一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统的制作方法

本实用新型属于空气净化领域，具体的涉及一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统。

背景技术：

工厂烟囱种排放的气体中主要污染物为CO₂、SO₂以及油滴和固体颗粒物等，目前净化该污染物所用设备主要存在以下缺点：设备大而复杂、造价高，污染物处理成本高；不适合一些中小型的工厂企业，而这些工厂企业为了降低开销，往往存在偷排现象，久而久之，严重影响的周围的空气环境，因此，研发一种设备简单、灵活方便、净化效果好，且成本低的烟囱废气净化系统显得至关重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统，设备简单、灵活方便、净化效果好、且成本低，不仅适合于大型工厂企业，更适合于节俭开销的中小型的工厂企业。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统，包括烟囱，与所述烟囱排烟口相连通的空气净化装置，所述空气净化装置包括盛放有包含碳捕捉剂和表面活性剂的净化溶液的空气净化池，所述空气净化池的顶部设置有顶部开口，侧壁上设置有废液排出口和至少一个循环水出口；所述废液排出口设置有废液排出管，所述废液排出管上设置有开启或闭合所述废液排出口的阀门；所述循环水出口处设置有循环水管路，所述循环水管路的一端与所述循环水出口相连通，另一端沿空气净化池向上延伸至空气净化池的顶部开口的上方，然后从顶部开口向下插入净化溶液的液面以下，所述循环水管路上沿水流方向依次设置有离心水泵和水喷射真空泵，所述水喷射真空泵包括进水口、出水口和吸气口，所述进水口和出水口分别与所述循环水管路相连通，所述吸气口与所述烟囱的排烟口通过通气管道相连通。

进一步的，所述通气管道上设置有单向阀。

更进一步的，所述通气管道上设置有盛放有颗粒沉降溶液的颗粒沉降池，所述颗粒沉降池的顶部设置有烟气入口和烟气出口，所述通气管道包括进气管道和出气管道，所述进气管道的一端与所述烟囱的排烟口相连通，所述进气管道的另一端穿过烟气入口延伸入颗粒沉降溶液的液面以下，所述出气管道一端与所述烟气出口相连通，另一端与所述水喷射真空泵的吸气口相连通。

更进一步的，所述单向阀设置于出气管道上。

更进一步的，所述颗粒沉降池上还设置有颗粒沉降溶液投放口，所述颗粒沉降溶液投放口上设置有开启或关闭所述颗粒沉降溶液投放口的阀门。

进一步的，所述顶部开口处设置有与所述空气净化池一体连接的顶盖，所述顶盖上设置有净空气出口和与所述循环水出口数量相等的循环水入口；所述循环水管路一端与所述循环水出口相连通，另一端沿空气净化池向上延伸至相对应的循环水入口的上方、并从相对应的循环水入口向下插入到净化溶液的液面以下。

更进一步的，所述顶盖上还设置有净化溶液投放口，所述净化溶液投放口上设置有开启或关闭所述净化溶液投放口的阀门。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在水喷射真空泵产生的极强的负压作用下，将工厂烟囱产生的废气与由碳捕捉剂和表面活性剂组成的净化溶液混合，并与净化溶液发生物理变化和/或化学反应，从而使废气中的有害气体、油滴和粉尘除去，以达到净化空气的目的；由于工厂烟囱产生的废气中颗粒状粉尘较多，因此，在进行空气净化前，先将其通过颗粒沉降池，除去部分粉尘，然后再进行空气净化，进一步除去CO₂、SO₂等有害气体和剩余的粉尘，净化效果好；本实用新型设备简单、灵活方便、净化效果好、且成本低，不仅适合于大型工厂企业，更适合于节俭开销的中小型的工厂企业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中所用空气净化装置的立体图；

图3为本实用新型一个优选实施例的结构示意图；

图4为图3中所用空气净化装置的立体图；

图5为本实用新型另一优选实施例中空气净化装置的立体图。

图中，1、烟囱，2、空气净化装置，3、空气净化池，4、顶部开口，5、废液排出口；6、循环水出口，7、循环水管路，8、离心水泵；9、水喷射真空泵；10、进水口；11、出水口；12、吸气口；14、顶盖，15、净空气出口；16、循环水入口；17、单向阀；18、排烟口；19、颗粒沉降池，20、烟气入口；21、烟气出口，22、进气管道；23、出气管道，24、颗粒沉降溶液；25、净化溶液；26、废液排出管；27、阀门。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，通过具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。

如附图1～2所示，一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统，包括烟囱1，与所述烟囱1排烟口18相连通的空气净化装置2，所述空气净化装置2包括盛放有包含碳捕捉剂和表面活性剂的净化溶液25的空气净化池3，所述空气净化池3的顶部设置有顶部开口4，侧壁上设置有废液排出口5和至少一个循环水出口6；所述废液排出口5设置有废液排出管26，所述废液排出管26上设置有开启或闭合所述废液排出口5的阀门27；所述循环水出口6处设置有循环水管路7，所述循环水管路7的一端与所述循环水出口6相连通，另一端沿空气净化池3向上延伸至空气净化池3的顶部开口4的上方，然后从顶部开口4向下插入净化溶液25的液面以下，所述循环水管路7上沿水流方向依次设置有离心水泵8和水喷射真空泵9，所述水喷射真空泵9包括进水口10、出水口11和吸气口12，所述进水口10和出水口11分别与所述循环水管路7相连通，所述吸气口12与所述烟囱1的排烟口18通过通气管道相连通。本实用新型在水喷射真空泵9产生的极强的负压作用下，将工厂烟囱1产生的废气与由碳捕捉剂和表面活性剂组成的净化溶液25混合，并与净化溶液25发生物理和/或化学反应，从而使废气中的有害气体、油滴和粉尘除去，以达到净化空气的目的。

