TWM554378U - 超重力碳酸化裝置 - Google Patents

Description

超重力碳酸化裝置

本新型係一種捕獲煙氣二氧化碳之裝置，特別關於一種利用超重力碳酸化裝置，將一包含鹼性物質組分均勻分散於該裝置內，並與一包含二氧化碳的煙氣進行碳酸化作用，形成一經處理煙氣，以達到去除煙氣中二氧化碳之目的。

工業或發電廠所排放之煙氣中，大多含有溫室氣體(例如：二氧化碳等)，若將此含二氧化碳之煙氣直接排入大氣中，恐會加劇全球暖化的速率，因此，在此類事業別的煙氣排放前，須透過適當裝置處理，將其中所含的二氧化碳分離捕獲，以降低溫室氣體對環境之潛在危害。另一方面，工業或發電廠常伴隨大量鹼性固體廢棄物產出，例如：爐碴、飛灰、底灰，及污泥等，此類鹼性固體廢棄物通常含有高活性化合物(例如：游離態氧化鈣、游離態氧化鎂等)，含量介於0.1%至15%不等，資源化應用前必須進行一安定化程序。

近年來，加速碳酸化反應備受重視，因其可結合該類鹼性固體廢棄物與煙氣中二氧化碳，降低鹼性固體廢棄物中高活性化合物的含量，並減少煙氣二氧化碳的排放，具有顯著環境效益。然，為有效提升加速碳酸化反應的速率及處理容量，文獻中常使用高溫/高壓的壓力鍋裝置， 亦或使用常壓的漿體反應槽裝置於長達數小時的時間下進行，始能達到較好的碳酸化效率。此類加速碳酸化裝置多需較大占地面積，且耗費時間及大量能源去處理，造成此類裝置成本較高。

有鑑於上述，現有加速碳酸化裝置作為溫室氣體捕獲設備存在著上述的缺點，故有必要設計一種新穎且能解決至少一個現有技術之缺點之加速碳酸化設備。

因此，本新型之目的，係在提供一種高效率捕獲煙氣中二氧化碳之裝置，相較習知的加速碳酸化捕獲二氧化碳裝置，此新型具有碳酸化效率較高、裝置占地較小，及操作成本較低之優點。

於是，本新型超重力碳酸化裝置，用於將一包含鹼性物質組分均勻分散於該裝置內，與一包含二氧化碳的煙氣進行碳酸化作用，形成一經處理煙氣，以達到去除煙氣中二氧化碳之目的。該超重力碳酸化裝置包括：一個超重力碳酸化反應器，界定出一用來供該鹼性物質組分與該煙氣作用之超重力反應室，且包括一連通該超重力反應室且用來供該煙氣進入的進氣口、一連通該超重力反應室且用來供該經處理煙氣排出的出氣口、一連通該超重力反應室且用來供與該鹼性物質組進入的進料口，及一連通該超重力反應室且用來供與該煙氣作用後的鹼性物質組分排出的出料口；一個混合單元，界定出一用來供該鹼性物質組分充分混合之單元，包括一連接該混合單元且用來輸送該固態鹼性吸附材的第一輸送單元、 一連接該混合單元且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元，及一連接該超重力碳酸化反應器的進料口且用來輸送該鹼性物質組分的第三輸送單元，該鹼性物質組分是在該混合單元中形成；及一個液固分離單元，界定出一用來供該煙氣作用後的鹼性物質組分進行液固分離之分離器，包括一連接該混合單元且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元，及一連接該出料口且用來輸送該煙氣作用後的鹼性物質組分的第四輸送單元。

本新型之功效在於：該超重力碳酸化裝置透過結構設計，在一實施態樣中是經該第一輸送單元將該固態鹼性吸附材輸送至該混合單元中，該第二輸送單元將該液態吸收劑輸送至該混合單元中，透過該混合單元具有將固相物質與液相物質形成一均勻相的功能，充分混合形成該鹼性物質組分。該第三輸送單元將該鹼性物質組分輸送至該超重力反應室中，讓該鹼性物質組分與該煙氣接觸進行加速碳酸化反應，而強化相間的微混合及質傳效率，以達到本新型之目的。

1‧‧‧超重力碳酸化反應器

11‧‧‧超重力反應室

12‧‧‧進氣口

13‧‧‧出氣口

14‧‧‧進料口

15‧‧‧出料口

2‧‧‧混合單元

3‧‧‧輸送機構

31‧‧‧第一輸送單元

32‧‧‧第二輸送單元

33‧‧‧第三輸送單元

34‧‧‧第四輸送單元

35‧‧‧第五輸送單元

36‧‧‧第六輸送單元

4‧‧‧控制機構

41‧‧‧第一調節閥單元

42‧‧‧第二調節閥單元

43‧‧‧第三調節閥單元

44‧‧‧第四調節閥單元

45‧‧‧第五調節閥單元

5‧‧‧液固分離單元

6‧‧‧驅動裝置

7‧‧‧溫度調節裝置

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：第1圖係本新型超重力碳酸化裝置的實施例的一示意圖。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本新型將就以下實施例來作進一步說明，然，應瞭解的是， 以下實施例僅為例示說明之用，不應被解釋為本新型實施之限制。

