CN216223687U - 碳捕集系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种碳捕集系统，属于环保技术领域。该碳捕集系统包括设备主体、填料件、声波团聚装置和分离装置，所述分离装置设有通孔，所述设备主体设有设备内腔、进气通道、进液通道，所述进气通道和所述进液通道均与所述设备内腔相连通；所述声波团聚装置包括声波发射器，所述声波发射器、所述填料件和所述分离装置均设置于所述设备内腔；所述设备内腔具有底部和顶部，所述进气通道、所述填料件、所述进液通道和所述分离装置在自所述底部向所述顶部延伸的方向上依次设置，所述声波发射器设置于所述进液通道与所述分离装置之间。上述方案可以解决碳捕集系统中的吸收剂损失量大导致运行成本较高以及吸收剂对环境造成污染的问题。

Description

碳捕集系统

技术领域

本申请属于环保技术领域，具体涉及一种碳捕集系统。

背景技术

在燃煤发电厂发电的过程中，燃烧煤炭会产生大量的二氧化碳，如果这些二氧化碳进入大气中，则会产生温室效应，从而导致生态失衡。

为了防止二氧化碳进入大气，将燃煤产生的烟气通入碳捕集系统中，然后通入有机胺吸收剂对二氧化碳进行吸收，最后再将烟气排放。然而，在用吸收剂吸收二氧化碳的过程中，部分吸收剂会跟随烟气被排放到大气中，从而造成吸收剂损失，进一步地，还会导致碳捕集系统的运行成本增加，以及造成环境污染。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种碳捕集系统，能够解决碳捕集系统中的吸收剂损失量大导致运行成本较高以及吸收剂对环境造成污染的问题。

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碳捕集系统，该碳捕集系统包括设备主体、填料件、声波团聚装置和分离装置，所述分离装置设有通孔，

所述设备主体设有设备内腔、进气通道、进液通道，所述进气通道和所述进液通道均与所述设备内腔相连通；

所述声波团聚装置包括声波发射器，所述声波发射器、所述填料件和所述分离装置均设置于所述设备内腔；

所述设备内腔具有底部和顶部，所述进气通道、所述填料件、所述进液通道和所述分离装置在自所述底部向所述顶部延伸的方向上依次设置，所述声波发射器设置于所述进液通道与所述分离装置之间。

在本申请实施例中，在烟气从进气通道进入设备内腔的同时，吸收剂从进液通道进入设备内腔，烟气由底部向顶部流动，吸收剂由顶部向底部流动，在填料件中，烟气中的二氧化碳与吸收剂相遇后被吸收，然后粒径较小的吸收剂颗粒物随着烟气中的气流向顶部流动。此时，在声波发射器发射声波的情况下，粒径较小的吸收剂颗粒物不断地碰撞凝聚，从而形成粒径较大的吸收剂颗粒物，当粒径较大的吸收剂颗粒物随着烟气中的气流向顶部流动时，由于分离装置上的通孔的孔径不满足粒径较大的吸收剂颗粒物所需要的通行条件，因此粒径较大的吸收剂颗粒物无法通过分离装置上的通孔，也就无法跟随烟气被排放到外界环境中，从而可以减少吸收剂的损失，降低碳捕集系统的运行成本，同时有利于避免对环境造成污染。

附图说明

图1为本申请实施例公开的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声波发射器设置于设备内腔的剖面图；

图3为本申请实施例公开的分离装置的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的声波团聚装置的各部件之间的连接示意图。

附图标记说明：

100-设备主体、101-设备内腔、101a-底部、101b-顶部、102-进气通道、103-进液通道；

200-填料件；

300-声波团聚装置、310-声波发射器、320-显示器、330-控制系统、340-声波信号发生器、350-功率放大器、360-压缩式驱动器；

400-分离装置、410-第一分离件、420-第二分离件、430-第三分离件。

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、完整地描述，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碳捕集系统进行详细地说明。

如图1至图4所示，本申请实施例公开了一种碳捕集系统，该碳捕集系统包括设备主体100、填料件200、声波团聚装置300和分离装置400，分离装置400设有通孔。通孔的形状可以是圆形、椭圆形、多边形以及上述形状的组合，本申请实施例对此不作限制。

设备主体100设有设备内腔101，设备内腔101可以为碳捕集系统的其他装置及零部件提供安装基础，以及为吸收剂和二氧化碳提供反应空间。这里的吸收剂可以是有机胺吸收剂。

设备主体100还设有进气通道102、进液通道103，进气通道102和进液通道103均与设备内腔101相连通。生产产生的二氧化碳可以从进气通道102进入设备内腔101，吸收剂可以从进液通道103进入设备内腔101，吸收剂与二氧化碳在设备内腔101中相遇，从而进行接触吸收。

