专利名称：旋转喷淋型填料吸收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转喷淋型吸收装置，特别适合于捕集燃煤电厂烟气中co2。
背景技术：
燃煤电厂捕集烟气中CO2时，存在烟气量大、吸收效率低、设备体积庞大、压力低以及烟气温度高等问题。目前国内外学者普遍认同的燃烧后脱碳方法主要是化学吸收法，采用的吸收装置为传统的填料式吸收塔和超重力场旋转床装置。在处理烟气中二氧化碳时，化学吸收法是目前吸收二氧化碳效率较高的方法之一，适合处理二氧化碳分压力低且气量较大的混合气体。醇胺类等传统吸收剂虽然具有吸收效率高、化学稳定性好、且吸收剂可再生利用等优点，但再生能耗过高、吸收剂抗降解性能差，再生次数少，增加了操作成本，故目前采用稳定性好、吸收效率高以及再生能耗小的混胺液体作为吸收剂。另外，传统填料塔存 在设备体积庞大、吸收效率低等缺点；超重力旋转床存在设备制造繁杂、运行和维护费用较大等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小，吸收率高的旋转喷淋型填料吸收装置。技术解决方案本发明包括外壳、电机，外壳内设有隔板，隔板将外壳分为上腔体和下腔体；隔板上方设有放置填料的填料筒，填料筒底部设有钢丝网，隔板中部设有气孔分布区域，气孔分布区域上设有气孔，气孔孔径相同且呈同心圆分布，同心圆最外圆直径尺寸与填料筒的筒外径尺寸相同，气孔分布区域外侧设有液封槽，填料筒下部设有挡板，挡板一端与填料筒固定连接，另一端置于液封槽内，所述外壳下腔体设有进气管，底部设有出液管，外壳顶部设有两个出气口，夕卜壳上方设置有电机，电机输出轴与旋转布液器相连，旋转布液器置于填料筒上方。所述旋转布液器包括进液管、连接套管、出液管、进液孔、布液管，布液管上均设布液小孔，布液小孔孔径相同且呈线性分布，且开孔方式为交叉开孔，电机输出轴与出液管一端连接，出液管另一端穿过外壳与布液管连接，出液管上设有进液孔，出液管上设有连接套管，连接套管位于进液孔处，连接套管上设有进液管。所述进液管与连接套管、出液管与电机输出轴均采用焊接，出液管与连接套管采用机械密封连接，出液管穿过外壳并在连接处采用机械密封连接。本发明具有的有益效果I)本发明增大了喷淋点的密度，增大了气体通量，减小设备压降，强化了烟气中二氧化碳与吸收剂相际间的传质效率，烟气中二氧化碳的脱除效率增大，简化了超重力场旋转吸收装置的外围设备，缩小了吸收设备的体积，降低了设备的制造成本，增大了吸收设备的可靠性。2)本发明采用旋转液体分布器喷淋液体，在离心力的作用下液体从旋转液体分布器中甩出，撞击填料层形成细小液滴或液雾挂在填料上形成更新速度较快的吸收液膜，在此与上升的烟气充分接触，强化传质，大大提高了捕集效率。3)本发明特别适用燃煤电厂捕集烟气中的二氧化碳。
图I是旋转喷淋型填料吸收装置结构示意图；图2是气体分布器结构示意图，即图I的A-A剖视结构示意图；图3是填料支撑网结构示意图，即图I的B-B剖视结构示意图；图4是填料塔结构示意图，即图I的C-C剖视结构示意图；图5是旋转布液器的结构示意图； 图6为本发明吸收效率随填料高度和吸收剂流量的变化曲线。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。参见图I,本发明包括外壳I、电机2,外壳I内设有隔板5,隔板5将外壳I分为上腔体16和下腔体17 ;隔板5上方设有放置填料15的填料筒12，填料筒12与隔板5之间设有5mm的间隙，填料筒12底部设有钢丝网14，钢丝网14作为填料15的支撑，隔板5中部设有气孔分布区域4，气孔分布区域4上设有气孔，气孔孔径相同且呈同心圆分布，同心圆最外圆直径尺寸与填料筒12的筒外径尺寸相同，气孔分布区域4外侧设有液封槽6，填料筒
12下部设有挡板11，挡板11 一端与填料筒12固定连接，另一端置于液封槽6内，所述外壳I下腔体17设有进气管9，底部设有出液管10，外壳I顶部设有两个出气口 8，外壳I上方设置有电机2,电机2输出轴与旋转布液器3相连,旋转布液器3置于填料筒12上方。旋转布液器3是由进液管7、连接套管20、出液管18、进液孔19、布液管21组成的，布液管21上均设布液小孔13，布液小孔13孔径相同且呈线性分布，且开孔方式为交叉开孔，电机2输出轴与出液管18 —端连接，出液管18另一端穿过外壳I与布液管21连接，出液管18上设有进液孔19，出液管18上设有连接套管20，连接套管20位于进液孔19处，连接套管20上设有进液管7 ;进液管7与连接套管20、出液管18与电机2输出轴均采用焊接，出液管18与连接套管20采用机械密封连接，出液管18穿过外壳I并在连接处采用机械密封连接。