CN217939717U

CN217939717U - 一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置

Info

Publication number: CN217939717U
Application number: CN202222281838.5U
Authority: CN
Inventors: 丁恩振; 刘安钢
Original assignee: Pioneer Guochuang Plasma Research Institute Fuyang Co ltd
Current assignee: Beijing Oriental Yanzhong Industrial Development Group Co ltd
Priority date: 2022-08-27
Filing date: 2022-08-27
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2032-08-27

Abstract

本申请提供一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，涉及工业设备技术领域。一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其包括壳体，上述壳体内设置有旋风筒，上述旋风筒的底部与上述壳体的底部连接；上述旋风筒与上述壳体之间形成腔体，上述腔体内设置有密封挡板，上述密封挡板套设于上述旋风筒且与上述壳体内壁连接，上述密封挡板将上述腔体分割为第一腔室和第二腔室，上述第一腔室位于上述第二腔室上方；上述旋风筒侧壁设置有冷却腔，上述旋风筒侧壁还设置有第一喷射组件和第二喷射组件，上述第一喷射组件位于上述第一腔室，上述第二喷射组件位于上述第二腔室；其能够有效捕集工业烟气中的二氧化碳，装置结构简单，成本低，安全性和实用价值高。

Description

一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置

技术领域

本申请涉及工业设备技术领域，具体而言，涉及一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置。

背景技术

自工业革命以来，由于人类活动排放了大量的二氧化碳等温室气体，使得大气中温室气体的浓度急剧升高，结果造成温室效应日益增强。为此，需要对工业烟气中的二氧化碳进捕集。

目前工业上对二氧化碳进行捕集的常有方法有化学吸附、物理吸附、高压液化、分子筛等技术手段。如公开号CN114602294A公开了一种用于捕集CO2的两相吸收剂，通过化学吸收的手段对二氧化碳进行捕集；又如授权公告号CN214222307U公开了一种工业废气二氧化碳富集液化工艺集成系统，采用高压液化的方式对二氧化碳进行捕集储存。

而在实际生产的过程中，吸附法工艺繁杂，稳定性和安全性较差，高压液化容易产生泄露等安全事故，成本较高，难以在工业上大规模推广应用。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其能够有效捕集工业烟气中的二氧化碳，装置结构简单，成本低，安全性和实用价值高。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请提供一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其包括壳体，上述壳体内设置有旋风筒，上述旋风筒的底部与上述壳体的底部连接；上述旋风筒与上述壳体之间形成腔体，上述腔体内设置有密封挡板，上述密封挡板套设于上述旋风筒且与上述壳体内壁连接，上述密封挡板将上述腔体分割为第一腔室和第二腔室，上述第一腔室位于上述第二腔室上方；上述旋风筒侧壁设置有冷却腔，上述旋风筒侧壁还设置有第一喷射组件和第二喷射组件，上述第一喷射组件位于上述第一腔室，上述第二喷射组件位于上述第二腔室。

进一步的，在本申请的一些实施例中，上述第一喷射组件包括多个第一气流喷嘴，上述第二喷射组件包括多个第二气流喷嘴，上述第一气流喷嘴和上述第二气流喷嘴均穿设于上述旋风筒侧壁，上述第一气流喷嘴和上述第二气流喷嘴的进气端均位于上述腔体内，出气端均位于上述旋风筒内部且位置低于进气端。

进一步的，在本申请的一些实施例中，上述旋风筒包括柱体筒和锥体筒，上述锥体筒口径较大的一端与上述柱体筒的端部连接，上述锥体筒口径较小的一端与上述壳体的底部连接且与外界连通；上述密封挡板位于上述柱体筒和上述锥体筒之间，上述柱体筒位于上述第一腔室内，上述锥体筒位于上述第二腔室内。

进一步的，在本申请的一些实施例中，还包括中高压鼓风机，上述中高压鼓风机通过管道与上述第一腔室连通。

进一步的，在本申请的一些实施例中，还包括空气压缩机，上述空气压缩机通过管道与上述第二腔室连通。

进一步的，在本申请的一些实施例中，连接上述空气压缩机与上述第二腔室的管道上设置有加料管。

进一步的，在本申请的一些实施例中，还包括循环冷却装置，上述循环冷却装置设置有出口和进口，上述出口通过管道与上述冷却腔的底部连通，上述进口通过管道与上述冷却腔的顶部连通。

