一種二氧化碳捕集設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二氧化碳捕集設(shè)備，屬于二氧化碳?xì)怏w處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳捕集設(shè)備在工業(yè)上已有具體的應(yīng)用，其中，現(xiàn)有的二氧化碳捕集設(shè)備主要由富液泵、貧液泵、吸收塔、脫吸塔和換熱器組成，富液泵一側(cè)與吸收塔底端連通，另一側(cè)通過換熱器與脫吸塔頂端連通，貧液泵一側(cè)與脫吸塔底端連通，另一側(cè)通過換熱器與吸收塔頂端連通，換熱器位于吸收塔和脫吸塔之間，脫吸塔中設(shè)有再沸器。
[0003]但是，現(xiàn)有的二氧化碳捕集設(shè)備存在以下缺陷:
[0004]一、運(yùn)行過程中易產(chǎn)生的雜質(zhì)；
[0005]二、現(xiàn)有熱交換器和冷凝器通常為板翅式結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過程中易被雜質(zhì)和副產(chǎn)物堵塞；
[0006]三、在貧液泵之后，進(jìn)入解吸塔之前易發(fā)生生產(chǎn)參數(shù)波動(dòng)引起的進(jìn)入解吸塔溶液溫度偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化碳捕集設(shè)備，所述設(shè)備可過濾雜質(zhì)，避免堵塞，并解決了生產(chǎn)參數(shù)波動(dòng)引起的溶液溫度偏低問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案。
[0009]一種二氧化碳捕集設(shè)備，所述設(shè)備主要包括吸收塔、風(fēng)機(jī)、冷凝器A、解吸塔、加熱器、加熱元件、貧富液熱交換器、貧液泵、富液泵和過濾器。
[0010]其中，吸收塔為圓柱狀填料塔，填料分兩段或者兩段以上裝填，高度和直徑比可為1:1?20:1。吸收塔的材料可為碳鋼、不銹鋼、鈦合金、玻璃鋼或水泥澆筑等；煙道氣進(jìn)入吸收塔有兩種方式，即從塔下半段進(jìn)入形成逆流吸收，和從塔上半段進(jìn)入形成并流吸收；吸收塔中氣相和液相的體積比為氣液比，氣液比可為100?3000。二氧化碳吸收劑在吸收塔吸收二氧化碳以后的溶液稱為富液。
[0011]風(fēng)機(jī)的作用是將需要含有二氧化碳的煙道氣輸入吸收塔，一個(gè)吸收塔配有備一個(gè)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓可為5000Pa?20000Pa。
[0012]冷凝器A用于冷卻從解吸塔出來將要進(jìn)入吸收塔中的貧液，為螺旋板熱冷凝器。
[0013]解吸塔是將二氧化碳吸收劑加熱分解釋放二氧化碳的設(shè)備，工作溫度為80°C?120°C，需再生的富液由解吸塔上部進(jìn)入，在塔釜熱交換再生。在解吸塔中脫除二氧化碳再生后的二氧化碳吸收劑稱為貧液。
[0014]加熱器用于進(jìn)一步預(yù)熱從貧富液熱交換器中出來將要進(jìn)入解吸塔的富液。
[0015]加熱元件為解吸塔熱交換提供熱源，可為鍋爐。
[0016]貧富液熱交換器用于貧富液的熱交換，可預(yù)熱富液，為螺旋板熱交換器。
[0017]貧液泵和富液泵均為液體泵，作用是將貧液和富液在吸收塔和解吸塔之間循環(huán)，有兩臺(tái)富液泵和兩臺(tái)貧液泵，均是一用一備。
[0018]過濾器的作用是過濾清潔溶液中的固體顆粒物雜質(zhì)和高分子粘性有機(jī)物，避免管路和換熱器等部位結(jié)垢，過濾器采用雙回路設(shè)計(jì)，即在清理或更換一處過濾器時(shí)，可以有另一路的管路通暢，保證設(shè)備正常的運(yùn)行。雙回路可以設(shè)置在管路的任何位置，以方便維修操作為宜。