设置于设备内腔101中的填料件200可以使吸收剂与二氧化碳充分接触，从而有利于吸收剂吸收二氧化碳。

声波团聚装置300包括声波信号发生器340和声波发射器310，声波发射器310与声波信号发生器340电连接。声波信号发生器340可以产生一定形式和频率的低压信号，然后通过声波发射器310发射声波，该声波发射器310可以是喇叭。声波发射器310、填料件200和分离装置400均设置于设备内腔101。在设备内腔101中，声波发射器310发射的声波可以产生高强声场，通过高强声场可以使粒径较小的颗粒物在声波作用下产生相对运动，粒径较小的颗粒物相互碰撞、团聚，形成粒径较大的颗粒物，以便于分离装置400进行分离。声波团聚装置300的声压级越大，声场中的粒径较小的颗粒物振动幅度越大，碰撞越频繁，所形成的颗粒物的粒径越大，从而有利于分离装置400对吸收剂颗粒物进行分离，避免大量的吸收剂颗粒物被气体携带出设备内腔101，进而可以提高分离装置400的分离效率，以及提升吸收剂的循环利用率。这里的粒径较小的颗粒物指的是可以通过通孔的颗粒物，粒径较大的颗粒物指的是无法通过通孔的颗粒物。声波频率不同，对气体、液体和固体颗粒物的振动团聚也有一定的影响，一般频率范围800-20000Hz，声压范围为70～160dB，声波团聚的最佳频率为1300Hz-1600Hz，声压级最佳范围为140dB-150dB。

声波团聚装置300还可以包括支撑架，支撑架设置于设备内腔101，声波发射器310设置于支撑架，通过支撑架可以更方便地安装声波发射器310。

设备内腔101具有底部101a和顶部101b，进气通道102、填料件200、进液通道103和分离装置400在自底部101a向顶部101b延伸的方向上依次设置，声波发射器310设置于进液通道103与分离装置400之间。

在本申请实施例中，在烟气从进气通道102进入设备内腔101的同时，吸收剂从进液通道103进入设备内腔101，烟气由底部101a向顶部101b流动，吸收剂由顶部101b向底部101a流动，在填料件200中，烟气中的二氧化碳与吸收剂相遇后被吸收，然后粒径较小的吸收剂颗粒物随着烟气中的气流向顶部101b流动。此时，在声波发射器310发射声波的情况下，粒径较小的吸收剂颗粒物不断地碰撞凝聚，从而形成粒径较大的吸收剂颗粒物，当粒径较大的吸收剂颗粒物随着烟气中的气流向顶部101b流动时，由于分离装置400上的通孔的孔径不满足粒径较大的吸收剂颗粒物所需要的通行条件，因此粒径较大的吸收剂颗粒物无法通过分离装置400上的通孔，也就无法跟随烟气被排放到外界环境中，从而可以减少吸收剂的损失，降低碳捕集系统的运行成本，同时有利于避免对环境造成污染。

进一步的实施例中，声波发射器310的数量为至少两个，且各声波发射器310位于不同的平面内。此实施例中，由于各声波发射器310不在垂直于第一方向的平面内，因此，声波发射器310发射的声波的能量不容易通过叠加而增强，为了可以获得较大的能量促进颗粒物之间的碰撞团聚，需要使声波发射器310以较大的功耗来维持较高的能量。故，另一种实施例中，各声波发射器310均位于第一平面内，第一平面垂直于第一方向，其中，第一方向平行于自底部101a向顶部101b延伸的方向。此实施例中，由于各声波发射器310均位于第一平面内，各声波发射器310发射的声波的能量可以在第一平面内叠加，从而使第一平面内的声波的能量更强，进而可以更好地促进颗粒物碰撞团聚，且不需要通过消耗较大的功耗来维持较高的能量。

一种可选的实施例中，每相邻两个声波发射器310之间的距离不相等。此种情况下，当声波发射器310发射声波时，由于各声波发射器310未均布在第一平面内，因此会造成第一平面内的部分区域的声波能量较强，部分区域的声波能量较弱，从而不利于第一平面内的颗粒物的碰撞团聚。故，另一种可选的实施例中，每相邻两个声波发射器310之间的距离均相等。此种情况下，在第一平面内的声波能量趋于均匀，因此，更有利于第一平面内的颗粒物的碰撞团聚。

