出气口与一级缓冲罐进气口相连，一级缓冲罐出气口与一级膜渗透单元进气口相接，一级膜渗透单元截留气出气口与外部排气筒连通，一级膜渗透单元渗透气出气口与一级渗透气缓冲罐进气口相连，一级渗透气缓冲罐出气口与二级压缩机进气口相连。本实用新型能够实现对烟道气中二氧化碳进行分离，设备成本低，减小了烟道气中二氧化碳排放。

Description

烟道气二氧化碳减排系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳减排技术领域，具体涉及一种烟道气二氧化碳减排系统。

背景技术

烟道气是指煤等化石燃料燃烧时候所产生的对环境有污染的气态物质，因这些物质通常由烟道或烟囱排出，烟道气产生的过程大多是燃料不充分利用，不完全燃烧造成的，由于其温度较高，可用做高温反应的热载体，其成分为氮气、二氧化碳、氧、水蒸气和硫化物等，无机污染物占百分之九十九以上；灰尘、粉渣和二氧化硫含量低于百分之一，须经气体净化装置处理后排空，以减少对环境的污染。

进入21世纪以后，二氧化碳过度排放是造成全球气候变暖的一个重要因素，其性质及减排技术的研究越来越引起专家学者的重视。在我国，二氧化碳的排放主要来自于工厂和企业的化石燃料的燃烧，国家对环保的要求较为严格，对工厂和企业的二氧化碳气体排放都有严格限制及要求。目前比较成熟的二氧化碳减排方法主要分为：提高能源利用效率、二氧化碳捕集与封存以及低碳燃料替代。这三种减排方法各有优缺点，提高能源利用效率减排效果直接但减排潜力有限；二氧化碳捕集与封存作为一种新兴的减排技术，因能量消耗巨大、经济代价昂贵，大多数仍处在理论完善阶段；低碳燃料替代综合性能良好，但对中国平衡自身的天然气供需关系提出了考验。由此，在二氧化碳的减排及利用方面还需要加大技术改进。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够实现对烟道气中二氧化碳进行分离，设备成本低，减小了烟道气中二氧化碳排放的烟道气二氧化碳减排系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种烟道气二氧化碳减排系统，包括烟道气进气管、气体混合罐、一级压缩机、一级缓冲罐、一级膜渗透单元、一级渗透气缓冲罐、二级压缩机、二级缓冲罐和二级膜渗透单元；其中，烟道气进气管与气体混合罐进气口相连，气体混合罐出气口与一级压缩机进气口相连，一级压缩机出气口与一级缓冲罐进气口相连，一级缓冲罐出气口与一级膜渗透单元进气口相接，一级膜渗透单元截留气出气口与外部排气筒连通，一级膜渗透单元渗透气出气口与一级渗透气缓冲罐进气口相连，一级渗透气缓冲罐出气口与二级压缩机进气口相连，二级压缩机出气口与二级缓冲罐进气口相连，二级缓冲罐出气口与二级膜渗透单元进气口连接；二级膜渗透单元渗透气出气口与气体收集装置相连，二级膜渗透单元截留气出气口与一级缓冲罐进气口相连。

进一步地，所述气体混合罐与一级压缩机之间设置有第一超声雾化器，气体混合罐出气口与第一超声雾化器进气口相连，第一超声雾化器连接有第一进水管用于对烟道气增湿降温，第一超声雾化器出气口与一级压缩机进气口相连。

进一步地，所述一级渗透气缓冲罐与二级压缩机之间设置有第二超声雾化器，一级渗透气缓冲罐出气口与第二超声雾化器进气口相连，第二超声雾化器连接有第二进水管用于对烟道气增湿降温，第二超声雾化器出气口与二级压缩机进气口相连。

进一步地，所述一级压缩机采用串联方式安装在第一超声雾化器与一级缓冲罐之间。

进一步地，所述二级压缩机采用串联方式安装在第二超声雾化器与二级缓冲罐之间。

综上所述，本实用新型的有益效果在于：

1、通过对烟道气进行补水降温、增压，利用烟道气中各组分在压力推动下透过膜的渗透速率不同，实现对二氧化碳进行循环分离，设备成本低，减小了烟道气中二氧化碳排放。

2、通过将二级膜截留气回到一级缓冲罐中，又由一级膜渗透单元和二级膜渗透单元继续进行分离，如此循环，过滤后的渗透气体即为富含二氧化碳的气体，进一步降低了烟道气中二氧化碳排放量。