进一步的，在本申请的一些实施例中，还包括收集组件，上述收集组件与上述壳体底部连接且与上述旋风筒内部连通。

进一步的，在本申请的一些实施例中，上述收集组件包括收集管和收集箱，上述收集管的一端与上述壳体底部连接且与上述旋风筒内部连通，另一端与上述收集箱连通。

进一步的，在本申请的一些实施例中，上述收集管侧壁还设置有排气管。

相对于现有技术，本申请实施例至少具有如下优点或有益效果：

本申请实施例提供了一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其包括壳体，上述壳体内设置有旋风筒，上述旋风筒的底部与上述壳体的底部连接；上述旋风筒与上述壳体之间形成腔体，上述腔体内设置有密封挡板，上述密封挡板套设于上述旋风筒且与上述壳体内壁连接，上述密封挡板将上述腔体分割为第一腔室和第二腔室，上述第一腔室位于上述第二腔室上方；上述旋风筒侧壁设置有冷却腔，上述旋风筒侧壁还设置有第一喷射组件和第二喷射组件，上述第一喷射组件位于上述第一腔室，上述第二喷射组件位于上述第二腔室。

这样的一种工业烟气二氧化碳补集转化装置，在实际使用的时候，将工业烟气通过鼓风机等设备送入至上述壳体内部的上述第一腔室内，并通过上述第一喷射组件将烟气高速喷入至上述旋风筒内部使烟气沿上述旋风筒内壁向下旋转。在此过程中，上述冷却腔内填充有冷却介质，能够对旋转的烟气进行冷却；同时将新鲜空气送入至上述第二腔室内，并通过上述第二喷射组件将新鲜空气高速喷入至上述旋风筒的下部使新鲜空气同样沿旋风筒内壁旋转；此时，上述锥形筒的上部为高速向下旋转的烟气气流，下部分为高速向下旋转的空气气流，上部的高速气流在下部的高速气流所产生的压差拖拽下，会使得上部烟气更加快速的绕上述旋风筒内壁向下旋转运动，同时在上述冷却腔内冷却介质的作用下，最终会在上述旋风筒的内部形成趋壁“超重离心冷冻压力场”。在此条件下，工业烟气中的水分凝结成滴，烟气中的一氧化碳、二氧化碳与新鲜空气中在“超重离心冷冻压力场”所提供的压力及温度条件下，改变了在平常条件下不易反应的化学反应压力平衡参数，使得三者能够迅速反应生产碳酸；同理的，还可以将工业烟气中含有的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等毒害物质反应形成相应的酸。具体反应如下：

2CO+2CO₂+4H₂O+O₂→4H₂CO₃

CO₂+H₂O→H₂CO₃

4NO+2H₂O+3O₂→4HNO₃

4NO₂+2H₂O+O₂→4HNO₃

2SO₂+2H₂O+O₂→2H₂SO₄

此外，若在上述旋风筒内适当引入液氮或氨水，在“超重离心冷冻压力场”所提供的条件下就能够使其与得到的碳酸反应生成含有少量硝酸铵和硫酸铵的碳酸氢铵复合肥，再对其进行简单的脱水处理即可得到碳酸氢铵含量高达97％以上的农用复合肥。相关反应如下：

H₂CO₃+NH₃→NH₄HCO₃

H₂SO₄+2NH₃→(NH₄)₂SO₄

HNO₃+NH₃→NH₄NO₃

整个设备结构简单，能够在实现对烟气二氧化碳捕集的同时对烟气进行净化，同时还能够进一步将捕集得到的二氧化碳转化为复合氮肥，实现资源的回收再利用；使用时整个工艺过程安全稳定，简单快捷，稳定性高，成本低廉，具有节能减排、经济环保、节约资源等特点，实用价值高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员而言，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相关的附图。

图1为本申请提供的工业烟气二氧化碳捕集转化装置的结构示意图。

图标：1、壳体；11、密封挡板；2、旋风筒；21、柱体筒；22、锥体筒；23、冷却腔；3、第一腔室；4、第二腔室；5、第一气流喷嘴；6、第二气流喷嘴；7、加料管；8、收集管；81、排气管；9、收集箱；100、循环冷却装置；101、进口；102、出口；200、中高压鼓风机；300、空气压缩机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

请参考图1，本实施例提供一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其包括壳体1，上述壳体1内设置有旋风筒2，上述旋风筒2的底部与上述壳体1的底部连接；上述旋风筒2与上述壳体1之间形成腔体，上述腔体内设置有密封挡板11，上述密封挡板11套设于上述旋风筒2且与上述壳体1内壁连接，上述密封挡板11将上述腔体分割为第一腔室3和第二腔室4，上述第一腔室3位于上述第二腔室4上方；上述旋风筒2侧壁设置有冷却腔23，上述旋风筒2侧壁还设置有第一喷射组件和第二喷射组件，上述第一喷射组件位于上述第一腔室3，上述第二喷射组件位于上述第二腔室4。