一种可选的实施例中，在第一方向上，声波发射器310与分离装置400之间的距离为第一距离，声波发射器310与进液通道103之间的距离为第二距离，第一距离大于或等于第二距离。此实施例中，声波发射器310距离进液通道103较近，当吸收剂从进液通道103进入设备内腔101时，声波发射器310发射的声波容易使吸收剂先发生碰撞团聚形成粒径较大的颗粒物，从而使得吸收剂不容易充分地吸收二氧化碳，造成吸收剂的吸收效率较低。故，另一种可选的实施例中，第一距离小于第二距离。此实施例中，声波发射器310距离进液通道103较远，因此，声波发射器310发射的声波不容易促进从进液通道103进入设备内腔101的吸收剂发生碰撞团聚，因此可以使吸收剂更好地吸收二氧化碳，从而提升吸收剂的吸收效率。

一种实施例中，分离装置400包括第一分离件410、第二分离件420和第三分离件430，第一分离件410与声波发射器310相对，第三分离件430位于第一分离件410背离声波发射器310的一侧，第二分离件420位于第一分离件410与第二分离件420之间。通孔包括第一通孔、第二通孔和第三通孔，其中，第一通孔设置于第一分离件410，第二通孔设置于第二分离件420，第三通孔设置于第三分离件430。第一通孔具有第一孔径，第二通孔具有第二孔径，第三通孔具有第三孔径。其中，第二孔径大于第一孔径或第三孔径，或者第三孔径大于第一孔径或第二孔径。此实施例中，由于第一孔径、第二孔径和第三孔径的大小在自底部101a向顶部101b延伸的方向上不是依次减小的，因此分离装置400在分离碰撞团聚后的颗粒物时无法进行逐级分离，也就是说，分离装置400不能先将粒径较大的颗粒物分离，然后再分离粒径较小的颗粒物。故，另一种实施例中，第一孔径大于第二孔径，第二孔径大于第三孔径。此实施例中，当碰撞团聚后的颗粒物到达分离装置400时，粒径较大的颗粒物先被第一分离件410分离，粒径较小的颗粒物随后逐级地被第二分离件420和第三分离件430分离，如此不同粒径的颗粒物被孔径大小不同的第一分离件410、第二分离件420和第三分离件430分别逐级分离，从而可以提高分离装置400的分离效率。

进一步可选的实施例中，在垂直于第一分离件410的方向上，第一分离件410的正投影、第二分离件420的正投影大于或小于第三分离件430的正投影。此实施例中，由于第一分离件410、第二分离件420和第三分离件430对部分区域无法同时覆盖，从而导致部分区域的分离装置400对碰撞团聚后的颗粒物无法进行逐级分离，导致分离装置400的分离效果较差。故，另一种可选的实施例中，第一分离件410的正投影、第二分离件420的正投影均与第三分离件430的正投影重合。此实施例中，碰撞团聚后的颗粒物从任何一个区域经过分离装置400都可以被分离装置400逐级分离，因此，此实施例中的分离装置400的分离效果更好。

一种可选的实施例中，第一通孔具有第一轴线，第二通孔具有第二轴线，第三通孔具有第三轴线，其中，第一轴线、第二轴线和第三轴线不共线，且第一通孔、第二通孔和第三通孔错位设置，因此，第一分离件410容易对第二分离件420的第二通孔的入口进行分割，第二分离件420容易对第三分离件430的第三通孔的入口进行分割，从而不利于第二分离件420和第三分离件430对颗粒物进行分离。这里的入口指的是第一通孔、第二通孔和第三通孔朝向声波团聚装置300的一侧。故，另一种可选的实施例中，第一轴线、第二轴线和第三轴线共线。此实施例中，在第一轴线、第二轴线和第三轴线共线的情况下，第二分离件420的第二通孔的入口不易被第一分离件410分割，第三分离件430的第三通孔的入口不易被第二分离件420分割，从而有利于分离装置400对碰撞团聚后的颗粒物进行逐级分离。

一种实施例中，第一分离件410与第二分离件420之间具有第一预设距离，第三分离件430与第二分离件420之间第二预设距离。此种情况下，碰撞团聚后的颗粒物在分离装置400中流动的距离较长，不利于提升分离装置400的分离效率，且此种设置方式容易导致分离装置400占用的空间较大。故另一种实施例中，第一分离件410和第三分离件430均贴合于第二分离件420。此种情况下，碰撞团聚后的颗粒物在分离装置400中流动的距离较短，从而有利于提升分离装置400的分离效率，且此种设置方式有利于减小分离装置400占用的空间。

一种可选的实施例中，分离装置400为平板结构，平板结构上设有通孔。一般情况下，分离装置400上需要的通孔的数量较多且密集，因此在平板结构上不便于加工制造数量较多且密集的通孔。故，另一种可选的实施例中，分离装置400为丝网。通过丝线制备丝网时，可以直接在丝线之间形成数量较多且密集的通孔，因此，此实施例中的分离装置400更容易加工制造。

