專利名稱：CO₂脫除裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤煙氣凈化領域，尤其涉及一種CO2脫除裝置。
背景技術：
大氣溫室效應已是人類所面臨的最主要的環(huán)境問題之一，二氧化碳是主要的溫室氣體，而火電廠是二氧化碳的集中排放源，其二氧化碳排放量約占人類活動引起的二氧化碳總排放量的30%。一個600MW的火電廠每小時排放的二氧化碳量可達500噸。因此,為了減少大氣中的二氧化碳含量，首要的是減少電站鍋爐尾部煙氣向大氣排放的二氧化碳量，世界各國特別是發(fā)達國家都非常重視二氧化碳控制技術的研究和開發(fā)。我國是二氧化碳排放大國，尤其是燃煤電站二氧化碳的排放控制同樣已經到了刻不容緩的地步。鑒于燃煤煙氣中二氧化碳的嚴重危害，找到一種二氧化碳氣體控制技術已迫在眉 睫。 目前燃煤二氧化碳氣體排放控制技術主要可以分為三大類，一類是燃燒后控制技術，包括化學方法、物理方法等，物理方法主要包括溶劑吸收法、吸附分離法、薄膜滲透法以及低溫蒸餾法等，化學方法主要指化學吸收法，其原理是使二氧化碳氣體與化學溶劑發(fā)生化學反應而被吸收；另一類是燃燒前控制技術，主要是煤氣化技術；還有一類是富氧燃燒技術。一般認為化學吸附法具有更高的二氧化碳脫除效率，然而技術經濟性也是選擇二氧化碳減排方式的重要因素，大規(guī)模減排二氧化碳方式對于技術經濟性提出了更高的要求?，F有各種二氧化碳分離回收方法主要存在的問題是能耗高，會大幅度降低電廠的發(fā)電效率；吸收速度慢，脫除二氧化碳的操作成本高；吸收容量??；二氧化碳脫除率低。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種CO2脫除裝置，以解決現有燃煤二氧化碳氣體排放控制技術存在能耗高、成本高、吸收慢且脫除率低的技術問題。為達到上述目的，本實用新型提供一種CO2脫除裝置，包括一級反應器、二級反應器、一級氣旋分離器、二級氣旋分離器、二氧化碳儲氣罐、煙氣緩沖瓶、風機和二氧化碳凈化裝置，煙氣緩沖瓶、一級反應器、一級氣旋分離器、二級反應器、二級氣旋分離器、二氧化碳凈化裝置和二氧化碳儲氣罐依次連接，且二級反應器下端吸收劑出口與一級反應器連接，二級氣旋分離器下端分離物出口與二級反應器連接，風機分別與煙氣緩沖瓶和一級反應器連接。依照本實用新型較佳實施例所述的CO2脫除裝置，該一級反應器和二級反應器均為流化床反應器。依照本實用新型較佳實施例所述的CO2脫除裝置，該風機采用變頻風機。本實用新型中把燃煤煙氣作為一級反應器的載氣，脫除的二氧化碳氣體經過凈化裝置凈化后收集至二氧化碳儲氣罐中；以煙氣作為載氣，相對于以氮氣、二氧化碳等氣體作為載氣有效地減少了系統的運行成本；在一級反應器中利用鉀基吸收劑吸收煙氣中的二氧化碳，用于脫除二氧化碳的鉀基吸收劑反應后可以進行再生，以達到其循環(huán)使用；此外用干式鉀基吸收劑脫除煙氣中的二氧化碳效率高，可以實現二氧化碳的近零排放。具體地，本實用新型的工作過程為在對煙氣進行凈化時，燃煤煙氣經煙氣緩沖瓶調節(jié)控制后，分為兩部分，一部分經過變頻風機作為一級反應器載氣，經一級反應器底部載氣入口進入一級反應器使鉀基吸收劑顆粒流態(tài)化，另一部分煙氣由一級反應器上的煙氣進口進入一級反應器，把燃煤煙氣和作為一級反應器載氣中的二氧化碳氣體脫除出來經過二氧化碳凈化裝置凈化，凈化后收集至二氧化碳儲氣罐中。