石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术 |
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申请号 | CN202111440456.6 | 申请日 | 2021-11-30 | 公开(公告)号 | CN114100355A | 公开(公告)日 | 2022-03-01 |
申请人 | 安徽华塑股份有限公司; | 发明人 | 李毅; 丁顶; 陈大众; 况建亮; 李昌义; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了 石灰窑 废气二 氧 化 碳 分离捕集技术,包括洗气上塔、冷却下塔和支座,所述洗气上塔的顶部设置有进液漏斗,所述进液漏斗的底部安装有第一控制 阀 ,所述洗气上塔的底部设置有洗气溶液聚集层,所述洗气上塔的内部并位于洗气溶液聚集层上方固定设置有带孔淋洗罩。本发明所述的石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,计中和反应器,将产物溶液导入到中和反应器内,通过滴加稀 硝酸 ,中和掉产物溶液中的氢氧化钠成本,待检测后的酸 碱 度达到标准值后,释放产物溶液,此时产物溶液中均为碳酸钠、硝酸钠盐成分,可以直接释放进入到 营养液 层,为 植物 提供生长所需要的碳源和氮源,从而解决产物浪费的问题,适用不同工作状况,带来更好的使用前景。 | ||||||
权利要求 | 1.石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,其特征在于:包括洗气上塔(1)、冷却下塔(2)和支座(3),所述洗气上塔(1)的顶部设置有进液漏斗(4),所述进液漏斗(4)的底部安装有第一控制阀(5),所述洗气上塔(1)的底部设置有洗气溶液聚集层(6),所述洗气上塔(1)的内部并位于洗气溶液聚集层(6)上方固定设置有带孔淋洗罩(7),所述洗气上塔(1)的内侧固定安装有液压泵(8),所述液压泵(8)向下通过抽吸管(9)延伸到洗气溶液聚集层(6)位置处,所述洗气上塔(1)的底部向上高于洗气溶液聚集层(6)设置有连通管(10),所述连通管(10)的顶部设置有第二控制阀(11); |
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说明书全文 | 石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术技术领域[0001] 本发明涉及碳节能减排技术领域,特别涉及石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术。 背景技术[0002] 碳捕集与封存技术是一项新兴的且具有大 规模减少排放二氧化碳的技术,而降低使用化石能源时的所排放的二氧化碳,碳捕集与封存技术将工业生产过程中产生的二氧化碳捕集并安全地存储在特定抵制结构中,减少向大 气的排放,以减少温室气体在大气层中的聚积,从而减缓全球气候变化;现有的石灰窑在生产石灰的过程中会产生大量的气体灰尘以及二氧化碳排放物,目前常规的做法是利用碱洗,但是存在储多的问题,第一由于废气具有高温性能,在碱洗时会因为温度很高导致水分蒸发,影响到碱洗效果,第二由于二氧化碳难溶于液体,导致碱洗的效率有限,据我企业最新的科研成果统计,碱洗效率只能确保废气中41%‑68%二氧化碳吸收率,如果刻意提高所需要的成本是很大的,不符合实际的处理情况,第三碱洗后的盐产物不能得到合理的利用,造成一定的原料浪费,为此,我们提出石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术。 发明内容[0003] 本发明的主要目的在于提供石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,可以有效解决背景技术中的问题。 [0004] 为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,包括洗气上塔、冷却下塔和支座,所述洗气上塔的顶部设置有进液漏斗,所述进液漏斗的底部安装有第一控制阀,所述洗气上塔的底部设置有洗气溶液聚集层,所述洗气上塔的内部并位于洗气溶液聚集层上方固定设置有带孔淋洗罩,所述洗气上塔的内侧固定安装有液压泵,所述液压泵向下通过抽吸管延伸到洗气溶液聚集层位置处,所述洗气上塔的底部向上高于洗气溶液聚集层设置有连通管,所述连通管的顶部设置有第二控制阀; 所述连通管的底部连通冷却下塔,所述冷却下塔的一侧延伸进入废气管,所述废 