3、本系统收集的二氧化碳可以作为其他反应所需原料，实现了废物再利用的目的。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型整体结构的示意图。

图中：烟道气进气管1、气体混合罐2、第一进水管3、第一超声雾化器4、一级压缩机5、一级缓冲罐6、一级膜渗透单元7、一级渗透气缓冲罐8、第二进水管9、第二超声雾化器10、二级压缩机11、二级缓冲罐12、二级膜渗透单元13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图 1所示，本具体实施方式中的一种烟道气二氧化碳减排系统，包括烟道气进气管1、气体混合罐2、一级压缩机5、一级缓冲罐6、一级膜渗透单元7、一级渗透气缓冲罐8、二级压缩机11、二级缓冲罐12和二级膜渗透单元13；其中，烟道气进气管1与气体混合罐2进气口相连，气体混合罐2出气口与一级压缩机5进气口相连，一级压缩机5出气口与一级缓冲罐6进气口相连，一级缓冲罐6出气口与一级膜渗透单元7进气口相接，一级膜渗透单元7截留气出气口与外部排气筒连通，一级膜渗透单元7渗透气出气口与一级渗透气缓冲罐8进气口相连，一级渗透气缓冲罐8出气口与二级压缩机11进气口相连，二级压缩机11出气口与二级缓冲罐12进气口相连，二级缓冲罐12出气口与二级膜渗透单元13进气口连接；二级膜渗透单元13渗透气出气口与气体收集装置相连，二级膜渗透单元13截留气出气口与一级缓冲罐6进气口相连。

在本方案中，通过将烟道气在气体混合罐内充分混合，混合后的气体通过一级压缩机5增压，给气体动力，经过一级缓冲罐6进行稳压后，再进入一级膜渗透单元7，气体中各组分在压力推动下，透过一级膜渗透单元渗透速率的不同对气体初次分离。烟道气中所有二氧化碳和部分其他成分气体作为渗透气进入一级渗透气缓冲罐８中，再通过二级压缩机11增压，给气体动力，随后进入二级缓冲罐12，经过二级缓冲罐12稳压后，再进入二级膜渗透单元13，气体中各组分在压力推动下，透过二级膜渗透单元渗透速率的不同再次对气体进行分离，经过二级膜渗透单元13过滤后的渗透气体即为富含二氧化碳的气体，二级膜截留气中包含少量二氧化碳和其他成分，二级膜截留气再循环参与膜处理。本系统通过将烟道气中各组分在压力推动下透过膜的渗透速率的不同，对二氧化碳进行分离，降低了烟道气中二氧化碳排放量，从而实现对二氧化碳进行减排，设备成本低。

在本具体实施方式中，所述气体混合罐3与一级压缩机5之间设置有第一超声雾化器4，气体混合罐2出气口与第一超声雾化器4进气口相连，第一超声雾化器4连接有第一进水管3用于对烟道气增湿降温，第一超声雾化器4出气口与一级压缩机5进气口相连。

这样，通过增设第一超声雾化器4，第一超声雾化器4连接第一进水管3，对气体混合罐2内排出的气体进行补水增湿，降低气体温度，进一步降低一级压缩机增压后，排出气体的温度。

在本具体实施方式中，所述一级渗透气缓冲罐8与二级压缩机11之间设置有第二超声雾化器10，一级渗透气缓冲罐8出气口与第二超声雾化器10进气口相连，第二超声雾化器10连接有第二进水管9用于对烟道气增湿降温，第二超声雾化器10出气口与二级压缩机11进气口相连。

由于一级压缩机5和一级膜渗透单元7处理过程中，气体的温度通常会有升高，通过增设第二超声雾化器10，第二超声雾化器连接第二进水管9，对一级渗透气缓冲罐8内排出的气体再次进行补水增湿，降低气体温度，进一步降低二级压缩机增压后，排出气体的温度。

在本具体实施方式中，所述一级压缩机5采用串联方式安装在第一超声雾化器4与一级缓冲罐6之间。

这样，气体由第一超声雾化器4进行增湿后，通过一级压缩机5给气体提供动力，便于一级缓冲罐6内的气体，在压力推动下透过一级膜渗透单元的渗透速率不同实现分离。一级压缩机5采用现有的气体压缩机。

