CN216223686U - 二氧化碳捕集系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种二氧化碳捕集系统，属于环保设备技术领域。该二氧化碳捕集系统包括吸收塔，所述吸收塔内部自下而上依次相对设置有反应区域、导流板、除雾装置和反冲洗装置，所述吸收塔设有供烟气进入的第一入口和供吸收剂进入的第二入口，所述第一入口位于所述反应区域下方，所述第二入口位于所述导流板和所述反应区域之间，所述除雾装置与所述反应区域相连通，所述反冲洗装置包括输水管和多个喷嘴，各所述喷嘴均设置于所述输水管上，且各所述喷嘴均朝向所述除雾装置。该方案能够解决目前二氧化碳捕集系统的吸收剂利用率较低的问题。

Description

二氧化碳捕集系统

技术领域

本申请属于环保设备技术领域，具体涉及一种二氧化碳捕集系统。

背景技术

全球气候变暖的主要原因之一就是二氧化碳的大量排放，而二氧化碳捕集技术是控制现有化石燃料产生的二氧化碳排放的有效途径之一。化石燃料燃烧后的烟气中含有5％-15％左右的二氧化碳气体，而能源需求的持续增长使二氧化碳的减排面临较大压力，目前大规模应用的二氧化碳捕集技术为化学吸收法捕集技术。

化学吸收法捕集技术的工艺流程主要是以吸收塔-解吸塔为主的循环过程，其中，吸收塔中采用吸收剂以降低烟气中的二氧化碳含量，而少量吸收剂会随着带水烟气的上升被携带到吸收塔外。实际应用中，为减少水分流失及降低泡沫，多采用丝网除沫器进行除沫，以便于分离吸收塔中的气体夹带的液滴，然而，丝网除沫器的效率较低，仍存在少量吸收剂会随着带水烟气挥发，导致吸收剂的利用率较低。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种二氧化碳捕集系统，能够解决目前二氧化碳捕集系统的吸收剂利用率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种二氧化碳捕集系统，包括吸收塔，所述吸收塔内部自下而上依次相对设置有反应区域、导流板、除雾装置和反冲洗装置，所述吸收塔设有供烟气进入的第一入口和供吸收剂进入的第二入口，所述第一入口位于所述反应区域下方，所述第二入口位于所述导流板和所述反应区域之间，所述除雾装置与所述反应区域相连通，所述反冲洗装置包括输水管和多个喷嘴，各所述喷嘴均设置于所述输水管上，且各所述喷嘴均朝向所述除雾装置。

在本申请实施例中，烟气从吸收塔的第一入口进入，吸收剂从吸收塔的第二入口进入，吸收塔内的上升的烟气和下降的吸收剂在反应区域进行化学反应，以便于去除烟气中的二氧化碳，而少量吸收剂随着带水烟气持续上升。吸收剂与带水烟气形成的混合物在上升的过程中，首先与导流板接触从而增加该混合物的碰撞，使其凝聚为较大的液滴颗粒，其中，部分液滴颗粒继续上升至与除雾装置接触，从而对液滴颗粒进行拦截分离；与此同时，吸收塔内的压力下降，启动反冲洗装置，输水管通入循环水，开启各喷嘴，将除雾装置和导流板上的液滴颗粒冲洗到反应区域再次参与反应，从而提高吸收剂的利用率。因此，本申请实施例能够解决目前二氧化碳捕集系统的吸收剂利用率较低的问题。

附图说明

图1为本申请实施例公开的一种二氧化碳捕集系统的部分结构示意图；

图2为本申请实施例公开的导流板的剖视图；

图3为本申请实施例公开的屋脊式除雾器的结构示意图。

附图标记说明：

100-吸收塔；

200-导流板、210-第一直线边缘、220-第一弧线边缘、230-第二直线边缘、240-第二弧线边缘；

300-除雾装置、310-屋脊式除雾器、311-第一倾斜件、311a-第一安装板、311b-第一除雾器、311c-第二安装板、312-支撑件、313-第二倾斜件、313a-第三安装板、313b-第二除雾器、313c-第四安装板、320-丝网除沫器；