一种实施例中，声波团聚装置300还包括显示器320、控制系统330、功率放大器350和压缩式驱动器360，显示器320可以用于监测声波发射器310发射的声波的频率的大小以及监测设备内腔101中的压力大小，控制系统330可以用于对声波频率和压力进行控制。显示器320、控制系统330、功率放大器350、压缩式驱动器360和声波发射器310依次电连接，且功率放大器350和压缩式驱动器360均设置于设备内腔101。声波信号发生器340产生一定形式和频率的低压信号，经功率放大器350放大后，送至压缩式驱动器360产生声波，然后通过声波发射器310发射声波，声波促进颗粒物混合振荡，增加颗粒物的接触碰撞的概率。声波信号发生器340可产生正弦波、方波、三角波、脉冲波、以及任意波等多种波形。此实施例中，由于吸收剂中一般含有液体，而液体容易侵蚀功率放大器350和压缩式驱动器360，且将功率放大器350和压缩式驱动器360设置于设备内腔101中不利于检修，故，另一种实施例中，显示器320、控制系统330、功率放大器350和压缩式驱动器360均设置于设备主体100之外。此实施例可以避免液体对功率放大器350和压缩式驱动器360进行侵蚀，同时还有利于检修。

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)

1.一种碳捕集系统，其特征在于，包括设备主体(100)、填料件(200)、声波团聚装置(300)和分离装置(400)，所述分离装置(400)设有通孔；

所述设备主体(100)设有设备内腔(101)、进气通道(102)、进液通道(103)，所述进气通道(102)和所述进液通道(103)均与所述设备内腔(101)相连通；

所述声波团聚装置(300)包括声波发射器(310)，所述声波发射器(310)、所述填料件(200)和所述分离装置(400)均设置于所述设备内腔(101)；

所述设备内腔(101)具有底部(101a)和顶部(101b)，所述进气通道(102)、所述填料件(200)、所述进液通道(103)和所述分离装置(400)在自所述底部(101a)向所述顶部(101b)延伸的方向上依次设置，所述声波发射器(310)设置于所述进液通道(103)与所述分离装置(400)之间。

2.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述声波发射器(310)的数量为至少两个，且各所述声波发射器(310)均位于第一平面内，所述第一平面垂直于第一方向，

其中，所述第一方向平行于自所述底部(101a)向所述顶部(101b)延伸的方向。

3.根据权利要求2所述的碳捕集系统，其特征在于，每相邻两个所述声波发射器(310)之间的距离均相等。

4.根据权利要求2所述的碳捕集系统，其特征在于，在所述第一方向上，所述声波发射器(310)与所述分离装置(400)之间的距离为第一距离，所述声波发射器(310)与所述进液通道(103)之间的距离为第二距离，所述第一距离小于所述第二距离。

5.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述分离装置(400)包括第一分离件(410)、第二分离件(420)和第三分离件(430)，所述第一分离件(410)与所述声波发射器(310)相对，所述第三分离件(430)位于所述第一分离件(410)背离所述声波发射器(310)的一侧，所述第二分离件(420)位于所述第一分离件(410)与所述第二分离件(420)之间；

所述通孔包括第一通孔、第二通孔和第三通孔，其中，所述第一通孔设置于所述第一分离件(410)，所述第二通孔设置于所述第二分离件(420)，所述第三通孔设置于所述第三分离件(430)；

所述第一通孔具有第一孔径，所述第二通孔具有第二孔径，所述第三通孔具有第三孔径；

其中，所述第一孔径大于所述第二孔径，所述第二孔径大于所述第三孔径。

6.根据权利要求5所述的碳捕集系统，其特征在于，在垂直于所述第一分离件(410)的方向上，所述第一分离件(410)的正投影、所述第二分离件(420)的正投影均与所述第三分离件(430)的正投影重合。

7.根据权利要求5所述的碳捕集系统，其特征在于，所述第一通孔具有第一轴线，所述第二通孔具有第二轴线，所述第三通孔具有第三轴线，

其中，所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线共线。

8.根据权利要求5所述的碳捕集系统，其特征在于，所述第一分离件(410)和所述第三分离件(430)均贴合于所述第二分离件(420)。

9.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述分离装置(400)为丝网。

10.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述声波团聚装置(300)还包括显示器(320)、控制系统(330)、功率放大器(350)和压缩式驱动器(360)，所述显示器(320)、所述控制系统(330)、所述功率放大器(350)、所述压缩式驱动器(360)和所述声波发射器(310)依次电连接，且所述显示器(320)、所述控制系统(330)、所述功率放大器(350)和所述压缩式驱动器(360)均设置于所述设备主体(100)之外。

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