專利名稱：CO₂捕集吸收反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
CO2捕集吸收反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種CO2捕集吸收反應(yīng)器，主要應(yīng)用于燃煤電廠煙氣中CO2的脫 除，旨在提高吸收藥劑脫碳的能力，高度強(qiáng)化傳質(zhì)，增大氣液接觸面積，使脫碳后的煙氣達(dá) 到排放標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)捕集的CO2盡可能多的從吸收劑中解析出來(lái)，使吸收劑得到再生。
背景技術(shù)：
[0002]CO2驅(qū)油技術(shù)是提高采收率的有效手段。國(guó)外50年代就開始利用CO2驅(qū)油技術(shù)。 70年代CO2驅(qū)油技術(shù)有了很大發(fā)展，美國(guó)和前蘇聯(lián)等國(guó)家都進(jìn)行了大量的CO2驅(qū)油工業(yè)性 試驗(yàn)，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，可以提高采收率15% 25%。[0003]CO2驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用首先要解決CO2氣源問(wèn)題。國(guó)外已開展的CO2驅(qū)油工程所用CO2 大都來(lái)自CO2氣田氣或者從工業(yè)廢氣中捕獲的C02。在我國(guó)，所開展的CO2驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)所 用氣源全部來(lái)自CO2氣田氣。由于我國(guó)CO2氣藏資源有限，而且缺乏煙氣CO2捕集技術(shù)，導(dǎo) 致CO2價(jià)格較高，制約了 CO2驅(qū)油技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用。與此同時(shí)，燃煤電廠煙道氣作為 C02長(zhǎng)期穩(wěn)定集中排放源，其所排放CO2量占能源CO2總排放量的40%。如果能將這部分CO2 捕集出來(lái)用于油田驅(qū)油，將有效解決CO2氣源的“燃眉之急”。因此研究煙氣中CO2脫除的工 藝技術(shù)和工業(yè)裝備一直是熱點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種高度強(qiáng)化傳質(zhì)、高吸收、簡(jiǎn)易的CO2碳捕集吸收反應(yīng) 器，通過(guò)此反應(yīng)器可使煙氣中CO2捕集率大于85%，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)；同時(shí)CO2氣體通過(guò) 提純后純度可達(dá)99%，用于CO2驅(qū)強(qiáng)化采油。[0005]本實(shí)用新型對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地引入可旋轉(zhuǎn)霧化噴頭、旋 風(fēng)分離器，用以使吸收液分布均勻、強(qiáng)化氣液傳質(zhì)，從而提高脫碳效率，同時(shí)有效解決了原 料氣攜液?jiǎn)栴}，降低生產(chǎn)成本。[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的[0007]本實(shí)用新型包括旋風(fēng)分離器氣體出口、上封頭、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器氣體進(jìn) 口、雙層高密度絲網(wǎng)除霧器、旋風(fēng)分離器液體出口、反應(yīng)器氣體進(jìn)口、反應(yīng)器吸收液進(jìn)口管、 吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭、過(guò)濾填料、布液器、下封頭、富液出口管和裙座，其特征在于反應(yīng)器設(shè) 為立式圓筒形，在上部的中心設(shè)有一個(gè)立式旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器上頂中心設(shè)有穿出反 應(yīng)器上封頭的旋風(fēng)分離器氣體出口，中部設(shè)有旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口，下端設(shè)有旋風(fēng)分離器 液體出口，在液體出口下方設(shè)有一個(gè)吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭與從反應(yīng) 器下部插進(jìn)的吸收液進(jìn)口管沿反應(yīng)器中心線垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在吸收液進(jìn)液管環(huán)周設(shè)有一根 套管，在套管環(huán)周設(shè)有第一層過(guò)濾填料，在第一層過(guò)濾填料對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器壁上設(shè)有一個(gè)切 向進(jìn)入第一層過(guò)濾填料的反應(yīng)器氣體進(jìn)口，在第一層過(guò)濾填料下部的套管環(huán)周設(shè)有一塊環(huán) 形過(guò)濾板，在環(huán)形過(guò)濾板下方套管的環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形布液器，在布液器下方套管的環(huán)周 設(shè)有第二層過(guò)濾填料，在反應(yīng)器下封頭中心設(shè)有一根穿出裙座的富液出口管。[0008]旋風(fēng)分離器上部設(shè)為圓筒形，下部設(shè)為圓錐形，旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口與旋風(fēng)分離 器壁相切焊接。[0009]吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭中心部設(shè)為圓管形，在圓管豎向上均勻設(shè)有旋液板，旋液板 之間夾角90°或60°或30°，在旋液板夾角之間圓管上均勻設(shè)有噴液孔，在圓管的下部設(shè) 有與吸收液進(jìn)液管連接的旋轉(zhuǎn)密封接頭，上頂部設(shè)有盲板。[0010]第一層過(guò)濾填料設(shè)為環(huán)形蜂窩式過(guò)濾填料或環(huán)形波紋板填料，在填料下方設(shè)有帶 均勻小孔的環(huán)形過(guò)濾板，在填料外周和上頂部套有一個(gè)密封套。