[0019]風(fēng)機(jī)與吸收塔通過管路連通，吸收塔底部通過一條管路依次與富液泵、貧富液熱交換器、加熱器和解吸塔塔頂連通，使富液由解吸塔頂部進(jìn)入解吸塔再生，解吸塔底部通過一條管路依次與貧富液熱交換器、貧液泵、冷凝器A和吸收塔頂部連通，使貧液進(jìn)入吸收塔與含二氧化碳的煙道氣進(jìn)行交換，吸收二氧化碳。在貧富液相輸送的管路上設(shè)有過濾器；貧富液熱交換器與解吸塔底部之間連接有加熱元件；吸收塔和解吸塔頂端分別設(shè)有回收裝置。
[0020]所述回收裝置可為氣液分離器和/或水噴淋回收裝置，可以和吸收塔或解吸塔一體或分體。所述氣液分離器可采用絲網(wǎng)等材料構(gòu)成；水噴淋回收裝置可為洗滌凈化塔，采用蒸餾水或軟化水做吸收劑，用水洗滌凈化吸收塔出口的氣體，將氣體中攜帶的吸收劑凈化到水中，水噴淋回收裝置中的水在二氧化碳捕集設(shè)備需要補(bǔ)水時(shí)可優(yōu)先使用。在解吸塔的氣液分離器B和水噴淋回收裝置之間設(shè)有冷凝器B，為螺旋板冷凝器。
[0021]在貧富液相輸送的管路上設(shè)有活性炭柱，如富液泵與貧富液熱交換器之間的管路上并聯(lián)有活性炭柱。二氧化碳設(shè)備運(yùn)行過程中，溶液中會(huì)產(chǎn)生高沸點(diǎn)有色高分子有機(jī)物，當(dāng)觀測到有色物質(zhì)產(chǎn)生時(shí)，可以開啟活性炭柱進(jìn)行過濾，起到延長溶液使用壽命，減少分解的作用。
[0022]解吸塔和加熱元件之間可設(shè)有再沸器，增加對溶液的再生效果，再沸器可以利用液相壓差自然循環(huán)，也可以是通過泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。再沸器的安裝位置可以是水平安裝，也可以是垂直安裝。加熱元件為再沸器提供蒸汽或者高溫氣體，將富液加熱再生。
[0023]可設(shè)置再生處理再沸器與解吸塔塔釜相連，將溶液蒸餾凈化后再返回解吸塔。再生處理再沸器為蒸餾裝置，當(dāng)溶液中有機(jī)雜質(zhì)增多或者金屬離子濃度增高時(shí)，從液體管路(一般為富液)抽出溶液到再生處理再沸器進(jìn)行再生，可將長期使用變色的溶液進(jìn)行加熱蒸餾凈化過濾掉沸點(diǎn)高的有機(jī)雜質(zhì)和金屬離子及其化合物。
[0024]所述二氧化碳捕集設(shè)備的管路上可設(shè)置液體流量計(jì)進(jìn)行流量計(jì)量，并將電信號傳到控制系統(tǒng)，如轉(zhuǎn)子流量計(jì)等；可設(shè)有液位計(jì)監(jiān)測液位，并將信號傳到控制系統(tǒng)；可設(shè)有控溫器控制加熱器或加熱元件的溫度；可設(shè)有壓力計(jì)觀測液路系統(tǒng)壓力的測量器具，并把信號傳到控制系統(tǒng)，作為流量調(diào)節(jié)的參數(shù)。
[0025]所述二氧化碳捕集設(shè)備可以采用全自動(dòng)控制，采用PLC控制器，在吸收塔、解吸塔和換熱器等位置設(shè)置傳感器檢測和控制系統(tǒng)的溫度、流量、壓力等參數(shù)。
[0026]本法明所述二氧化碳捕集設(shè)備的工作原理如下:
[0027]煙道氣由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力或自帶動(dòng)力從吸收塔底部或者上部引入，與吸收塔填料中的二氧化碳吸收劑逆流或并流吸收進(jìn)行交換，優(yōu)選逆流吸收；煙道氣在吸收塔經(jīng)過吸收后，二氧化碳和酸性氣體被二氧化碳吸收劑吸收凈化，其余氣體如02、N2不和吸收劑反應(yīng)，從吸收塔頂端出口排空；或經(jīng)水噴淋回收裝置回收和/或進(jìn)入氣液分離器，進(jìn)行氣液分離回收，氣體放空到大氣或者到下一工序，液體回收后做為吸收劑加回二氧化捕集設(shè)備。