在本具体实施方式中，所述二级压缩机11采用串联方式安装在第二超声雾化器10与二级缓冲罐12之间。

这样，气体由第二超声雾化器10进行增湿降温后，通过二级压缩机11给气体提供动力，便于二级缓冲罐12内的气体，在压力推动下透过二级膜渗透单元的渗透速率不同实现分离，二级压缩机11采用现有的气体压缩机。

在本具体实施方式中，所述一级膜渗透单元7采用不锈钢外壳，膜面积为31m²。

这样，一级膜渗透单元7采用不锈钢外壳，避免腐蚀。

在本具体实施方式中，所述二级膜渗透单元13采用不锈钢外壳，膜面积为20m²。

这样，二级膜渗透单元13采用不锈钢外壳，避免腐蚀。

本实用新型的工作原理如下：

烟道气通过烟道气进气管进入气体混合罐2内充分混合，混合后的气体进入第一超声雾化器4进行气体补水增湿，增湿后的气体温度降低并进入一级压缩机5，通过一级压缩机增压给气体动力，随后进入一级缓冲罐6，经过一级缓冲罐6进行稳压，再进入一级膜渗透单元7，根据烟道气中各组分在压力推动下，透过一级膜渗透单元的渗透速率不同实现初次分离，一级膜截留气通过排气筒排出，一级膜渗透气继续进入一级渗透气缓冲罐８中，随后进入第二超声雾化器10进行气体补水增湿，增湿后的渗透气体温度降低并进入二级压缩机11增压，随后进入二级缓冲罐12，经过二级缓冲罐12进行稳压，再进入二级膜渗透单元13，通过透过二级膜渗透单元的渗透速率不同现再次对进行分离，二级截留气回到一级缓冲罐6继续参与循环，经过二级膜渗透单元13过滤后的渗透气体即为富含二氧化碳的气体。通过两级膜面积的差异，使烟气中的全部二氧化碳和少量其他成分能够渗透通过一级膜渗透单元7，一级膜截留气不含二氧化碳，故可以直接排放。通过二级膜渗透单元13渗透处理，由于膜面积减小，这样保证二级膜渗透单元13渗透气几乎只是二氧化碳，二级膜截留气有一级膜渗透气中的少部分二氧化碳和几乎所有其它成分，所以需要将二级膜截留气返回循环处理，以保证二氧化碳高浓度富集。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims (5)

1.一种烟道气二氧化碳减排系统，其特征在于：包括烟道气进气管、气体混合罐、一级压缩机、一级缓冲罐、一级膜渗透单元、一级渗透气缓冲罐、二级压缩机、二级缓冲罐和二级膜渗透单元；其中，烟道气进气管与气体混合罐进气口相连，气体混合罐出气口与一级压缩机进气口相连，一级压缩机出气口与一级缓冲罐进气口相连，一级缓冲罐出气口与一级膜渗透单元进气口相接，一级膜渗透单元截留气出气口与外部排气筒连通，一级膜渗透单元渗透气出气口与一级渗透气缓冲罐进气口相连，一级渗透气缓冲罐出气口与二级压缩机进气口相连，二级压缩机出气口与二级缓冲罐进气口相连，二级缓冲罐出气口与二级膜渗透单元进气口连接；二级膜渗透单元渗透气出气口与气体收集装置相连，二级膜渗透单元截留气出气口与一级缓冲罐进气口相连。

2.根据权利要求1所述的一种烟道气二氧化碳减排系统，其特征在于：所述气体混合罐与一级压缩机之间设置有第一超声雾化器，气体混合罐出气口与第一超声雾化器进气口相连，第一超声雾化器连接有第一进水管用于对烟道气增湿降温，第一超声雾化器出气口与一级压缩机进气口相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种烟道气二氧化碳减排系统，其特征在于：所述一级渗透气缓冲罐与二级压缩机之间设置有第二超声雾化器，一级渗透气缓冲罐出气口与第二超声雾化器进气口相连，第二超声雾化器连接有第二进水管用于对烟道气增湿降温，第二超声雾化器出气口与二级压缩机进气口相连。

4.根据权利要求2所述的一种烟道气二氧化碳减排系统，其特征在于：所述一级压缩机采用串联方式安装在第一超声雾化器与一级缓冲罐之间。

5.根据权利要求3所述的一种烟道气二氧化碳减排系统，其特征在于：所述二级压缩机采用串联方式安装在第二超声雾化器与二级缓冲罐之间。

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