CN215560257U - 一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，包括溶解单元，二氧化碳吸收单元和废气处理单元；溶解单元包括溶解池，溶解池一侧侧壁上设有进水口并外接溶解池进水管路，溶解池的池底设有溶液排出口；在溶解池内或溶解池外侧壁上设有换热冷却水管；二氧化碳吸收单元包括吸收池，吸收池上设有进水口并连吸收池进水管路，在吸收池内插入有溶剂输入管路及沼气/二氧化碳进气管路，分别与溶液排出口及厌氧发酵装置的气体排放口连通，在吸收池靠近底部设有二氧化碳吸收液排出口，通过排液管路连厌氧发酵装置进液口；废气处理单元包括集气罩、风机、排风管路和废气净化塔；集气罩笼罩在溶解池和吸收池上方。本装置达到了安全环保固定二氧化碳的目的。

Description

一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置

技术领域

本实用新型新型属于沼气发酵技术领域，尤其涉及一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置。

背景技术

厌氧发酵产生的沼气中，不仅有能源气体甲烷，还有二氧化碳气体。二氧化碳可以作为一种碳源在沼气发酵中被一些自养微生物利用并转化，因此，二氧化碳回流到沼气发酵装置中是一种固碳减排的途径，契合国家倡导的低碳生活和低碳经济。为了控制二氧化碳的回流量，有必要将吸收过程和发酵转化过程分别进行。同时，对于干式厌氧发酵，直接将二氧化碳气体通入发酵装置，二氧化碳停留时间过短，降低传质和吸收转化效率，更应设计二氧化碳吸收过程。因此，本专利设计一种二氧化碳吸收装置，吸收后的二氧化碳回流到沼气发酵装置中，实现沼气发酵过程的原位低碳减排。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：包括溶解单元，二氧化碳吸收单元和废气处理单元；

所述溶解单元包括用于溶解二氧化碳吸收浓缩液的溶解池，溶解池的一侧侧壁上设置有进水口并外接溶解池进水管路，在溶解池的池底设置有溶液排出口；在溶解池内或溶解池外的侧壁上设置有换热冷却水管并与外设的换热装置连接，形成溶剂冷却系统；

所述二氧化碳吸收单元包括吸收池，吸收池上设置有进水口并与外设的吸收池进水管路连接，在吸收池内插入有溶剂输入管路及沼气/二氧化碳进气管路，分别与溶解单元的溶液排出口及厌氧发酵装置的气体排放口连通，在吸收池靠近底部的位置设置有二氧化碳吸收液排出口，二氧化碳吸收液排出口通过排液管路与厌氧发酵装置的进液口连接；

所述废气处理单元包括集气罩、风机、排风管路和废气净化塔；集气罩笼罩在溶解池和吸收池上方，排风管路的一端与集气罩连接，另一端与废气净化塔的进气口连接，所述风机连接于排风管路上。

进一步的：在溶解池内设置有搅拌装置，并与设置于溶解池外的搅拌电机驱动连接。

进一步的：所述溶剂输入管路包括输入干管和并联于输入干管的多个输入支管，输入干管与溶解池上的溶液排出口连接，多个输入支管沿上下方向按间距设置并水平伸入到吸收池内，在每个输入支管上位于吸收池内沿管长方向按间距均布设置有多个出液小孔，多个出液小孔的出液方向均朝上设置；在输入干管上安装有开关阀，在每个输入支管上位于吸收池外均安装有一控制阀。

进一步的：所述沼气/二氧化碳进气管路包括进气干管和并连接于进气干管的多个进气支管，进气干管与厌氧发酵装置的气体排放口连接，在进气干管上安装有止回阀和开关阀；多个进气支管沿上下方向按间距设置并水平伸入到吸收池内，在进气支管底部位于吸收池内沿管长方向按间距均布设置有多个出气小孔，多个出气小孔的出气方向均朝下设置。

进一步的：在吸收池的底部设置有放空孔，并外接放空管，在放空管上安装有开关阀。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型技术方案将二氧化碳吸收浓缩液溶解和吸收过程分离，避免单一装置结构过于复杂，方便维修管理。

2、本实用新型设计多根输入二氧化碳气体的进气支管，可快速完成二氧化碳吸收过程。

3、本实用新型设计换热冷却水管用于溶解池降温，防止溶解热过高，造成人员烫伤、装置耗损过快。

4、本实用新型设计废气进行处理单元，可降低二氧化碳吸收过程的不利环境影响。

5、本实用新型通过化学吸收的方法，达到了安全环保固定二氧化碳的目的。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

一种沼气发酵系统减碳吸收二氧化碳的装置，请参加图1，主要包括溶解单元1，二氧化碳吸收单元2和废气处理单元3。

溶解单元主要包括溶解池1.1、溶解池进水管路1.4、搅拌装置1.2、换热冷却水管1.3。溶解池是溶解二氧化碳吸收浓缩液的场所。溶解池进水管路连接自来水管路、再生水管、处理后的沼液等稀释水源。搅拌装置位于溶解池内部，搅拌装置可采用搅拌轴和搅拌扇叶组合结构。搅拌装置由外设的搅拌电机驱动，搅拌电机可安装在固定于溶解池顶部的电机支架上(在附图中未示意出)。搅拌装置在二氧化碳吸收浓缩液溶解过程中发挥搅拌作用，可加快二氧化碳吸收浓缩液的溶解速度和溶解的均匀性，避免药剂板结。换热冷却水管设置于溶解池内部或溶解池外的外侧壁上，与外设的换热装置连接，形成溶剂冷却系统。对于溶解放热的药剂，起到降温散热的作用。在溶解池安装上盖的情况下，还需要在溶解池的上盖上设置排气口1.5