400-反冲洗装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的二氧化碳捕集系统进行详细地说明。

如图1至图3所示，本申请实施例公开一种二氧化碳捕集系统，其包括吸收塔100，吸收塔100为二氧化碳捕集系统的基础构件，能够为二氧化碳捕集系统的其它结构提供安装基础。吸收塔100设有容纳空间，吸收塔100内部自下而上依次相对设置有反应区域、导流板200、除雾装置300和反冲洗装置400，吸收塔100设有供烟气进入的第一入口和供吸收剂进入的第二入口，第一入口位于反应区域下方，排烟管道可以与第一入口相对设置，也可以将排烟管道从第一入口延伸至吸收塔100的容纳空间内，从而避免未净化的烟气泄漏到外界环境中，烟气进入吸收塔100后逐渐上升；第二入口位于导流板200和反应区域之间，吸收剂从第二入口进入吸收塔100的容纳空间后，在自身重力的作用下开始下落，此时下落的吸收剂与上升的烟气在反应区域发生化学反应，而部分吸收剂与带水烟气形成的混合物一起上升。除雾装置300与反应区域相连通，反冲洗装置400包括输水管和多个喷嘴，各喷嘴均设置于输水管上，且各喷嘴均朝向除雾装置300，需要说明的是，输水管可以包括输水总管和输水支管，输水总管与输水支管相连，各喷嘴可以均设置于输水支管上。混合物在上升的过程中，先与导流板200发生碰撞形成液滴颗粒，可选地，导流板200可以为不锈钢结构，其中部分液滴颗粒在自身重力的作用下直接下落，将再次参与化学反应，另一部分液滴颗粒随着烟气继续上升至与除雾装置300接触，此时除雾装置300将分离出该部分液滴颗粒，且该部分液滴颗粒会附着在除雾装置300上，与此同时，吸收塔100内的压力下降，启动反冲洗装置400，输水管通入循环水，开启各喷嘴，反冲洗装置400对除雾装置300进行喷淋，将附着在除雾装置300和导流板200上的液滴颗粒冲下，使该部分混合物再次参与化学反应，从而提高吸收剂的利用率；同时该部分冲洗水可以作为二氧化碳捕集系统的补水，以便于维持二氧化碳捕集系统的水平衡；另外，该反冲洗装置400对除雾装置300进行喷淋冲洗，可以避免除雾装置300堵塞，同时能够降低吸收塔100内的压差。

一种可选的实施例中，导流板200与吸收塔100之间形成间隙，导流板200可以为扇形结构、四边形结构或多边形结构等，本申请实施例对此不作具体限制。除雾装置300通过间隙与反应区域相连通，也就是说，混合物与导流板200碰撞后形成的液滴颗粒，随着烟气穿过导流板200与吸收塔100之间形成的间隙继续上升。此种情况下，如果导流板200与吸收塔100之间形成的间隙设置得较小，将不利于冲洗水流下；如果导流板200与吸收塔100之间形成的间隙设置得较大，将不利于混合物碰撞，从而导致吸收剂的利用率较低，故，导流板200与吸收塔100之间形成的间隙需要根据实际使用需求设置，在满足混合物碰撞的基础上，也要便于冲洗水流下。

进一步可选的实施例中，导流板200设有依次首尾相连的第一直线边缘210、第一弧线边缘220、第二直线边缘230和第二弧线边缘240，第二弧线边缘240与吸收塔100相连，第二弧线边缘240与第一面之间的夹角为0°～15°，其中，第一面为吸收塔100的横截面，需要说明的是，吸收塔100的底部向吸收塔100的顶部延伸的方向为第一方向，吸收塔100的横截面指垂直于第一方向的截面。也就是说，导流板200与吸收塔100的连接处相对于第一面可以倾斜，也可以与第一面重合，如果导流板200与吸收塔100的连接处与第一面重合设置，即导流板200与吸收塔100垂直设置，在导流板200面积较大时，附着在导流板200上的液滴颗粒不易掉落，将导致混合物的凝聚效果较差；故，进一步可选地，采用导流板200与吸收塔100的连接处相对于第一面倾斜的设置方式，此时导流板200对液滴颗粒的导流效果较好，便于液滴颗粒掉落，从而可以提高混合物的凝聚效果。

更进一步可选的实施例中，当导流板200与吸收塔100的连接处相对于第一面倾斜设置时，可以将导流板200直接设置成微螺旋结构，那么附着在导流板200上的液滴颗粒需沿着该微螺旋结构滑下，在导流板200上附着的时间较长，而此时可能影响其它混合物与导流板200碰撞，从而降低导流板200的工作效率；其次，直接将导流板200设置成微螺旋结构，将增加该导流板200的制作难度。故，可选地，导流板200的数量为至少两个，其中包括第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板沿第一方向错开设置，其中，第一方向为吸收塔100的底部向吸收塔100的顶部延伸的方向。采用此种设置方式，液滴颗粒在第一导流板和第二导流板上的附着时间较短，从而有利于其它混合物与导流板200的碰撞，进而提高导流板200的工作效率；并且，采用此种设置方式，可以降低导流板200的制作难度。