[0011]環(huán)形布液器設(shè)為環(huán)形板，在環(huán)形板上均勻設(shè)有微孔。[0012]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)[0013]1、二重強(qiáng)化氣液傳質(zhì)，能夠高效去除原料氣中的C02。通過(guò)設(shè)置進(jìn)液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭 與多層填料，二次強(qiáng)化氣液傳質(zhì)，高度提升氣液反應(yīng)速率和吸收效率。[0014]2、設(shè)計(jì)了進(jìn)液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，進(jìn)一步強(qiáng)化氣液傳質(zhì)反應(yīng)。[0015]在進(jìn)液管道末端設(shè)計(jì)有圓柱形旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，在噴頭的器壁上設(shè)置多層噴嘴，其 中在橫截面上呈每隔120°分布有3個(gè)噴嘴。吸收液到達(dá)旋轉(zhuǎn)霧化噴頭時(shí)依靠自身壓力帶 動(dòng)噴頭旋轉(zhuǎn)，并以霧狀形態(tài)從噴頭噴出到一層填料上，與從進(jìn)氣口來(lái)的原料氣接觸，有效的 促進(jìn)了氣液強(qiáng)化傳質(zhì)。[0016]3、首次創(chuàng)造性地引入了旋風(fēng)分離器。[0017]原料氣與吸收液經(jīng)過(guò)二次強(qiáng)化傳質(zhì)之后，經(jīng)過(guò)雙層高密度絲網(wǎng)除霧器除去部分夾 帶的吸收液之后，進(jìn)入到反應(yīng)器頂部的旋風(fēng)分離器，經(jīng)過(guò)氣液分離之后絕大部分?jǐn)y帶的吸 收液被分離出去，從而有效避免了原料氣攜液?jiǎn)栴}，降低了吸收液的成本。[0018]4、由于吸收效率高，反應(yīng)器容積小，占地面積小，設(shè)備投資少，易運(yùn)轉(zhuǎn)、易維修，社 會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。


[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖[0020]圖中1-旋風(fēng)分離器氣體出口，2-上封頭，3-旋風(fēng)分離器，4-旋風(fēng)分離器氣體出口， 5-雙層高密度絲網(wǎng)除霧器，6-旋風(fēng)分離器液體出口，7-進(jìn)氣口，8-吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭， 9-第一層過(guò)濾填料，10-布液器，11-第二層過(guò)濾填料，12-進(jìn)液口，13-下封頭，14-富液出 口管，15-裙座。
具體實(shí)施方式
[0021]為進(jìn)一步公開本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合說(shuō)明書附圖，通過(guò)實(shí)施例作詳細(xì) 闡述[0022]本實(shí)用新型包括旋風(fēng)分離器氣體出口1、上封頭2、旋風(fēng)分離器3、旋風(fēng)分離器氣體 進(jìn)口 4、雙層高密度絲網(wǎng)除霧器5、旋風(fēng)分離器液體出口 6、反應(yīng)器氣體進(jìn)口、反應(yīng)器吸收液 進(jìn)口管、吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭8、過(guò)濾填料、布液器10、下封頭13、富液出口管14和裙座15， 其特征在于反應(yīng)器設(shè)為立式圓筒形，在上部的中心設(shè)有一個(gè)立式旋風(fēng)分離器3，旋風(fēng)分離器 3上頂中心設(shè)有穿出反應(yīng)器上封頭2的旋風(fēng)分離器氣體出口 1，中部設(shè)有旋風(fēng)分離器氣體進(jìn) 口 4，下端設(shè)有旋風(fēng)分離器液體出口 6，在液體出口下方設(shè)有一個(gè)吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭8，吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭與從反應(yīng)器下部插進(jìn)的吸收液進(jìn)口管沿反應(yīng)器中心線垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在 吸收液進(jìn)液管環(huán)周設(shè)有一根套管，在套管環(huán)周設(shè)有第一層過(guò)濾填料9，在第一層過(guò)濾填料9 對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器壁上設(shè)有一個(gè)切向進(jìn)入第一層過(guò)濾填料9的反應(yīng)器氣體進(jìn)口，在第一層過(guò)濾 填料9下部的套管環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形過(guò)濾板，在環(huán)形過(guò)濾板下方套管的環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形 布液器10，在布液器10下方套管的環(huán)周設(shè)第二層過(guò)濾填料11，在反應(yīng)器下封頭中心設(shè)有一 根穿出裙座15的富液出口管。[0023]吸收液從反應(yīng)器進(jìn)液口管口進(jìn)入，直到吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭8中并以霧化狀形式 噴淋到第一層過(guò)濾填料9中，與煙氣進(jìn)行一次強(qiáng)化傳質(zhì)；然后，吸收液經(jīng)過(guò)布液器10向下均 勻分布到第二層過(guò)濾填料11中，煙氣在吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭8的離心力作用下通過(guò)套管道 到達(dá)第二層過(guò)濾填料底部，之后向上與吸收液進(jìn)行二次強(qiáng)化傳質(zhì)，脫出CO2的煙氣沿第一層 過(guò)濾填料9周側(cè)繼續(xù)向上首先經(jīng)過(guò)雙層高密度絲網(wǎng)除霧器5去除部分吸收液，之后從旋風(fēng) 分離器氣體進(jìn)口 4到達(dá)旋風(fēng)分離器3與煙氣中攜帶的少量吸收液進(jìn)行氣液分離，分離之后 的煙氣由旋風(fēng)分離器3的旋風(fēng)分離器氣體出口排出，分離出的吸收液由旋風(fēng)分離器液體出 口 6經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)壁到達(dá)反應(yīng)器底部，由高CO2的富液出口 14進(jìn)入下一步CO2的提取流程。
