專利名稱：用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣處理，尤其是涉及一種利用循環(huán)流化床，用電石渣捕集二氧化碳的處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，燃燒化石燃料所導(dǎo)致的空氣污染和溫室效應(yīng)已嚴(yán)重地威脅著人類賴以生存的地球環(huán)境，全球氣候變暖和溫室效應(yīng)是各國可持續(xù)發(fā)展面臨的共同挑戰(zhàn)。在大氣的溫室氣體組成中，二氧化碳占首位，達(dá)75%以上。因此，解決方法是尋求成本低且有效的方案來減少二氧化碳的排放。近年來，國內(nèi)外對(duì)二氧化碳的減排研究工作可歸納為以下4個(gè)方面1)源頭控制，通過節(jié)能、提高資源利用率達(dá)到減排；2) 二氧化碳分離提純，進(jìn)行封存；3)吸收利用煙氣中的二氧化碳；4)其他的控制技術(shù)。在吸收利用煙氣中的二氧化碳技術(shù)中，常用的吸收劑有單乙醇胺(MEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、氨水等，這類系統(tǒng)其典型的不足之處就是系統(tǒng)費(fèi)用太高，不經(jīng)濟(jì)，或是容易造成氨的逃逸，引發(fā)二次污染。申請(qǐng)?zhí)枮?00610047522. 2的中國專利公開一種煙氣二氧化碳減排方法，以氨基物質(zhì)為吸收劑，在燃煤鍋爐尾部經(jīng)預(yù)除塵后向煙氣中噴入氨基物質(zhì)溶液以銨鹽的形式吸收煤燃燒中產(chǎn)生的二氧化碳。申請(qǐng)?zhí)枮?00810034466. 8的中國專利，則是先將氨氣與濕土壤接觸，使其氨化，生成NH4OH,獲得氨化土壤，再將二氧化碳與氨化土壤接觸，使其碳化，獲得 NH4HCO3，固定于土壤中。這兩個(gè)專利皆容易造成氨逃逸，同時(shí)生成的產(chǎn)物也易分解，引發(fā)二次污染。申請(qǐng)?zhí)枮?00810146495. 3的中國專利提出了一種用電石渣吸收利用二氧化碳的方法，其以電石渣為原料，以甲酸銨為溶劑，溶解電石渣中的氫氧化鈣，生成甲酸鈣和氨水， 經(jīng)過濾去雜，以甲酸鈣和氨水為吸收劑，在專用的二氧化碳吸收器中，吸收二氧化碳，生成碳酸鈣和甲酸銨。該專利過程復(fù)雜，成本不經(jīng)濟(jì)，且中間環(huán)節(jié)有氨氣產(chǎn)生，容易造成二次污
^fe ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有煙氣處理工藝存在的不足，提供一種可有效捕集二氧化碳，實(shí)現(xiàn)以廢制廢，普適性廣、操作便捷、運(yùn)行及維護(hù)成本低的用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置和方法。本發(fā)明所述用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置設(shè)有循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔、布袋除塵器、吸收劑倉、物料循環(huán)斜槽和倉泵；循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔從下至上分別設(shè)有混合區(qū)、文丘里加速區(qū)和循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)，所述混合區(qū)的進(jìn)口接循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的入口煙道， 混合區(qū)與循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)通過文丘里加速區(qū)連接；所述吸收劑倉的出口與混合區(qū)的吸收劑進(jìn)口連接，循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的煙氣排出口經(jīng)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的出口煙道與布袋除塵器的煙氣進(jìn)口連接，設(shè)于布袋除塵器下部的灰斗的物料出口經(jīng)物料循環(huán)斜槽與混合區(qū)連接，布袋除塵器的凈氣出口外接煙囪。本發(fā)明所述用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，采用所述用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置，所述方法包括以下步驟1)煙氣首先從循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的入口煙道進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔，在循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的混合區(qū)與從吸收劑倉加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽循環(huán)回來的物料預(yù)混合，在混合區(qū)進(jìn)行初步脫碳反應(yīng)；2)經(jīng)初步脫碳反應(yīng)后的煙氣通過循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的文丘里加速區(qū)進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)，控制床層壓差1000 1500Pa，繼續(xù)完成脫碳反應(yīng)，得捕集二氧化碳后的煙氣；3)將捕集二氧化碳后的煙氣經(jīng)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的塔出口煙道進(jìn)入布袋除塵器，進(jìn)行除塵處理得清潔煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪；4)經(jīng)布袋除塵器捕集下來的固體顆粒，通過物料循環(huán)系統(tǒng)，返回循環(huán)流化吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，如此循環(huán)，多余的副產(chǎn)物則通過氣力輸送系統(tǒng)輸送至副產(chǎn)物倉。