在本实施例中，实际使用的时候，将工业烟气通过鼓风机等设备送入至上述壳体1内部的上述第一腔室3内，并通过上述第一喷射组件将烟气高速喷入至上述旋风筒2内部使烟气沿上述旋风筒2内壁向下旋转。在此过程中，上述冷却腔23内填充有冷却介质，能够对旋转的烟气进行冷却；同时将新鲜空气送入至上述第二腔室4内，并通过上述第二喷射组件将新鲜空气高速喷入至上述旋风筒2的下部使新鲜空气同样沿旋风筒2内壁旋转；此时，上述锥形筒的上部为高速向下旋转的烟气气流，下部分为高速向下旋转的空气气流，上部的高速气流在下部的高速气流所产生的压差拖拽下，会使得上部烟气更加快速的绕上述旋风筒2内壁向下旋转运动，同时在上述冷却腔23内冷却介质的作用下，最终会在上述旋风筒2的内部形成趋壁“超重离心冷冻压力场”。在此条件下，工业烟气中的水分凝结成滴，烟气中的一氧化碳、二氧化碳与新鲜空气中在“超重离心冷冻压力场”所提供的压力及温度条件下，改变了在平常条件下不易反应的化学反应压力平衡参数，使得三者能够迅速反应生产碳酸；同理的，还可以将工业烟气中含有的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等毒害物质反应形成相应的酸。若在上述旋风筒2内适当引入液氮或氨水，在“超重离心冷冻压力场”所提供的条件下就能够使其与得到的碳酸反应生成含有少量硝酸铵和硫酸铵的碳酸氢铵复合肥，再对其进行简单的脱水处理即可得到碳酸氢铵含量高达97％以上的农用复合肥。

实施例2

请参考图1，在本申请的一些实施例中，上述第一喷射组件包括多个第一气流喷嘴5，上述第二喷射组件包括多个第二气流喷嘴6，上述第一气流喷嘴5和上述第二气流喷嘴6均穿设于上述旋风筒2侧壁，上述第一气流喷嘴5和上述第二气流喷嘴6的进气端均位于上述腔体内，出气端均位于上述旋风筒2内部且位置低于进气端。

在本实施例中，通过朝向上述旋风筒2内部倾斜向下的多个上述第一气流喷嘴5和多个上述第二气流喷嘴6能够更好的实现气流沿上述旋风筒2内壁高速向下旋转，效果更好。其中上述第二喷嘴的气流喷射速度大于上述第一气流喷嘴5，以便通过压差来加速拖拽上方的烟气气流。

实施例3

请参考图1，在本申请的一些实施例中，上述旋风筒2包括柱体筒21和锥体筒22，上述锥体筒22口径较大的一端与上述柱体筒21的端部连接，上述锥体筒22口径较小的一端与上述壳体1的底部连接且与外界连通；上述密封挡板11位于上述柱体筒21和上述锥体筒22之间，上述柱体筒21位于上述第一腔室3内，上述锥体筒22位于上述第二腔室4内。

在本实施例中，这样设置能够使装置结构更加合理，有助于增强捕集效果。

实施例4

请参考图1，在本申请的一些实施例中，还包括中高压鼓风机200，上述中高压鼓风机200通过管道与上述第一腔室3连通。

在本实施例中，能够通过上述中高压鼓风机200将工业烟气送入上述第一腔室3中以便于进行后续处理。

实施例5

请参考图1，在本申请的一些实施例中，还包括空气压缩机300，上述空气压缩机300通过管道与上述第二腔室4连通。

在本实施例中，能够通过上述空气压缩机300将新鲜空气送入至上述第二腔室4内以便于后续操作使用。

实施例6

请参考图1，在本申请的一些实施例中，连接上述空气压缩机300与上述第二腔室4的管道上设置有加料管7。

在本实施例中，能够通过上述加料管7在向上述第二腔室4内送入新鲜空气的同时加入液氮或氨水，用以将捕集到的二氧化碳反应转化为碳酸氢铵复合肥，实现资源的再利用。

实施例7

请参考图1，在本申请的一些实施例中，还包括循环冷却装置100，上述循环冷却装置100设置有出口102和进口101，上述出口102通过管道与上述冷却腔23的底部连通，上述进口101通过管道与上述冷却腔23的顶部连通。

在本实施例中，能够通过循环冷却装置100将冷却介质通过上述出口102送入至上述冷却腔23的底部，对上述旋风筒2的内部气流进行冷却，然后从上述冷却腔23的顶部流出并通过上述进口101返回至上述循环冷却装置100中，实现冷却介质的循环利用。