在一級反應器中的鉀基吸收劑與煙氣及載氣進行充分地混合并發(fā)生反應，吸收燃煤煙氣中的二氧化碳氣體和一級反應器的載氣中二氧化碳氣體，經處理后的煙氣通過一級反應器上端的凈化氣體出口進入一級氣旋分離器，在一級氣旋分離器中進行分離，凈化后的煙氣由一級氣旋分離器上端的凈化氣體出口排出，其它分離物經一級氣旋分離器的下端凈化氣體出口進入二級反應器，在一級反應器中生成的鉀基再生劑在二級反應器中進行鉀基吸收劑的再生反應，反應生成的二氧化碳、水蒸汽等物質由二級反應器上端的凈化氣體出口進入二級氣旋分離器并在其中進行氣固分離，分離后的二氧化碳濃縮氣由二級氣旋分離器的凈化氣體出口排出至二氧化碳凈化 裝置凈化，凈化后的二氧化碳經連接管進入二氧化碳儲氣罐中儲存，其它分離物經二級氣 旋分離器的下端分離物出口進入二級反應器，在二級反應器中生成的鉀基吸收劑經二級反應器的鉀基吸收劑出口進入一級反應器，進行循環(huán)利用，以提高鉀基吸收劑物料的有效利用效率。以煙氣作為一級反應器的載氣，相比以N2XO2作為載氣，極大地節(jié)約了系統的運行成本。綜上所述，與現有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點I.本實用新型的C02脫除裝置把燃煤煙氣作為一級反應器的載氣，作為以后煙氣凈化中一級反應器的載氣，以煙氣作為流態(tài)化氣體，相對于以n2、CO2等作為流態(tài)化氣體有效降低運行和凈化CO2成本。并且，本實用新型的C02脫除裝置結構簡單，操作方便，極易推廣使用并可通過現有裝置改造而成，進一步降低了成本。2.本實用新型的C02脫除裝置中煙氣緩沖瓶可實現煙氣溫度調節(jié)，有利于吸收反應的進行，提聞~■氧化碳的捕獲效率。3.本實用新型的C02脫除裝置用于脫除二氧化碳氣體的鉀基吸收劑可以進行吸收再生反應，鉀基吸收劑可以循環(huán)使用，減少了系統的運行成本。4.本實用新型的C02脫除裝置使用兩級流化床反應器對燃煤煙氣二氧化碳進行脫除，脫除效率高，實現二氧化碳的零排放。5.本實用新型的C02脫除裝置使用氣固分離器對鉀基吸收劑、鉀基再生劑進行氣固分離，保證了鉀基吸收劑的循環(huán)利用。

圖I為本實用新型CO2脫除裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，具體說明本實用新型。請參閱圖1，一種CO2脫除裝置，包括一級反應器I、二級反應器3、一級氣旋分離器2、二級氣旋分離器4、二氧化碳儲氣罐5、煙氣緩沖瓶6、風機7和二氧化碳凈化裝置8，煙氣緩沖瓶6、一級反應器I、一級氣旋分離器2、二級反應器3、二級氣旋分離器4、二氧化碳凈化裝置8和二氧化碳儲氣罐5依次連接，且二級反應器3下端吸收劑出口與一級反應器I連接，二級氣旋分離器4下端分離物出口與二級反應器3連接，風機7分別與煙氣緩沖瓶6和一級反應器I連接。本實例中，一級反應器I和二級反應器3采用流化床反應器，且一級反應器I的最佳反應溫度為60 80°C，具體通過煙氣緩沖瓶6調節(jié)煙氣的溫度實現一級反應器I中反應溫度的控制。風機7采用變頻風機，且耐高溫性能良好，耐高溫60 80°C。本實用新型在對煙氣進行凈化時，燃煤煙氣經煙氣緩沖瓶6調節(jié)控制后，分為兩部分，一部分經過風機7作為一級反應器I載氣，經一級反應器I底部載氣入口進入一級反應器I使鉀基吸收劑顆粒流態(tài)化，另一部分煙氣由一級反應器I上的煙氣進口進入一級反應器1，把燃煤煙氣和作為一級反應器I載氣中的二氧化碳氣體脫除出來經過二氧化碳凈化裝置8凈化，凈化后收集至二氧化碳儲氣罐5中。