權(quán)利要求1.一種CO2捕集吸收反應(yīng)器，包括旋風(fēng)分離器氣體出口、上封頭、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口、雙層高密度絲網(wǎng)除霧器、旋風(fēng)分離器液體出口、反應(yīng)器氣體進(jìn)口、反應(yīng)器吸收液進(jìn)口管、吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭、過(guò)濾填料、布液器、下封頭、富液出口管和裙座，其特征在于反應(yīng)器設(shè)為立式圓筒形，在上部的中心設(shè)有一個(gè)立式旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器上頂中心設(shè)有穿出反應(yīng)器上封頭的旋風(fēng)分離器氣體出口，中部設(shè)有旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口，下端設(shè)有旋風(fēng)分離器液體出口，在液體出口下方設(shè)有一個(gè)吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭與從反應(yīng)器下部插進(jìn)的吸收液進(jìn)口管沿反應(yīng)器中心線垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在吸收液進(jìn)液管環(huán)周設(shè)有一根套管，在套管環(huán)周設(shè)有第一層過(guò)濾填料，在第一層過(guò)濾填料對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器壁上設(shè)有一個(gè)切向進(jìn)入第一層過(guò)濾填料的反應(yīng)器氣體進(jìn)口，在第一層過(guò)濾填料下部的套管環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形過(guò)濾板，在環(huán)形過(guò)濾板下方套管的環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形布液器，在布液器下方套管的環(huán)周設(shè)有第二層過(guò)濾填料，在反應(yīng)器下封頭中心設(shè)有一根穿出裙座的富液出口管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO2捕集吸收反應(yīng)器，其特征在于其旋風(fēng)分離器上部設(shè)為圓筒形，下部設(shè)為圓錐形，旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口與旋風(fēng)分離器壁相切焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO2捕集吸收反應(yīng)器，其特征在于其吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭中心部設(shè)為圓管形，在圓管豎向上均勻設(shè)有旋液板，旋液板之間夾角90°或60°或30°，在旋液板夾角之間圓管上均勻設(shè)有噴液孔，在圓管的下部設(shè)有與吸收液進(jìn)液管連接的旋轉(zhuǎn)密封接頭，上頂部設(shè)有盲板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO2捕集吸收反應(yīng)器，其特征在于其第一層過(guò)濾填料設(shè)為環(huán)形蜂窩式過(guò)濾填料或環(huán)形波紋板填料，在填料下方設(shè)有帶均勻小孔的環(huán)形過(guò)濾板，在填料外周和上頂部套有一個(gè)密封套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO2捕集吸收反應(yīng)器，其特征在于其環(huán)形布液器設(shè)為環(huán)形板，在環(huán)形板上均勻設(shè)有微孔。
專利摘要CO2捕集吸收反應(yīng)器設(shè)為立式圓筒形，在上部的中心設(shè)有一個(gè)立式旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器上頂中心設(shè)有穿出反應(yīng)器上封頭的旋風(fēng)分離器氣體出口，中部設(shè)有旋風(fēng)分離器氣體進(jìn)口，下端設(shè)有旋風(fēng)分離器液體出口，在液體出口下方設(shè)有一個(gè)吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，吸收液旋轉(zhuǎn)霧化噴頭與從反應(yīng)器下部插進(jìn)的吸收液進(jìn)口管沿反應(yīng)器中心線垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在吸收液進(jìn)液管環(huán)周設(shè)有一根套管，在套管環(huán)周設(shè)有第一層過(guò)濾填料，在第一層過(guò)濾填料對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器壁上設(shè)有一個(gè)切向進(jìn)入第一層過(guò)濾填料的反應(yīng)器氣體進(jìn)口，在第一層過(guò)濾填料下部的套管環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形過(guò)濾板，在環(huán)形過(guò)濾板下方套管的環(huán)周設(shè)有一塊環(huán)形布液器，在布液器下方套管的環(huán)周設(shè)有第二層過(guò)濾填料，在下封頭中心設(shè)有一根富液出口管。
文檔編號(hào)B01D53/62GK202844854SQ20122045723
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者孫煥泉, 張煜, 王增林, 張建, 李清方, 紀(jì)國(guó)慶, 孫廣領(lǐng), 王翀, 劉海麗, 尚明華, 陸詩(shī)建 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司