一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水合物應用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著溫室效應的日益嚴重，二氧化碳捕集與封存技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注；同時由于工廠污水排放的問題，如何更好地處理污水也被廣泛研究?，F(xiàn)有的二氧化碳技術(shù)和污水處理技術(shù)普遍存在能耗較高的問題，水合物技術(shù)的應用在能耗降低方面具有一定的潛力?；谒衔锓ǖ亩趸疾都夹g(shù)的原理在于通過使工廠廢氣中的水合劑成分(二氧化碳)形成水合物，從而實現(xiàn)水合劑氣體同其他廢氣的分離。對水合物法處理污水的技術(shù)展開了研究。其基本原理是基于當污水中的水分子和水合劑結(jié)合形成水合物時，污水中的鹽性離子在水合劑形成水合物后無法進入晶格而留存在溶液中(排鹽效應)，再將水合物從溶液中分離后使其分解，既可儲存二氧化碳又可達到處理污水的目的。不論是基于水合物法的二氧化碳捕集還是水合物法處理污水，單獨運行時都存在能耗較高的問題。如果能將二者結(jié)合起來，能量利用效率將得到顯著提升。本作品擬提供一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法及裝置，其目的在于在進行工廠廢氣中二氧化碳捕集的同時充分利用工廠污水并回收部分純凈的水，保護環(huán)境的同時又可提高效益。
[0003]專利內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法及裝置，其目的在于收集工廠廢氣中二氧化碳的同時，對工廠污水進行適當處理，提取部分純凈的水。本發(fā)明水合物生成條件為氣過飽和，以工廠廢氣和廢水作為原料。
[0005]—種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，該方法采用的裝置包括:蓄水池(I)，儲氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器(6)，二氧化碳儲氣罐
(7)，管式換熱器(8)，水合物反應生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(11)，污水過濾器
(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16)，第三針閥(17)，第四針閥(18)，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29);
[0006]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置，其連接順序為:將工廠廢水引入蓄水池(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進入管式換熱器(8)，進入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進行監(jiān)測，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進入水合物生成反應器(9)，首先開啟水合物生成反應器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源
(2)，水合物與溶液混合物進入離心機(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(11)水合物出口處閘閥(22)進入水合物分解反應器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進入二氧化碳儲氣罐(7)，水合物分解反應器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進入二氧化碳儲存罐(7)，純凈的水進入裝水容器(6)。
[0007]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，利用蓄水池(I)中的廢水與儲氣罐(2)中的二氧化碳廢氣高壓低溫條件下在水合物生成反應器(9)中生成二氧化碳水合物。
[0008]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，水合物反應的余液余氣分別回到蓄水池(1)，儲氣罐(2)參與下一輪反應，可充分利用其冷度。
[0009]上述系統(tǒng)中，廢液與二氧化碳廢氣生成水合物既可以滿足二氧化碳的捕集，又可以回收純凈的水，經(jīng)濟環(huán)保。反應采用循環(huán)反應又可充分利用反應余液和余氣的冷度。
[0010]發(fā)明專利優(yōu)點
[0011]本發(fā)明的有益效果是:適用于既產(chǎn)生二氧化碳廢氣又排放污水的高污染工業(yè)企業(yè)，可滿足二氧化碳的捕集，采用換熱器預冷，減少冷量損耗，提高能量利用率；水合物生成過程中通過添加表面活性劑增加反應速率；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理緊湊，滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，運行過程穩(wěn)定可靠，成本低廉，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0012]附圖為水合物法二氧化碳捕集裝置示意圖1
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明，發(fā)明專利涉及一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，該方法所用到的裝置包括:蓄水池(1)，儲氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器(6)，二氧化碳儲氣罐(7)，管式換熱器
(8)，水合物反應生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(11)，污水過濾器(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16);第三針閥(17);第四針閥(18，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29);
[0014]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置，將工廠廢水引入蓄水池
(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)增壓至二氧化碳水合物相平衡壓力2倍后，同污水一起進入管式換熱器(8)預冷，進入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進行監(jiān)測，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進入水合物生成反應器(9);首先開啟水合物生成反應器(9)的恒溫水浴并設(shè)定溫度不高于:TC，在水合物生成反應器內(nèi)加入表面活性劑，待水合物生成后，打開水合物反應器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進入離心機(11)進行固液分離，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(11)水合物出口處閘閥(22)進入水合物分解反應器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進入二氧化碳儲氣罐(7)，并得到純凈的水；產(chǎn)物儲存于排出:水合物分解反應器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進入二氧化碳儲存罐(7)，純凈的水進入裝水容器(6)。
[0015]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，利用蓄水池(I)中的廢水與儲氣罐(2)中的二氧化碳廢氣高壓低溫條件下在水合物生成反應器(9)中生成二氧化碳水合物。
[0016]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，水合物反應的余液余氣分別回到蓄水池(1)，儲氣罐(2)參與下一輪反應，可充分利用其冷度。
【主權(quán)項】
1.一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，方法中采用的裝置包括:蓄水池(I)，儲氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器￠)，二氧化碳儲氣罐(7)，管式換熱器(8)，水合物反應生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(11)，污水過濾器(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16);第三針閥(17);第四針閥(18，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29); 其特征在于:將工廠廢水引入蓄水池(1)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進入管式換熱器(8)，進入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進行監(jiān)測，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進入水合物生成反應器(9);首先開啟水合物生成反應器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進入離心機(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(11)水合物出口處閘閥(22)進入水合物分解反應器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進入二氧化碳儲氣罐(7)，水合物分解反應器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進入二氧化碳儲存罐(7)，純凈的水進入裝水容器(6)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:氣一水輸送:將工廠廢水引入蓄水池(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進入管式換熱器(8)，進入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進行監(jiān)測，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進入水合物生成反應器(9)。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:水合物生成分解控制:首先開啟水合物生成反應器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進入離心機(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(11)水合物出口處閘閥(22)進入水合物分解反應器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進入二氧化碳儲氣罐(7)。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:產(chǎn)物儲存與排出:水合物分解反應器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進入二氧化碳儲存罐(7)，純凈的水進入裝水容器(6)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及水合物應用領(lǐng)域，具體涉及一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置。該方法利用水和二氧化碳在一定壓力和溫度條件下生成水合物結(jié)晶，充分利用工廠廢液實現(xiàn)對工廠二氧化碳廢氣的捕集，對二氧化碳水合物晶體在常溫常壓下進行分離，不僅可以捕集廢氣中的二氧化碳，還可以從廢液中提取純凈的水。此方法操作簡單，便于控制，對于既排放二氧化碳廢氣，又會產(chǎn)生大量污水的企業(yè)，可以起到廢氣捕集與提取純凈的水一舉兩得的效果。
【IPC分類】C01B31/20, B01D53/78, C02F9/10
【公開號】CN105080323
【申請?zhí)枴緾N201510497974
【發(fā)明人】李文昭, 潘振, 馬貴陽, 劉德俊, 韋麗娃, 商麗艷, 石博文
【申請人】遼寧石油化工大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月12日