一种可选的实施例中，导流板200设有通孔，可选地，该导流板200可以设有多个孔径较小的通孔，也可以设有数量较少的孔径较大的通孔，本申请实施例对通孔的孔径和数量均不作具体限制。当导流板200设有多个孔径较小的通孔时，反冲洗装置400喷淋后的冲洗水可能会积压在导流板200上。故，可选地，通孔位于导流板200的中心轴处，导流板200为环形结构，该环形结构的导流板200在满足液滴颗粒继续上升的基础上，可以避免反冲洗装置400喷淋后的冲洗水积压在导流板200的上方，其次，环形结构的导流板200在吸收塔100内占用的空间更小。

可选地，本申请实施例公开的除雾装置300包括屋脊式除雾器310和丝网除沫器320，屋脊式除雾器310位于导流板200与丝网除沫器320之间，屋脊式除雾器310主要用于分离较大的液滴颗粒，即粒径为10μm以上的液滴颗粒；丝网除沫器320主要用于分离细小的液滴颗粒，即屋脊式除雾器310不能分离开的小于10μm的液滴颗粒，可选地，丝网除沫器320的厚度和致密性可根据烟气量及吸收塔100内的压力差进行灵活选择，本申请实施例对此不作具体限制。屋脊式除雾器310包括依次首尾相连的第一倾斜件311、支撑件312和第二倾斜件313，第一倾斜件311和第二倾斜件313均位于支撑件312的上方，支撑件312与吸收塔100相连，第一倾斜件311包括依次相连的第一安装板311a、第一除雾器311b和第二安装板311c，第一安装板311a与支撑件312的第一端相连，第二倾斜件313包括依次相连的第三安装板313a、第二除雾器313b和第四安装板313c，第四安装板313c与支撑件312的第二端相连，第二安装板311c与第三安装板313a相连。采用此种结构的屋脊式除雾器310，其表面积较大，分离液滴颗粒的效率较高；其次，在反冲洗装置400喷淋时，可以节约冲洗水；另外，采用此种结构的屋脊式除雾器310，便于安装和维护。

可选地，第一除雾器311b和第二除雾器313b的制作材料可以为不锈钢、塑料等，本申请实施例对此不作具体限制。进一步可选地，第一除雾器311b和第二除雾器313b均可以由塑料制成，例如聚丙烯，以便于节约生产成本。

可选地，屋脊式除雾器310的数量可以为至少两个，各屋脊式除雾器310可以沿垂直于第一方向的方向依次排列，其中，第一方向为吸收塔100的底部向吸收塔100的顶部延伸的方向，各屋脊式除雾器310的支撑件312的长度可以逐渐减小，以便于各屋脊式除雾器310更好地适应吸收塔100的内径尺寸，从而提高屋脊式除雾器310的工作效率。

进一步可选地，一种实施例中，第一除雾器311b和第二除雾器313b中的至少一者为板状结构，即可以是第一除雾器311b和第二除雾器313b均为板状结构，也可以是第一除雾器311b或第二除雾器313b为板状结构，由于板状结构的除雾器的压降小，其主要用于对压力要求较高的吸收塔100。可选地，板状结构的除雾器可以为平板式除雾器也可以为波纹板式除雾器，如果采用平板式除雾器，则该平板式除雾器便于加工，且安装方便；如果采用波纹板式除雾器，则该波纹板式除雾器的表面积更大，其分离液滴颗粒的效率更高。

另一种实施例中，第一除雾器311b和第二除雾器313b中的至少一者为管状结构，也就是说，可以是第一除雾器311b和第二除雾器313b均为管状结构，也可以是第一除雾器311b或第二除雾器313b为管状结构，管状结构的除雾器的除雾效果更好。

除雾装置300在垂直于第一方向的面上的正投影可以大于或等于反冲洗装置400在垂直于第一方向的面上的正投影，其中，第一方向为吸收塔100的底部向吸收塔100的顶部延伸的方向，采用此种设置方式，在反冲洗装置400喷淋时可能存在冲洗死角，除雾装置300容易存在结垢现象。故，可选的实施例中，除雾装置300在垂直于第一方向的面上的正投影位于反冲洗装置400在垂直于第一方向的面上的正投影之内，即反冲洗装置400喷淋时的覆盖面积大于除雾装置300的面积，此种情况下可以避免除雾装置300出现结垢现象。进一步可选地，在导流板200设有通孔，通孔位于导流板200的中心轴处，导流板200为环形结构的实施例中，反冲洗装置400可以设置为环形结构，以便于节约反冲洗装置400的生产成本和反冲洗装置400的冲洗水。当然，环形结构的反冲洗装置400同样适用于导流板200的数量为至少两个的实施例中。