在步驟1)中，所述煙氣首先從塔入口煙道進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔，在混合區(qū)與從吸收劑倉加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽循環(huán)回來的物料預(yù)混合的速度最好為10 20m/s ；所述吸收劑可為電石渣粉末。在步驟2)中，所述經(jīng)初步脫硫反應(yīng)后的煙氣通過循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的文丘里加速區(qū)進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的煙氣在循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的速度最好為4 9m/s，煙氣在文丘里加速區(qū)的速度最好為33 65m/s。在步驟4)中，所述循環(huán)的量通過床層壓差控制，所述氣力輸送系統(tǒng)可采用倉泵。本發(fā)明所提供的用于捕集煙氣二氧化碳的處理裝置及方法，其在循環(huán)流化吸收塔內(nèi)的反應(yīng)機(jī)制是物料在循環(huán)流化吸收塔內(nèi)，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，充分接觸，在上升的過程中，不斷形成絮狀物向下返回，而絮狀物在激烈湍動(dòng)中又不斷解體重新被氣流提升，使得氣固間的滑落速度高達(dá)單顆?；渌俣鹊臄?shù)十倍。循環(huán)流化吸收塔頂部結(jié)構(gòu)的慣性分離進(jìn)一步強(qiáng)化了絮狀物的返回，進(jìn)一步提高了塔內(nèi)顆粒的床層密度。這樣的一種氣固兩相流機(jī)制，通過氣固間的混合，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱， 形成了具有巨大比表面積的料層。同時(shí)，激烈的湍動(dòng)和物料間的相互碰撞，能有效的剝離在吸收劑表面形成的碳酸鈣，保證整個(gè)脫碳過程的脫除效率。同時(shí)，根據(jù)脫除產(chǎn)物的用途，調(diào)整吸收劑的配比及成分，可分步或同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣脫碳、脫酸、脫重金屬及二噁英等大氣污染物。


圖1為本發(fā)明所述用于捕集煙氣二氧化碳的處理裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明所述用于捕集煙氣二氧化碳的處理裝置實(shí)施例設(shè)有循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2、吸收劑倉5、布袋除塵器4、物料循環(huán)斜槽6和倉泵7，循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2從下至上分別設(shè)有混合區(qū)21、文丘里加速區(qū)22和循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23，混合區(qū)21的進(jìn)口接循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2的入口煙道1，混合區(qū)21與循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23通過文丘里加速區(qū)22連接；吸收劑倉5的出口與混合區(qū)21的吸收劑進(jìn)口連接，循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23 的煙氣排出口經(jīng)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔1的出口煙道3與布袋除塵器4的煙氣進(jìn)口連接，設(shè)于布袋除塵器4下部的灰斗41的物料出口，一路經(jīng)物料循環(huán)斜槽6與混合區(qū)21連接，另一路通過倉泵7外排，布袋除塵器4的凈氣出口外接煙囪。以下給出所述用于捕集煙氣中二氧化碳的方法的具體步驟1)原煙氣首先從塔入口煙道1進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2，在混合區(qū)21與由吸收劑倉5加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽6循環(huán)回來的物料充分預(yù)混合，在混合區(qū)21進(jìn)行初步脫碳反應(yīng)；吸收劑選用電石渣。2)經(jīng)初步脫碳反應(yīng)后的煙氣通過文丘里加速區(qū)22進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23， 繼續(xù)完成脫碳反應(yīng)；所述經(jīng)初步脫碳反應(yīng)后的煙氣通過文丘里加速區(qū)22進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23的煙氣在循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23的速度為4 9m/s ；煙氣在混合區(qū)21的速度為10 20m/s ；混合區(qū)21與循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)23通過文丘里加速區(qū)22連接，煙氣在文丘里加速區(qū)22的速度為33 65m/s。3)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2的出口煙氣粉塵濃度約600 800g/Nm3，經(jīng)過連接煙道 3進(jìn)入布袋除塵器4，煙氣中的顆粒物含有未反應(yīng)完成的吸收劑被布袋除塵器4捕捉后落入設(shè)于布袋除塵器4下部的灰斗41，大部分通過物料循環(huán)空氣斜槽6與由吸收劑倉5加入的吸收劑一起進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔2底部的進(jìn)料段21循環(huán)利用，循環(huán)量通過床層壓降控制。少量物料采用倉泵7輸送外排。清潔煙氣通過設(shè)于布袋除塵器4頂部的出口煙道8排出ο
權(quán)利要求
