專利名稱：旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)噴淋型吸收裝置，特別適合于捕集燃煤電廠煙氣中co2。
背景技術(shù)：
燃煤電廠捕集煙氣中CO2時，存在煙氣量大、吸收效率低、設(shè)備體積龐大、壓力低以及煙氣溫度高等問題。目前國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)同的燃燒后脫碳方法主要是化學(xué)吸收法，采用的吸收裝置為傳統(tǒng)的填料式吸收塔和超重力場旋轉(zhuǎn)床裝置。在處理煙氣中二氧化碳時，化學(xué)吸收法是目前吸收二氧化碳效率較高的方法之一，適合處理二氧化碳分壓力低且氣量較大的混合氣體。醇胺類等傳統(tǒng)吸收劑雖然具有吸收效率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、且吸收劑可再生利用等優(yōu)點，但再生能耗過高、吸收劑抗降解性能差，再生次數(shù)少，增加了操作成本，故目前采用穩(wěn)定性好、吸收效率高以及再生能耗小的混胺液體作為吸收劑。另外，傳統(tǒng)填料塔存 在設(shè)備體積龐大、吸收效率低等缺點；超重力旋轉(zhuǎn)床存在設(shè)備制造繁雜、運行和維護(hù)費用較大等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小，吸收率高的旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置。技術(shù)解決方案本發(fā)明包括外殼、電機，外殼內(nèi)設(shè)有隔板，隔板將外殼分為上腔體和下腔體；隔板上方設(shè)有放置填料的填料筒，填料筒底部設(shè)有鋼絲網(wǎng)，隔板中部設(shè)有氣孔分布區(qū)域，氣孔分布區(qū)域上設(shè)有氣孔，氣孔孔徑相同且呈同心圓分布，同心圓最外圓直徑尺寸與填料筒的筒外徑尺寸相同，氣孔分布區(qū)域外側(cè)設(shè)有液封槽，填料筒下部設(shè)有擋板，擋板一端與填料筒固定連接，另一端置于液封槽內(nèi)，所述外殼下腔體設(shè)有進(jìn)氣管，底部設(shè)有出液管，外殼頂部設(shè)有兩個出氣口，夕卜殼上方設(shè)置有電機，電機輸出軸與旋轉(zhuǎn)布液器相連，旋轉(zhuǎn)布液器置于填料筒上方。所述旋轉(zhuǎn)布液器包括進(jìn)液管、連接套管、出液管、進(jìn)液孔、布液管，布液管上均設(shè)布液小孔，布液小孔孔徑相同且呈線性分布，且開孔方式為交叉開孔，電機輸出軸與出液管一端連接，出液管另一端穿過外殼與布液管連接，出液管上設(shè)有進(jìn)液孔，出液管上設(shè)有連接套管，連接套管位于進(jìn)液孔處，連接套管上設(shè)有進(jìn)液管。所述進(jìn)液管與連接套管、出液管與電機輸出軸均采用焊接，出液管與連接套管采用機械密封連接，出液管穿過外殼并在連接處采用機械密封連接。本發(fā)明具有的有益效果I)本發(fā)明增大了噴淋點的密度，增大了氣體通量，減小設(shè)備壓降，強化了煙氣中二氧化碳與吸收劑相際間的傳質(zhì)效率，煙氣中二氧化碳的脫除效率增大，簡化了超重力場旋轉(zhuǎn)吸收裝置的外圍設(shè)備，縮小了吸收設(shè)備的體積，降低了設(shè)備的制造成本，增大了吸收設(shè)備的可靠性。2)本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)液體分布器噴淋液體，在離心力的作用下液體從旋轉(zhuǎn)液體分布器中甩出，撞擊填料層形成細(xì)小液滴或液霧掛在填料上形成更新速度較快的吸收液膜，在此與上升的煙氣充分接觸，強化傳質(zhì)，大大提高了捕集效率。3)本發(fā)明特別適用燃煤電廠捕集煙氣中的二氧化碳。


圖I是旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖，即圖I的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是填料支撐網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，即圖I的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是填料塔結(jié)構(gòu)示意圖，即圖I的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是旋轉(zhuǎn)布液器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明吸收效率隨填料高度和吸收劑流量的變化曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖I,本發(fā)明包括外殼I、電機2,外殼I內(nèi)設(shè)有隔板5,隔板5將外殼I分為上腔體16和下腔體17 ;隔板5上方設(shè)有放置填料15的填料筒12，填料筒12與隔板5之間設(shè)有5mm的間隙，填料筒12底部設(shè)有鋼絲網(wǎng)14，鋼絲網(wǎng)14作為填料15的支撐，隔板5中部設(shè)有氣孔分布區(qū)域4，氣孔分布區(qū)域4上設(shè)有氣孔，氣孔孔徑相同且呈同心圓分布，同心圓最外圓直徑尺寸與填料筒12的筒外徑尺寸相同，氣孔分布區(qū)域4外側(cè)設(shè)有液封槽6，填料筒
12下部設(shè)有擋板11，擋板11 一端與填料筒12固定連接，另一端置于液封槽6內(nèi)，所述外殼I下腔體17設(shè)有進(jìn)氣管9，底部設(shè)有出液管10，外殼I頂部設(shè)有兩個出氣口 8，外殼I上方設(shè)置有電機2,電機2輸出軸與旋轉(zhuǎn)布液器3相連,旋轉(zhuǎn)布液器3置于填料筒12上方。旋轉(zhuǎn)布液器3是由進(jìn)液管7、連接套管20、出液管18、進(jìn)液孔19、布液管21組成的，布液管21上均設(shè)布液小孔13，布液小孔13孔徑相同且呈線性分布，且開孔方式為交叉開孔，電機2輸出軸與出液管18 —端連接，出液管18另一端穿過外殼I與布液管21連接，出液管18上設(shè)有進(jìn)液孔19，出液管18上設(shè)有連接套管20，連接套管20位于進(jìn)液孔19處，連接套管20上設(shè)有進(jìn)液管7 ;進(jìn)液管7與連接套管20、出液管18與電機2輸出軸均采用焊接，出液管18與連接套管20采用機械密封連接，出液管18穿過外殼I并在連接處采用機械密封連接。本實施例在吸收填料塔內(nèi)采用以20% MDEA+10% TETA+70% H2O的混合胺液為吸收劑加以說明，其工作原理簡述如下預(yù)先配置好的混合胺液經(jīng)泵加壓進(jìn)入旋轉(zhuǎn)液體分布器3的進(jìn)液管7，旋轉(zhuǎn)液體分布器3以電機2為旋轉(zhuǎn)動力，同步驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)液體分布器3的布液管21上布有孔徑相同且呈線性分布的小孔13。在離心力的作用下，液滴群從小孔13中甩出，電機轉(zhuǎn)速合理時，旋轉(zhuǎn)液體分布器3噴出的液滴群由線分布變?yōu)槊娣植?，甩出的液滴群撞擊在填?5上，液滴群被粉碎成小液滴或液霧，掛在填料15上形成更新速度較快的吸收液膜，上升的模擬煙氣與液膜充分接觸，增加了氣液的傳質(zhì)效率。模擬煙氣從進(jìn)氣管9進(jìn)入下腔體18，經(jīng)氣體分布區(qū)域4的氣孔進(jìn)入圓筒狀填料筒12，氣流流道的橫截面均勻，氣體沿填料筒12軸向流動，模擬煙氣與旋轉(zhuǎn)液體分布器3噴淋出的20% MDEA+10% TETA+70% H2O混胺溶液充分接觸后，經(jīng)出氣管8排出。在傳質(zhì)過程中無需克服離心阻力，故氣相阻力小，氣體通量增大，設(shè)備壓降小，適合大流量的氣液兩相傳質(zhì)，有極大的實用價值。本發(fā)明通過實驗臺進(jìn)行了性能測試，為旋轉(zhuǎn)填料吸收裝置的設(shè)計提供實用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)采集測量系統(tǒng)實時采集CO2的吸收效率隨填料高度和混合胺液流量的變化數(shù)據(jù)，尋找本發(fā)明的最佳實驗操作參數(shù)。實驗內(nèi)容如下I)給定混合胺液的體積配比值、進(jìn)液溫度、氣體流量和電機轉(zhuǎn)速，填料高度在200mm-400mm范圍內(nèi)變化時，測定混合胺液吸收模擬煙氣中CO2效率的變化趨勢。2)給定混合胺液的體積配比值、進(jìn)液溫度、氣體流量和電機轉(zhuǎn)速，混合胺液流量在10L/h-40L/h范圍內(nèi)變化時，測定混合胺液吸收模擬煙氣中CO2效率的變化趨勢。根據(jù)實驗內(nèi)容要求，混合胺液的體積配制濃度為20% MDEA+10% TETA+70% H2O, 進(jìn)液溫度為40°C、氣體流量為O. 5m3/h、電機轉(zhuǎn)速為20rpm時，改變填料高度以及混合胺液流量，測定混合胺液吸收模擬煙氣中CO2的效率。