[0028]二氧化碳吸收劑在吸收塔吸收二氧化碳以后的溶液稱為富液，富液經(jīng)富液泵提供動(dòng)力，到貧富液交換器經(jīng)貧富液熱交換預(yù)熱后，進(jìn)入加熱器進(jìn)一步升溫預(yù)熱，然后進(jìn)入解吸塔頂部，自上而下噴淋，與再生出來的高濃度二氧化碳進(jìn)行熱交換，然后在解吸塔底部相連通的再沸器進(jìn)行加熱再生，通過加熱元件提供熱源。再生后的吸收劑稱貧液，經(jīng)貧富液換熱器換熱后，經(jīng)貧液泵打入冷卻器A，由冷卻水進(jìn)一步冷卻。最后由吸收塔上部進(jìn)入吸收塔噴淋，作為二氧化碳吸收劑對含二氧化碳的煙道氣進(jìn)行吸收。富液再生會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，經(jīng)解吸塔的氣液分離器B分離，冷凝器B冷卻后，純度可以達(dá)到95%以上，正?？梢赃_(dá)到99.5%，這種純度的二氧化碳可以做為工業(yè)級產(chǎn)品直接使用。如果需要食品級產(chǎn)品，可以增加過濾器和變壓吸附。脫除二氧化碳中的少量硫化物和有機(jī)烴類。
[0029]有益效果
[0030]本發(fā)明所述二氧化碳捕集設(shè)備在溶液循環(huán)系統(tǒng)增加過濾器，過濾設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)；采用螺旋板熱交換器和冷凝器替代目前普遍采用的板翅式熱交換器和冷凝器，從而避免了溶液中雜質(zhì)和副產(chǎn)物對板翅的堵塞問題；在貧液泵之后，進(jìn)入解吸塔之前增加熱器，解決了生產(chǎn)參數(shù)波動(dòng)引起的進(jìn)入解吸塔塔溶液溫度偏低的問題。
【附圖說明】
[0031]圖1為實(shí)施例中一種二氧化碳捕集設(shè)備示意圖。
[0032]其中，I一吸收塔，2—吸收塔液位計(jì)，3—差壓變送器，4一流量傳感器，5—液位計(jì)，6—?dú)庖悍蛛x器A，7—水噴淋回收裝置，8—風(fēng)機(jī)，9一冷凝器A，10—轉(zhuǎn)子流量計(jì)，11 一活性炭柱，12—煤氣表，13—?dú)庖悍蛛x器B，14一冷凝器B，15—解吸塔，16—控溫器，17—加熱器，18—再沸器，19一加熱元件，20—再生處理再沸器，21—貧富液熱交換器，22—解吸塔液位計(jì)，23—貧液栗，24—壓力計(jì)，25—富液栗，26—變頻器，27—過濾器，28—微調(diào)閥，29—截止閥，30一測溫件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1
[0034]一種二氧化碳捕集設(shè)備，所述設(shè)備主要包括吸收塔1、風(fēng)機(jī)8、冷凝器A 9、解吸塔15、加熱器17、加熱元件19、貧富液熱交換器21、貧液泵23、富液泵25和過濾器27。
[0035]其中，吸收塔I為圓柱狀填料塔，填料分兩段裝填，高度和直徑比為10:1。吸收塔I的材料可為碳鋼；煙道氣從塔下半段進(jìn)入形成逆流吸收；吸收塔I中氣相和液相的體積比為氣液比，氣液比為1400?1500。二氧化碳吸收劑在吸收塔I吸收二氧化碳以后的溶液稱為富液，
[0036]一個(gè)吸收塔I配有備一個(gè)風(fēng)機(jī)8，風(fēng)機(jī)8的風(fēng)壓可為lOOOOPa。
[0037]解吸塔15的工作溫度為80°C?120°C，需再生的富液由解吸塔15上部進(jìn)入，在塔釜熱交換再生。在解吸塔15中脫除二氧化碳再生后的二氧化碳吸收劑稱為貧液。
[0038]有兩臺(tái)富液泵25和兩臺(tái)貧液泵23，均是一用一備。
[0039]過濾器27采用雙回路設(shè)計(jì)，即在清理或更換一處過濾器27時(shí)，可以有另一路的管路通暢，保證設(shè)備正常的運(yùn)行，雙回路過濾器27設(shè)置在吸收塔I與富液泵25之間的管路上以及貧富液熱交換器21與貧液泵23之間的管路上。
[0040]加熱元件19為鍋爐。
[0041]風(fēng)機(jī)8與吸收塔I通過管路連通，吸收塔I底部通過一條管路依次與富液泵25、貧富液熱交換器21、加熱器17和解吸塔15塔頂連通，使富液由解吸塔15頂部進(jìn)入解吸塔15再生，解吸塔15底部通過一條管路依次與貧富液熱交換器21、貧液泵23、冷凝器A 9和吸收塔I頂部