1.用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置，其特征在于設(shè)有循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔、布袋除塵器、吸收劑倉、物料循環(huán)斜槽和倉泵；循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔從下至上分別設(shè)有混合區(qū)、文丘里加速區(qū)和循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)，所述混合區(qū)的進(jìn)口接循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的入口煙道， 混合區(qū)與循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)通過文丘里加速區(qū)連接；所述吸收劑倉的出口與混合區(qū)的吸收劑進(jìn)口連接，循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的煙氣排出口經(jīng)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的出口煙道與布袋除塵器的煙氣進(jìn)口連接，設(shè)于布袋除塵器下部的灰斗的物料出口經(jīng)物料循環(huán)斜槽與混合區(qū)連接，布袋除塵器的凈氣出口外接煙囪。
2.用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置，所述方法包括以下步驟1)煙氣首先從循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的入口煙道進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔，在循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的混合區(qū)與從吸收劑倉加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽循環(huán)回來的物料預(yù)混合，在混合區(qū)進(jìn)行初步脫碳反應(yīng)；2)經(jīng)初步脫碳反應(yīng)后的煙氣通過循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的文丘里加速區(qū)進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)，控制床層壓差1000 1500Pa，繼續(xù)完成脫碳反應(yīng)，得捕集二氧化碳后的煙氣；3)將捕集二氧化碳后的煙氣經(jīng)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的塔出口煙道進(jìn)入布袋除塵器，進(jìn)行除塵處理得清潔煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪；4)經(jīng)布袋除塵器捕集下來的固體顆粒，通過物料循環(huán)系統(tǒng)，返回循環(huán)流化吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，如此循環(huán)，多余的副產(chǎn)物則通過氣力輸送系統(tǒng)輸送至副產(chǎn)物倉。
3.如權(quán)利要求2所述的用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于在步驟1)中，所述煙氣首先從塔入口煙道進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔，在混合區(qū)與從吸收劑倉加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽循環(huán)回來的物料預(yù)混合的速度為10 20m/s。
4.如權(quán)利要求2所述的用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于在步驟1)中，所述吸收劑為電石渣粉末。
5.如權(quán)利要求2所述的用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于在步驟2)中，所述經(jīng)初步脫硫反應(yīng)后的煙氣通過循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔的文丘里加速區(qū)進(jìn)入循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的煙氣在循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)的速度為4 9m/s。
6.如權(quán)利要求2所述的用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于在步驟2)中，所述煙氣在文丘里加速區(qū)的速度為33 65m/s。
7.如權(quán)利要求2所述的用于捕集煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于在步驟4)中，所述循環(huán)的量通過床層壓差控制，所述氣力輸送系統(tǒng)為倉泵。
全文摘要
用于捕集煙氣中二氧化碳的裝置和方法，涉及一種煙氣處理。所述裝置設(shè)循環(huán)流化反應(yīng)吸收塔、布袋除塵器、吸收劑倉、物料循環(huán)斜槽和倉泵；塔設(shè)有混合區(qū)、文丘里加速區(qū)和循環(huán)流化反應(yīng)吸收區(qū)，混合區(qū)進(jìn)口接塔入口煙道，混合區(qū)與吸收區(qū)通過文丘里加速區(qū)連接；吸收劑倉出口與混合區(qū)的吸收劑進(jìn)口連接，吸收區(qū)的煙氣排出口經(jīng)塔的出口煙道與布袋除塵器連接，設(shè)于布袋除塵器下部的灰斗的物料出口經(jīng)物料循環(huán)斜槽與混合區(qū)連接，布袋除塵器凈氣出口接煙囪。煙氣從塔入口煙道進(jìn)入塔，在混合區(qū)與從吸收劑倉加入的吸收劑及從物料循環(huán)斜槽循環(huán)回來的物料預(yù)混合，初步脫碳；煙氣經(jīng)文丘里加速區(qū)進(jìn)入吸收區(qū)；經(jīng)塔出口煙道進(jìn)入布袋除塵器得清潔煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪。
文檔編號(hào)B01D53/83GK102210972SQ201110093768
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者商旺火, 張?jiān)?, 林馳前, 王建春, 詹威全, 鄭進(jìn)朗 申請(qǐng)人:福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司