本新型超重力碳酸化裝置，用於將一包含鹼性物質組分均勻分散於該裝置內，與一包含二氧化碳的煙氣進行碳酸化作用，形成一經處理煙氣。該鹼性物質組分是由固態鹼性吸附材及液態吸收劑混合所形成，該固態鹼性吸附材例如但不限於：鹼性爐碴、鹼性飛灰、鹼性底灰、鹼性集塵灰、鹼性煤灰、鹼性污泥等，該液態吸收劑例如但不限於：自來水、工業製程無機廢水、濃鹽水、鹼性化學溶液等。

參閱圖1，本新型超重力碳酸化裝置之一實施例，包含一個超重力碳酸化反應器(1)、一個混合單元(2)、一個輸送機構(3)、一個控制機構(4)、一個液固分離單元(5)、一個溫度調節裝置(6)，及一個驅動裝置(7)。

該超重力碳酸化反應器(1)界定出一用來供該鹼性物質組分與該煙氣作用之超重力反應室(11)，且包括一連通該超重力反應室(11)且用來供該煙氣進入的進氣口(12)、一連通該超重力反應室(11)且用來供該經處理煙氣排出的出氣口(13)、一連通該超重力反應室(11)且用來供與該鹼性物質組分進入的進料口(14)，及一連通該超重力反應室(11)且用來供與該煙氣作用後的鹼性物質組分排出的出料口(15)。

該混合單元(2)界定出一用來供該鹼性物質組分充分混合之單元，該鹼性物質組分是在該混合單元中形成。該混合單元(2)的具體例可為一文氏管，或者是一自吸式投料器，或者是一攪拌槽。其中自吸式投料器的具體態樣例如但不限於中國專利公開案CN 101274231A的自 吸式投料機。

該輸送機構(3)包括一連接該混合單元(2)且用來輸送該固態鹼性吸附材的第一輸送單元(31)、一連接該混合單元(2)且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元(32)、一連接該超重力碳酸化反應器的進料口(14)且用來輸送該鹼性物質組分的第三輸送單元(33)、一連接該超重力碳酸化反應器的出料口(15)且用來輸送該煙氣作用後的鹼性物質組分的第四輸送單元(34)、一用來輸送部分該與煙氣作用後的鹼性物質組分的第五輸送單元(35)，及一用來輸送分離後固態鹼性吸附材的第六輸送單元(36)。

該液固分離單元(5)界定出一用來供該煙氣作用後的鹼性物質組分進行液固分離之單元，包括一連接該混合單元(2)且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元(32)、一連接該超重力碳酸化反應器的出料口(15)且用來輸送該煙氣作用後的鹼性物質組分的第四輸送單元(34)，及用來輸送分離後固態鹼性吸附材的第六輸送單元(36)。該液固分離單元(5)安裝於該超重力碳酸化反應器(1)下方，將該與煙氣作用後的鹼性物質組分透過重力流方式，從該超重力碳酸化反應器的出料口(15)藉由第四輸送單元(34)送至該液固分離單元(5)。

在該實施例中，該第一輸送單元(31)將該固態鹼性吸附材輸送至該混合單元(2)中，該第二輸送單元(32)將該液態吸收劑輸送至該混合單元(2)中，透過該混合單元(2)具有將固相物質與液相物質形成一均勻相的功能，充分混合形成該鹼性物質組分。該第三輸送單元(33)將該鹼性物質組分輸送至該超重力反應室(11)中，透過 該超重力碳酸化反應器(1)讓該鹼性物質組分與該煙氣接觸作用，在該超重力反應室(11)中進行碳酸化反應，而並能同時強化固相、液相及氣相等三相間的微混合效率，使得本新型超重力碳酸化裝置能於短暫的接觸時間內，於常壓下獲得高碳酸化效率，故確實能達成本新型之目的。

較佳地，還可視需要在該超重力碳酸化裝置中裝設有利於輸送該固態鹼性吸附材及該液態吸收劑的裝置。例如在該實施例中，該控制機構(4)包括一安裝在該第一輸送單元(31)且用來控制該固態鹼性吸附材的流量的第一調節閥單元(41)、一安裝在該第二輸送單元(32)且用來控制該液態吸收劑的流量的第二調節閥單元(42)、一安裝在該第三輸送單元(33)且用來控制該鹼性物質組分的流量的第三調節閥單元(43)、一安裝在該第四輸送單元(34)且用來控制與該煙氣作用後的鹼性物質組分的流量的第四調節閥單元(44)，及一安裝在該第五輸送單元(35)且用來控制部分該與煙氣作用後的鹼性物質組分的流量的第五調節閥單元(45)。