实施例8

请参考图1，在本申请的一些实施例中，还包括收集组件，上述收集组件与上述壳体1底部连接且与上述旋风筒2内部连通。

实施例9

请参考图1，在本申请的一些实施例中，上述收集组件包括收集管8和收集箱9，上述收集管8的一端与上述壳体1底部连接且与上述旋风筒2内部连通，另一端与上述收集箱9连通。

在本实施例中，能够通过上述收集管8和上述收集箱9对捕集净化得到的混酸进行收集，或对反应得到的碳酸氢铵复合肥进行收集。

实施例10

请参考图1，在本申请的一些实施例中，上述收集管8侧壁还设置有排气管81。

在本实施例中，能够通过上述排气管81将净化处理后的洁净废气排出。对于一般的工业燃烧产生的烟气。

综上，本申请的实施例提供一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其通过将工业烟气通过鼓风机等设备送入至上述壳体1内部的上述第一腔室3内，并通过上述第一喷射组件将烟气高速喷入至上述旋风筒2内部使烟气沿上述旋风筒2内壁向下旋转。在此过程中，上述冷却腔23内填充有冷却介质，能够对旋转的烟气进行冷却；同时将新鲜空气送入至上述第二腔室4内，并通过上述第二喷射组件将新鲜空气高速喷入至上述旋风筒2的下部使新鲜空气同样沿旋风筒2内壁旋转；此时，上述锥形筒的上部为高速向下旋转的烟气气流，下部分为高速向下旋转的空气气流，上部的高速气流在下部的高速气流所产生的压差拖拽下，会使得上部烟气更加快速的绕上述旋风筒2内壁向下旋转运动，同时在上述冷却腔23内冷却介质的作用下，最终会在上述旋风筒2的内部形成趋壁“超重离心冷冻压力场”。在此条件下，工业烟气中的水分凝结成滴，烟气中的一氧化碳、二氧化碳与新鲜空气中在“超重离心冷冻压力场”所提供的压力及温度条件下，改变了在平常条件下不易反应的化学反应压力平衡参数，使得三者能够迅速反应生产碳酸；同理的，还可以将工业烟气中含有的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等毒害物质反应形成相应的酸。若在上述旋风筒2内适当引入液氮或氨水，在“超重离心冷冻压力场”所提供的条件下就能够使其与得到的碳酸反应生成含有少量硝酸铵和硫酸铵的碳酸氢铵复合肥，再对其进行简单的脱水处理即可得到碳酸氢铵含量高达97％以上的农用复合肥。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，其包括壳体，所述壳体内设置有旋风筒，所述旋风筒的底部与所述壳体的底部连接；所述旋风筒与所述壳体之间形成腔体，所述腔体内设置有密封挡板，所述密封挡板套设于所述旋风筒且与所述壳体内壁连接，所述密封挡板将所述腔体分割为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室位于所述第二腔室上方；所述旋风筒侧壁设置有冷却腔，所述旋风筒侧壁还设置有第一喷射组件和第二喷射组件，所述第一喷射组件位于所述第一腔室，所述第二喷射组件位于所述第二腔室。

2.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，所述第一喷射组件包括多个第一气流喷嘴，所述第二喷射组件包括多个第二气流喷嘴，所述第一气流喷嘴和所述第二气流喷嘴均穿设于所述旋风筒侧壁，所述第一气流喷嘴和所述第二气流喷嘴的进气端均位于所述腔体内，出气端均位于所述旋风筒内部且位置低于进气端。

3.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，所述旋风筒包括柱体筒和锥体筒，所述锥体筒口径较大的一端与所述柱体筒的端部连接，所述锥体筒口径较小的一端与所述壳体的底部连接且与外界连通；所述密封挡板位于所述柱体筒和所述锥体筒之间，所述柱体筒位于所述第一腔室内，所述锥体筒位于所述第二腔室内。

4.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，还包括中高压鼓风机，所述中高压鼓风机通过管道与所述第一腔室连通。

5.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，还包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管道与所述第二腔室连通。

6.根据权利要求5所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，连接所述空气压缩机与所述第二腔室的管道上设置有加料管。

7.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，还包括循环冷却装置，所述循环冷却装置设置有出口和进口，所述出口通过管道与所述冷却腔的底部连通，所述进口通过管道与所述冷却腔的顶部连通。

8.根据权利要求1所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，还包括收集组件，所述收集组件与所述壳体底部连接且与所述旋风筒内部连通。

9.根据权利要求8所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，所述收集组件包括收集管和收集箱，所述收集管的一端与所述壳体底部连接且与所述旋风筒内部连通，另一端与所述收集箱连通。

10.根据权利要求9所述的工业烟气二氧化碳捕集转化装置，其特征在于，所述收集管侧壁还设置有排气管。