二氧化碳吸收单元包括吸收池2.2，吸收池是二氧化碳吸收浓缩液与二氧化碳气体反应的场所。厌氧发酵装置内产生的二氧化碳气体通过进气管路4输入到吸收池，进气管路由进气干管和并联于进气干管的多个进气支管构成。具体的，先通过进气干管4.1，然后分流到多个进气支管4.4，最后进入吸收池。进气干管上设有止回阀4.2，防止停止进气时，液体吸收二氧化碳造成管路中负压过大，液体进入进气管路。进气干管上还设置有开关阀4.3，实现进气管路的开关控制。进气支管在吸收池中沿上下方向密集、均匀的分布，在进气支管底部均匀分布着出气小孔，进一步分散二氧化碳气体。吸收池通过溶剂输入管路5与溶解池连通。溶剂输入管路由输入干管和并联于输入干管的多个输入支管构成，被溶解的二氧化碳吸收浓缩液先通过输入干管5.3，然后分流到多个输入支管5.1，最后通入二氧化碳吸收池，输入支管设计一根或几根，输入支管顶部均匀出液小孔，使二氧化碳吸收浓缩液快速均匀分散到二氧化碳吸收池内。在输入干管上设置有开关阀5.4，在每个输入支管上设置有控制阀5.2，以实现输入支管的开关控制和流量控制。在吸收池上设置有进水口并与外设的吸收池进水管路2.3连接，输入稀释水源，进一步稀释二氧化碳吸收浓缩液。在吸收池靠近底部的位置设置有二氧化碳吸收液排出口，二氧化碳吸收液排出口通过排液管路2.4与厌氧发酵装置的进液口连接。在吸收池的底部设置有放空孔，并外接放空管2.5，在放空管上安装有开关阀。在正常工作时，开关阀关闭，当沼气发酵系统进行维修维护或停止工作时，放空管用于排空二氧化碳溶解池和吸收池。在吸收池设置上盖的情况下，还需要在该上盖上设置排气口2.1。

废气处理单元包括集气罩3.1、风机3.2、排风管路3.3和废气净化塔3.4，用于处理溶解或吸收过程中产生的可能污染环境的气体。集气罩笼罩在溶解池和吸收池上，通过排风管与风机连接，风机为集气罩提供动力，废气净化塔发挥废气处理的作用。

使用过程：本装置间歇运行，溶解池制备二氧化碳吸收浓缩液，吸收池将浓缩液进一步稀释并完成二氧化碳吸收过程。二氧化碳的吸收量由吸收剂的投加量决定，根据发酵系统对碳源、碱度等要求进行设计。

装置启动时，通过溶解池进水管向溶解池中通入溶解水至设定高度，缓慢投加吸收剂(如氢氧化钾，碳酸钾等)，溶解过程用搅拌装置进行搅拌，对于放热溶解过程，使用换热冷却水排出系统热量，避免温度过高。通过二氧化碳吸收池进水管往吸收池中通入稀释水至设定水位。打开输入干管上的阀门，使溶解池中的吸收浓缩液进入，打开进气干管上的阀门，通入沼气或二氧化碳，进行二氧化碳吸收固定。在溶解和吸收过程中，保持风机开启，排放的废气通过废气净化塔进行处理后排放。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：包括溶解单元，二氧化碳吸收单元和废气处理单元；

所述溶解单元包括用于溶解二氧化碳吸收浓缩液的溶解池，溶解池的一侧侧壁上设置有进水口并外接溶解池进水管路，在溶解池的池底设置有溶液排出口；在溶解池内或溶解池外的侧壁上设置有换热冷却水管并与外设的换热装置连接，形成溶剂冷却系统；

所述二氧化碳吸收单元包括吸收池，吸收池上设置有进水口并与外设的吸收池进水管路连接，在吸收池内插入有溶剂输入管路及沼气/二氧化碳进气管路，分别与溶解单元的溶液排出口及厌氧发酵装置的气体排放口连通，在吸收池靠近底部的位置设置有二氧化碳吸收液排出口，二氧化碳吸收液排出口通过排液管路与厌氧发酵装置的进液口连接；

所述废气处理单元包括集气罩、风机、排风管路和废气净化塔；集气罩笼罩在溶解池和吸收池上方，排风管路的一端与集气罩连接，另一端与废气净化塔的进气口连接，所述风机连接于排风管路上。

2.根据权利要求1所述的用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：在溶解池内设置有搅拌装置，并与设置于溶解池外的搅拌电机驱动连接。

3.根据权利要求1所述的用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：所述溶剂输入管路包括输入干管和并联于输入干管的多个输入支管，输入干管与溶解池上的溶液排出口连接，多个输入支管沿上下方向按间距设置并水平伸入到吸收池内，在每个输入支管上位于吸收池内沿管长方向按间距均布设置有多个出液小孔，多个出液小孔的出液方向均朝上设置；在输入干管上安装有开关阀，在每个输入支管上位于吸收池外均安装有一控制阀。

4.根据权利要求1所述的用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：所述沼气/二氧化碳进气管路包括进气干管和并连接于进气干管的多个进气支管，进气干管与厌氧发酵装置的气体排放口连接，在进气干管上安装有止回阀和开关阀；多个进气支管沿上下方向按间距设置并水平伸入到吸收池内，在进气支管底部位于吸收池内沿管长方向按间距均布设置有多个出气小孔，多个出气小孔的出气方向均朝下设置。

5.根据权利要求1所述的用于沼气发酵系统减碳的二氧化碳吸收装置，其特征在于：在吸收池的底部设置有放空孔，并外接放空管，在放空管上安装有开关阀。

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