气管位于冷却下塔的中部位置并延伸到塔底,所述冷却下塔内部贴合塔壁活动设置有隔离座,所述废气管上固定有作用于隔离座中心位置的轴套,所述隔离座的上端开设有卡槽,所述卡槽内放置有转座,所述转座上均匀开设有上气孔组,所述卡槽内贯穿开设有下气孔组,所述支座的内部对称安装有两组气缸,所述气缸上的升降杆和隔离座的底部固定,所述转座以上的区域设置有冷却液聚集层; 所述洗气溶液聚集层的一侧安装有洗气液导出管,并且通过洗气液导出管和中和 反应器的顶部连通,所述洗气液导出管的一端安装有第三控制阀,所述中和反应器的上部固定有酸筒,所述酸筒的底部设置有滴管,所述中和反应器的底部通过反应液导出管和人工密封池连通,所述反应液导出管位于中和反应器的位置设置有第四控制阀; 所述洗气上塔的顶部一侧设置有废气导管,所述废气导管位于洗气上塔的位置设 置有第五控制阀,所述人工密封池的底部设置有营养液层,所述营养液层以上种植有若干组水生植物,所述水生植物以上的部分为气体交换层,所述人工密封池的顶部设置有照明灯组。 [0005] 优选的,所述洗气溶液聚集层内为氢氧化钠稀释溶液,浓度可根据实际废气进行调配,所述液压泵的出水管位于带孔淋洗罩的上方,所述带孔淋洗罩内均匀开设有若干组滴液孔。 [0006] 优选的,所述转座在卡槽内围绕废气管的中心转动,转动过程中将上气孔组和下气孔组对准,形成连通状态。 [0008] 优选的,所述冷却下塔的边侧上下角位置分别设置有进水口和排水口。 [0010] 优选的,所述人工密封池的顶部安装有检测器,负责检测和显示中和反应器内的酸碱度,和气体交换层处的二氧化碳浓度,二氧化碳浓度低于标准值后即可将人工密封池内的气体释放。 [0012] 本发明通过改进在此提供石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,与现有技术相比,具有如下显著改进及优点:(1)设计冷却下塔,废气管位于冷却液聚集层内,和冷却水充分接触,气体在此移动过程中得到了第一步的降温,随即气体进入到最底部的废气冷却腔,被暂存,在存储的过程中气体越攒越多,同时由于和上部的冷却液聚集层只有一板之隔,因此在暂存的过程中得到了第二步的降温,之后转动转座,将上气孔组和下气孔组对准,形成连通状态,使底部的气体能够顺着气孔向上溢出,进入到冷却水中,得到第三步的降温,在与冷却水的接触过程中,废气中含硫气体被水吸收;通过三步的冷却技术,将废气中的热量有效吸走,并且除去废气中含硫气体,便于后续的碱洗。 [0014] (3)设计中和反应器,将产物溶液导入到中和反应器内,通过滴加稀硝酸,中和掉产物溶液中的氢氧化钠成本,待检测后的酸碱度达到标准值后,释放产物溶液,此时产物溶液中均为碳酸钠、硝酸钠盐成分,可以直接释放进入到营养液层,为植物提供生长所需要的碳源和氮源,从而解决产物浪费的问题,同时也降低养殖成本。 [0015] (4)设计人工密封池,将处理过的废气排入池内,其中二氧化碳供水生植物光合作用利用,从而达到碳捕集固存的效果,整体确保废气中二氧化碳的吸收率在90%以上。 [0017] 图1为本发明石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术的整体结构示意图;图2为本发明石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术洗气上塔和冷却下塔的内部视 图; 图3为本发明石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术隔离座的拆解图; 图4为本发明石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术中和反应器的内部视图; 图5为本发明石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术人工密封池的内部视图。 [0018] 图中:1、洗气上塔;2、冷却下塔;3、支座;4、进液漏斗;5、第一控制阀;6、洗气溶液聚集层;7、带孔淋洗罩;8、液压泵;9、抽吸管;10、连通管;11、第二控制阀;12、废气管;13、隔离座;14、轴套;15、卡槽;16、转座;17、上气孔组;18、下气孔组;19、气缸;20、升降杆;21、冷却液聚集层;22、排水口;23、洗气液导出管;24、中和反应器;25、第三控制阀;26、酸筒;27、滴管;28、反应液导出管;29、人工密封池;30、第四控制阀;31、废气导管;32、第五控制阀;33、营养液层;34、水生植物;35、气体交换层;36、照明灯组;37、检测器;38、进水口。 