如果输水管内的水量较大，在多个喷嘴长时间工作后，可能导致吸收塔100内的水量超过预设的蓄水量，将不利于吸收剂与烟气发生化学反应。故，可以在输水管内设置节流阀，从而控制输水管内的输水量，但是节流阀需要人工开启和关闭，需要耗费大量的人力。故，一种可选的实施例中，反冲洗装置400还包括流量传感器，流量传感器设置于输水管，流量传感器用于控制输水管内的输水量，在避免吸收塔100内的蓄水量较多的基础上，从而提高二氧化碳捕集系统的自动化性能。

可选地，本申请实施例公开的二氧化碳捕集系统还包括压力传感器，压力传感器设置于吸收塔100内，压力传感器用于检测吸收塔100内的压力。在除雾装置300工作的过程中，当压力传感器检测到吸收塔100内的压力降增加时，启动反冲洗装置400，输水管中通入循环水，各喷嘴均开启，此时反冲洗装置400对除雾装置300和导流板200进行喷淋冲洗。由此可知，本申请实施例通过设置压力传感器，能够提高二氧化碳捕集系统的自动化性能。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种二氧化碳捕集系统，包括吸收塔(100)，其特征在于，所述吸收塔(100)内部自下而上依次相对设置有反应区域、导流板(200)、除雾装置(300)和反冲洗装置(400)，所述吸收塔(100)设有供烟气进入的第一入口和供吸收剂进入的第二入口，所述第一入口位于所述反应区域下方，所述第二入口位于所述导流板(200)和所述反应区域之间，所述除雾装置(300)与所述反应区域相连通，所述反冲洗装置(400)包括输水管和多个喷嘴，各所述喷嘴均设置于所述输水管上，且各所述喷嘴均朝向所述除雾装置(300)。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述导流板(200)与所述吸收塔(100)之间形成间隙，所述除雾装置(300)通过所述间隙与所述反应区域相连通。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述导流板(200)设有依次首尾相连的第一直线边缘(210)、第一弧线边缘(220)、第二直线边缘(230)和第二弧线边缘(240)，所述第二弧线边缘(240)与所述吸收塔(100)相连，所述第二弧线边缘(240)与第一面之间的夹角为0°～15°，

其中，所述第一面为所述吸收塔(100)的横截面。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述导流板(200)的数量为至少两个，其中包括第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板沿第一方向错开设置，

其中，所述第一方向为所述吸收塔(100)的底部向所述吸收塔(100)的顶部延伸的方向。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述导流板(200)设有通孔，所述通孔位于所述导流板(200)的中心轴处，所述导流板(200)为环形结构。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述除雾装置(300)包括屋脊式除雾器(310)和丝网除沫器(320)，所述屋脊式除雾器(310)位于所述导流板(200)与所述丝网除沫器(320)之间，所述屋脊式除雾器(310)包括依次首尾相连的第一倾斜件(311)、支撑件(312)和第二倾斜件(313)，所述第一倾斜件(311)和所述第二倾斜件(313)均位于所述支撑件(312)的上方，所述支撑件(312)与所述吸收塔(100)相连，所述第一倾斜件(311)包括依次相连的第一安装板(311a)、第一除雾器(311b)和第二安装板(311c)，所述第一安装板(311a)与所述支撑件(312)的第一端相连，所述第二倾斜件(313)包括依次相连的第三安装板(313a)、第二除雾器(313b)和第四安装板(313c)，所述第四安装板(313c)与所述支撑件(312)的第二端相连，所述第二安装板(311c)与所述第三安装板(313a)相连。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述第一除雾器(311b)和所述第二除雾器(313b)中的至少一者为板状结构，或，所述第一除雾器(311b)和所述第二除雾器(313b)中的至少一者为管状结构。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述除雾装置(300)在垂直于第一方向的面上的正投影位于所述反冲洗装置(400)在垂直于所述第一方向的面上的正投影之内，

其中，所述第一方向为所述吸收塔(100)的底部向所述吸收塔(100)的顶部延伸的方向。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述反冲洗装置(400)还包括流量传感器，所述流量传感器设置于所述输水管，所述流量传感器用于控制所述输水管内的输水量。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述吸收塔(100)内，所述压力传感器用于检测所述吸收塔(100)内的压力。

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