进一步的，所述水喷射真空泵9设置于所述空气净化池3的上方。

进一步的，所述通气管道上设置有单向阀17；可以防止废气的逆流。

进一步的，所述碳捕捉试剂为氢氧化钠。

进一步的，所述净化溶液25中还包含发泡剂。

进一步的，所述通气管道上设置有盛放有颗粒沉降溶液24的颗粒沉降池19，所述颗粒沉降池19的顶部设置有烟气入口20和烟气出口21，所述通气管道包括进气管道22和出气管道23，所述进气管道22的一端与所述烟囱1的排烟口18相连通，所述进气管道22的另一端穿过烟气入口20延伸入颗粒沉降溶液24的液面以下，所述出气管道23一端与所述烟气出口21相连通，另一端与所述水喷射真空泵9的吸气口12相连通。更进一步的，所述单向阀17设置于所述出气管道23上。由于工厂烟囱1产生的废气中颗粒状粉尘较多，因此，在进行空气净化前，先将其通过颗粒沉降池19，除去部分粉尘，然后再进行空气净化，进一步除去CO₂、SO₂等有害气体和剩余的粉尘，净化效果好。

更进一步的，所述颗粒沉降池上还设置有颗粒沉降溶液投放口，所述颗粒沉降溶液投放口上设置有开启或关闭所述颗粒沉降溶液投放口的阀门。

进一步的，所述颗粒沉降溶液24由表面活性剂与水混配而成。

作为本实用新型一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统的一个优选实施例，如图3～4所示，所述顶部开口4处设置有与所述空气净化池3一体连接的顶盖14，所述顶盖14上设置有净空气出口15和与所述循环水出口6数量相等的循环水入口16；所述循环水管路一端与所述循环水出口6相连通，另一端沿空气净化池3向上延伸至相对应的循环水入口16的上方、并从相对应的循环水入口16向下插入到净化溶液25的液面以下。将空气净化池3设置顶盖14，并在顶盖14上设置净空气出口15，所述净空气出口还可以用作净化溶液的投放口，此外，从净空气出口15排出的空气还可以通过管道进入其他净化设备进行进一步净化。

进一步的，所述顶盖上还设置有净化溶液投放口，所述净化溶液投放口上设置有开启或关闭所述净化溶液投放口的阀门。

作为本实用新型一种利用碳捕捉技术净化工厂烟囱烟气的空气净化系统的另一优选实施例，如图5所示，所述循环水出口6、循环水管路7、离心水泵8、水喷射真空泵9和循环水入口16均为两个。当烟气中污染物较多可以加大空气净化池3的体积，并增加循环水管路7、离心水泵8、水喷射真空泵9的数量，从而增大空气的承载量，增大净化效率。

本实用新型的使用方法和工作原理：

本实用新型使用过程中，空气净化池3内的净化溶液25在离心水泵8的作用下，从循环水出口6流出，沿循环水管路7流经至水喷射真空泵9，喷射真空泵9产生极强的负压，从而使颗粒沉降池19内处于负压状态，废气在负压的作用下，先经过颗粒沉降池19，在颗粒沉降池19中的表面活性剂的作用下，颗粒粉尘得到浸润沉淀，从而留在颗粒沉降池19内，而气体则从烟气出口21排出，进入水喷射真空泵9，与净化溶液25混合除去一部分CO₂等有害气体后，从水喷射真空泵9的出水口11流出进入空气净化池3，剩余的有害气体与净化溶液25在空气净化池内继续发生物理变化和/或化学反应，从而将CO₂、SO₂等有害气体以及油滴、颗粒粉尘留在空气净化池3内，而净化后的空气则排入大气中；

当空气净化池3内的净化溶液25达到饱和、失去净化能力时，将净化溶液25排出，重新加入新配置的净化溶液25即可。

空气净化的反应原理：利用负压系统将空气引入到碱性液体环境中形成气泡，气泡中的气体分子运动速度很高，会很快运动到液体界面上，空气中的酸性气体CO₂、SO₂等会与水反应生成弱酸H₂CO₃、H₂SO₃等，弱酸会与强碱反应，使化学平衡向右移动最终生成盐CO₃²⁺、SO₃²⁺等而留在空气净化池内，而空气中的颗粒物或油性液滴通过表面活性剂的润湿而留在空气净化池内，空气中的氧气、氮气、惰性气体因不与净化溶液反应，从而逸出液面进入大气中，使空气得到净化；

主要涉及到的化学反应：CO₂+2NaOH→Na₂CO₃+H₂O。