在一級反應器I中的鉀基吸收劑與煙氣及載氣進行充分地混合并發(fā)生反應，其主要化學反應方程式為·K2C03+C02+H20 — 2KHC03+heat ;吸收燃煤煙氣中的二氧化碳氣體和一級反應器I的載氣中二氧化碳氣體，經處理后的煙氣通過一級反應器I上端的凈化氣體出口進入一級氣旋分離器2，在一級氣旋分離器2中進行分離，凈化后的煙氣由一級氣旋分離器2上端的凈化氣體出口排出，其它分離物經一級氣旋分離器2的下端凈化氣體出口進入二級反應器3，在一級反應器I中生成的鉀基再生劑在二級反應器3中進行鉀基吸收劑的再生反應，其主要化學反應方程式為2KHC03 — K2C03+C02+H20 — heat ;反應生成的二氧化碳、水蒸汽等物質由二級反應器3上端的凈化氣體出口進入二級氣旋分離器4并在其中進行氣固分離，分離后的二氧化碳濃縮氣由二級氣旋分離器的凈化氣體出口排出至二氧化碳凈化裝置8凈化，凈化后的二氧化碳經連接管進入二氧化碳儲氣罐5中儲存，其它分離物經二級氣旋分離器4的下端分離物出口進入二級反應器3，在二級反應器3中生成的鉀基吸收劑經二級反應器3的鉀基吸收劑出口進入一級反應器1，進行循環(huán)利用，以提高鉀基吸收劑物料的有效利用效率。本實用新型脫除過程中，可根據入口燃煤煙氣檢測的情況和一級反應器載氣的使用量控制鉀基吸收劑的噴入量。本實用新型裝置把燃煤煙氣作為一級反應器的載氣，脫除的二氧化碳氣體經過凈化裝置凈化后收集至二氧化碳儲氣罐中；以煙氣作為載氣，相對于以氮氣、二氧化碳等氣體作為載氣有效地減少了系統的運行成本；在一級反應器中利用鉀基吸收劑吸收煙氣中的二氧化碳，用于脫除二氧化碳的鉀基吸收劑反應后可以進行再生，以達到其循環(huán)使用；此外用干式鉀基吸收劑脫除煙氣中的二氧化碳效率高，可以實現二氧化碳的近零排放，運行成本極大降低，環(huán)境效益顯著。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求1.一種CO2脫除裝置，其特征在于，包括一級反應器、二級反應器、一級氣旋分離器、二級氣旋分離器、二氧化碳儲氣罐、煙氣緩沖瓶、風機和二氧化碳凈化裝置，所述煙氣緩沖瓶、一級反應器、一級氣旋分離器、二級反應器、二級氣旋分離器、二氧化碳凈化裝置和二氧化碳儲氣罐依次連接，且所述二級反應器下端吸收劑出口與所述一級反應器連接，所述二級氣旋分離器下端分離物出口與所述二級反應器連接，所述風機分別與所述煙氣緩沖瓶和一級反應器連接。
2.如權利要求I所述的CO2脫除裝置，其特征在于，所述一級反應器和二級反應器均為流化床反應器。
3.如權利要求I所述的CO2脫除裝置，其特征在于，所述風機采用變頻風機。
專利摘要本實用新型涉及一種CO2脫除裝置，包括一級反應器、二級反應器、一級氣旋分離器、二級氣旋分離器、二氧化碳儲氣罐、煙氣緩沖瓶、風機和二氧化碳凈化裝置，煙氣緩沖瓶、一級反應器、一級氣旋分離器、二級反應器、二級氣旋分離器、二氧化碳凈化裝置和二氧化碳儲氣罐依次連接，且二級反應器下端吸收劑出口與一級反應器連接，二級氣旋分離器下端分離物出口與二級反應器連接，風機分別與煙氣緩沖瓶和一級反應器連接。本實用新型且具有成本低、CO2捕獲率高的優(yōu)點，實現了CO2的零排放。
文檔編號B01D53/62GK202751940SQ20122027510
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權日2012年6月12日
發(fā)明者王立威, 黃慧, 李曉健, 石虬, 趙艷新 申請人:王立威, 黃慧