圖6所示為CO2吸收效率隨著混合胺液流量和填料高度的變化曲線，CO2吸收效率隨混合胺液流量和填料高度的升高而降低。實驗結(jié)果表明，混合胺液流量和填料高度處于最佳實驗值時，在離心力的作用下，旋轉(zhuǎn)布液器甩出的液滴群在填料表面迅速形成更新的液膜，液膜與不斷上升的模擬煙氣充分接觸，強化了相際傳質(zhì)效率，此時CO2的吸收效率達(dá)到最佳狀態(tài)。最佳操作參數(shù)為混合胺液的體積配制濃度為20% MDEA+10% TETA+70% H2O,進(jìn)液溫度為40°C、氣體流量為O. 5m3/h、電機轉(zhuǎn)速為20rpm、吸收劑流量為20L/h、填料高度為300mm時，旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置的吸收效率最高，達(dá)到88. 2%。本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或者等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置，包括外殼(I)、電機(2)，其特征在于，外殼(I)內(nèi)設(shè)有隔板(5)，隔板(5)將外殼(I)分為上腔體(16)和下腔體(17);隔板(5)上方設(shè)有放置填料(15)的填料筒(12)，填料筒(12)底部設(shè)有鋼絲網(wǎng)(14)，隔板(5)中部設(shè)有氣孔分布區(qū)域(4)，氣孔分布區(qū)域(4)上設(shè)有氣孔，氣孔孔徑相同且呈同心圓分布，同心圓最外圓直徑尺寸與填料筒(12)的筒外徑尺寸相同，氣孔分布區(qū)域(4)外側(cè)設(shè)有液封槽￠)，填料筒(12)下部設(shè)有擋板(11)，擋板(11) 一端與填料筒(12)固定連接，另一端置于液封槽(6)內(nèi)，所述外殼⑴下腔體(17)設(shè)有進(jìn)氣管(9)，底部設(shè)有出液管(10)，外殼⑴頂部設(shè)有兩個出氣口(8),外殼⑴上方設(shè)置有電機(2),電機⑵輸出軸與旋轉(zhuǎn)布液器(3)相連，旋轉(zhuǎn)布液器(3)置于填料筒(12)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)布液器(3)包括進(jìn)液管(7)、連接套管(20)、出液管(18)、進(jìn)液孔(19)、布液管(21)，布液管(21)上均設(shè)布液小孔(13)，布液小孔(13)孔徑相同且呈線性分布，且開孔方式為交叉開孔，電機(2) 輸出軸與出液管(18) —端連接，出液管(18)另一端穿過外殼(I)與布液管(21)連接，出液管(18)上設(shè)有進(jìn)液孔(19),出液管(18)上設(shè)有連接套管(20),連接套管(20)位于進(jìn)液孔(19)處，連接套管(20)上設(shè)有進(jìn)液管(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置，其特征在于，進(jìn)液管(7)與連接套管(20)、出液管(18)與電機(2)輸出軸均采用焊接，出液管(18)與連接套管(20)采用機械密封連接，出液管(18)穿過外殼(I)并在連接處采用機械密封連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)噴淋型填料吸收裝置，包括外殼、電機，外殼內(nèi)設(shè)有隔板，隔板將外殼分為兩腔，填料筒置于隔板上方，液體分布器被電機同步驅(qū)動并置于填料筒上方，隔板上設(shè)有孔徑相同且呈同心圓分布的氣孔，同心圓最外圓直徑與填料筒外徑相同，旋轉(zhuǎn)布液器與外殼采用機械密封連接，其他進(jìn)出殼體的管道與殼體采用焊接。本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)布液器，提高了噴淋點的密度，減少了氣相阻力，降低了壓降，增大了氣體通量，增強了氣液傳質(zhì)效率，縮小了吸收設(shè)備的體積，簡化了吸收二氧化碳裝置的設(shè)備，降低了吸收裝置的成本，提高了吸收設(shè)備的可靠性。
文檔編號B01D53/78GK102794094SQ20121028920
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者何麗娟, 鐘金山, 吳晅, 王麗芳, 武文斐 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)