具体实施方式[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0020] 如图1‑5所示,石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,包括洗气上塔1、冷却下塔2和支座3,洗气上塔1的顶部设置有进液漏斗4,用于碱液的投加,进液漏斗4的底部安装有第一控制阀5,洗气上塔1的底部设置有洗气溶液聚集层6,洗气上塔1的内部并位于洗气溶液聚集层6上方固定设置有带孔淋洗罩7,洗气上塔1的内侧固定安装有液压泵8,液压泵8向下通过抽吸管9延伸到洗气溶液聚集层6位置处,洗气上塔1的底部向上高于洗气溶液聚集层6设置有连通管10,连通管10的顶部设置有第二控制阀11;连通管10的底部连通冷却下塔2,冷却下塔2的一侧延伸进入废气管12,废气管12 位于冷却下塔2的中部位置并延伸到塔底,冷却下塔2内部贴合塔壁活动设置有隔离座13,废气管12上固定有作用于隔离座13中心位置的轴套14,隔离座13的上端开设有卡槽15,卡槽15内放置有转座16,转座16上均匀开设有上气孔组17,卡槽15内贯穿开设有下气孔组18,支座3的内部对称安装有两组气缸19,气缸19上的升降杆20和隔离座13的底部固定,转座16以上的区域设置有冷却液聚集层21,隔离座13的外部以及内部间隙处均采用了密封圈处理; 洗气溶液聚集层6的一侧安装有洗气液导出管23,并且通过洗气液导出管23和中 和反应器24的顶部连通,洗气液导出管2的一端安装有第三控制阀25,中和反应器24的上部固定有酸筒26,酸筒26的底部设置有滴管27,中和反应器24的底部通过反应液导出管28和人工密封池29连通,反应液导出管28位于中和反应器24的位置设置有第四控制阀30; 洗气上塔1的顶部一侧设置有废气导管31,废气导管31位于洗气上塔1的位置设置 有第五控制阀32,人工密封池29的底部设置有营养液层33,营养液层33以上种植有若干组水生植物34,水生植物34以上的部分为气体交换层35,人工密封池29的顶部设置有照明灯组36,提供植物生长所需要的光能; 洗气溶液聚集层6内为氢氧化钠稀释溶液,浓度可根据实际废气进行调配,液压泵 8的出水管位于带孔淋洗罩7的上方,带孔淋洗罩7内均匀开设有若干组滴液孔,气体在穿过滴液孔时也会有吸收作用;转座16在卡槽15内围绕废气管12的中心转动,转动过程中将上气孔组17和下气孔组18对准,形成连通状态;两组升降杆20同步带动隔离座13上下移动,隔离座13以下的区域形成废气冷却腔,冷却液聚集层21内为低温冷却水;冷却下塔2的边侧上下角位置分别设置有进水口38和排水口22,用于更换冷却水;酸筒26内装有浓度4mol/L的稀硝酸,滴管27内安装有第六控制阀,所有控制阀均为电磁阀,电性控制;人工密封池29的顶部安装有检测器37,负责检测和显示中和反应器24内的酸碱度,和气体交换层35处的二氧化碳浓度,二氧化碳浓度低于标准值后即可将人工密封池29内的气体释放;营养液层33包括含碳源、氮源、磷源的盐类物质,以及含镁、铁、 钙及钾微量元素;由于上气孔组17和下气孔组18对准,会造成了冷却水灌入废气冷却腔,在废气处理过后,会利用升降杆20带动隔离座13下降到底部,将冷却水压上来,再利用转座16将上下气孔岔开,达到密封的效果,隔离座13再次上升就又形成了废气冷却腔。 [0021] 需要说明的是,本发明为石灰窑废气二氧化碳分离捕集技术,在使用时,进入废气管12的废气先要经过除尘器除尘,废气管12位于冷却液聚集层21内,和冷却水充分接触,气体在此移动过程中得到了第一步的降温,随即气体进入到最底部的废气冷却腔,被暂存,在存储的过程中气体越攒越多,同时由于和上部的冷却液聚集层21只有一板之隔,因此在暂存的过程中得到了第二步的降温,之后转动转座16,将上气孔组17和下气孔组18对准,形成连通状态,使底部的气体能够顺着气孔向上溢出,进入到冷却水中,得到第三步的降温,在与冷却水的接触过程中,废气中含硫气体被水吸收,之后废气通过连通管10进入到洗气上塔1内,在洗气上塔1内,通过液压泵8反复抽吸洗气溶液即氢氧化钠稀释溶液,并输送到带孔淋洗罩7上面,由带孔淋洗罩7向下形成淋洗水幕,和废气充分接触,吸收废气中含有的二氧化碳气体,之后打开第五控制阀32,废气统一从废气导管31进入到人工密封池29内,在气体交换层35处活动,其中的二氧化碳供水生植物34光合作用利用,从而达到碳捕集固存的效果,待检测人工密封池29的二氧化碳浓度下降到标准排放值后,即可将人工密封池29内的经理处理的废气释放;由于对碱洗气效率的考量,会在塔内加入过量的氢氧化钠稀释溶液,这就导致在洗气过后产物溶液中的碱过量,呈碱性,打开第三控制阀25,将产物溶液导入到中和反应器24内,通过滴加稀硝酸,中和掉产物溶液中的氢氧化钠成本,待检测后的酸碱度达到标准值后,释放产物溶液,此时产物溶液中均为碳酸钠、硝酸钠盐成分,可以直接释放进入到营养液层33,为植物提供生长所需要的碳源和氮源,从而解决产物浪费的问题。 [0022] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 |