該驅動裝置(6)分別安裝在該第二輸送單元(32)且位於該液固分離單元(5)下游並用來加速該液態吸收劑的流動，及安裝在該第五輸送單元(35)並用來加速部分該與煙氣作用後的鹼性物質組分的流動。該驅動裝置(6)的具體態樣為幫浦。

該溫度調節裝置(7)安裝在該第二輸送單元(32)且位於該驅動裝置(5)下游並用來調節該液態吸收劑的溫度。該溫度調節裝置(7)的具體態樣為熱交換器。

惟以上所述者，僅為本新型之實施利而已，當不能以此限定 本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧超重力碳酸化反應器

11‧‧‧超重力反應室

12‧‧‧進氣口

13‧‧‧出氣口

14‧‧‧進料口

15‧‧‧出料口

2‧‧‧混合單元

3‧‧‧輸送機構

31‧‧‧第一輸送單元

32‧‧‧第二輸送單元

33‧‧‧第三輸送單元

34‧‧‧第四輸送單元

35‧‧‧第五輸送單元

36‧‧‧第六輸送單元

4‧‧‧控制機構

41‧‧‧第一調節閥單元

42‧‧‧第二調節閥單元

43‧‧‧第三調節閥單元

44‧‧‧第四調節閥單元

45‧‧‧第五調節閥單元

5‧‧‧液固分離單元

6‧‧‧驅動裝置

7‧‧‧溫度調節裝置

Claims (10)

1. 一種超重力碳酸化裝置，用於將一包含鹼性物質組分均勻分散於該裝置內，與一包含二氧化碳的煙氣進行碳酸化作用，形成一經處理煙氣，其中，該鹼性物質組分包括固態鹼性吸附材及液態吸收劑混合所形成，該超重力碳酸化裝置包括：一個超重力碳酸化反應器，界定出一用來供該鹼性物質組分與該煙氣作用之超重力反應室，且包括一連通該超重力反應室且用來供該煙氣進入的進氣口、一連通該超重力反應室且用來供該經處理煙氣排出的出氣口、一連通該超重力反應室且用來供與該鹼性物質組進入的進料口，及一連通該超重力反應室且用來供與該煙氣作用後的鹼性物質組分排出的出料口；一個混合單元，界定出一用來供該鹼性物質組分充分混合之單元，包括一連接該混合單元且用來輸送該固態鹼性吸附材的第一輸送單元、一連接該混合單元且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元，及一連接該超重力碳酸化反應器的進料口且用來輸送該鹼性物質組分的第三輸送單元，該鹼性物質組分是在該混合單元中形成；及一個液固分離單元，界定出一用來供該煙氣作用後的鹼性物質組分進行液固分離之分離器，包括一連接該混合單元且用來輸送該液態吸收劑的第二輸送單元，及一連接該出料口且用來輸送該煙氣作用後的鹼性物質組分的第四輸送單元。
2. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，其中，該液固分離單元安裝於該超重力碳酸化反應器下方，將該與煙氣作用後的鹼性物質組分透過重力流方式，從該超重力碳酸化反應器的出料口藉由第四輸送單元送至該液固分離單元。
3. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，還包含一控制機構，且該控制機構還包括一安裝在該第一輸送單元且用來控制該固態鹼性吸附材的流量的第一調節閥單元、一安裝在該第二輸送單元且用來控制該液態吸收劑的流量的第二調節閥單元，及一安裝在該第三輸送單元且用來控制該鹼性物質組分的流量的第三調節閥單元。
4. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，還包括一用來輸送部分該與煙氣作用後的鹼性物質組分的第五輸送單元。
5. 如請求項4所述的超重力碳酸化裝置，其中，該第五輸送單元還連接至該超重力碳酸化反應器的進料口。
6. 如請求項4所述的超重力碳酸化裝置，其中，該第五輸送單元還包括一用來驅動該煙氣作用後的鹼性物質組分的驅動裝置。
7. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，其中，該混合單元還包括一安裝在該第二輸送單元且位於該液固分離單元下游並用來加速該液態吸收劑流動的驅動裝置。
8. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，其中，該混合單元還包括一安裝在該第二輸送單元且位於該驅動裝置下游並用來控制該液態吸收劑的溫度的溫度調節裝置。
9. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，其中，該液固分離單元還包括一用來輸送分離後所得反應後固態鹼性吸附材的第六輸送單元。
10. 如請求項1所述的超重力碳酸化裝置，其中，該混合單元是一文氏管、一自吸式投料器，或者是一攪拌槽。