本实施例在吸收填料塔内采用以20% MDEA+10% TETA+70% H2O的混合胺液为吸收剂加以说明，其工作原理简述如下预先配置好的混合胺液经泵加压进入旋转液体分布器3的进液管7，旋转液体分布器3以电机2为旋转动力，同步驱动，旋转液体分布器3的布液管21上布有孔径相同且呈线性分布的小孔13。在离心力的作用下，液滴群从小孔13中甩出，电机转速合理时，旋转液体分布器3喷出的液滴群由线分布变为面分布，甩出的液滴群撞击在填料15上，液滴群被粉碎成小液滴或液雾，挂在填料15上形成更新速度较快的吸收液膜，上升的模拟烟气与液膜充分接触，增加了气液的传质效率。模拟烟气从进气管9进入下腔体18，经气体分布区域4的气孔进入圆筒状填料筒12，气流流道的横截面均匀，气体沿填料筒12轴向流动，模拟烟气与旋转液体分布器3喷淋出的20% MDEA+10% TETA+70% H2O混胺溶液充分接触后，经出气管8排出。在传质过程中无需克服离心阻力，故气相阻力小，气体通量增大，设备压降小，适合大流量的气液两相传质，有极大的实用价值。本发明通过实验台进行了性能测试，为旋转填料吸收装置的设计提供实用的数据基础。数据采集测量系统实时采集CO2的吸收效率随填料高度和混合胺液流量的变化数据，寻找本发明的最佳实验操作参数。实验内容如下I)给定混合胺液的体积配比值、进液温度、气体流量和电机转速，填料高度在200mm-400mm范围内变化时，测定混合胺液吸收模拟烟气中CO2效率的变化趋势。2)给定混合胺液的体积配比值、进液温度、气体流量和电机转速，混合胺液流量在10L/h-40L/h范围内变化时，测定混合胺液吸收模拟烟气中CO2效率的变化趋势。根据实验内容要求，混合胺液的体积配制浓度为20% MDEA+10% TETA+70% H2O, 进液温度为40°C、气体流量为O. 5m3/h、电机转速为20rpm时，改变填料高度以及混合胺液流量，测定混合胺液吸收模拟烟气中CO2的效率。图6所示为CO2吸收效率随着混合胺液流量和填料高度的变化曲线，CO2吸收效率随混合胺液流量和填料高度的升高而降低。实验结果表明，混合胺液流量和填料高度处于最佳实验值时，在离心力的作用下，旋转布液器甩出的液滴群在填料表面迅速形成更新的液膜，液膜与不断上升的模拟烟气充分接触，强化了相际传质效率，此时CO2的吸收效率达到最佳状态。最佳操作参数为混合胺液的体积配制浓度为20% MDEA+10% TETA+70% H2O,进液温度为40°C、气体流量为O. 5m3/h、电机转速为20rpm、吸收剂流量为20L/h、填料高度为300mm时，旋转喷淋型填料吸收装置的吸收效率最高，达到88. 2%。本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或者等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种旋转喷淋型填料吸收装置，包括外壳(I)、电机(2)，其特征在于，外壳(I)内设有隔板(5)，隔板(5)将外壳(I)分为上腔体(16)和下腔体(17);隔板(5)上方设有放置填料(15)的填料筒(12)，填料筒(12)底部设有钢丝网(14)，隔板(5)中部设有气孔分布区域(4)，气孔分布区域(4)上设有气孔，气孔孔径相同且呈同心圆分布，同心圆最外圆直径尺寸与填料筒(12)的筒外径尺寸相同，气孔分布区域(4)外侧设有液封槽￠)，填料筒(12)下部设有挡板(11)，挡板(11) 一端与填料筒(12)固定连接，另一端置于液封槽(6)内，所述外壳⑴下腔体(17)设有进气管(9)，底部设有出液管(10)，外壳⑴顶部设有两个出气口(8),外壳⑴上方设置有电机(2),电机⑵输出轴与旋转布液器(3)相连，旋转布液器(3)置于填料筒(12)上方。
2.根据权利要求I所述的旋转喷淋型填料吸收装置，其特征在于，旋转布液器(3)包括进液管(7)、连接套管(20)、出液管(18)、进液孔(19)、布液管(21)，布液管(21)上均设布液小孔(13)，布液小孔(13)孔径相同且呈线性分布，且开孔方式为交叉开孔，电机(2) 输出轴与出液管(18) —端连接，出液管(18)另一端穿过外壳(I)与布液管(21)连接，出液管(18)上设有进液孔(19),出液管(18)上设有连接套管(20),连接套管(20)位于进液孔(19)处，连接套管(20)上设有进液管(7)。
3.根据权利要求I所述的旋转喷淋型填料吸收装置，其特征在于，进液管(7)与连接套管(20)、出液管(18)与电机(2)输出轴均采用焊接，出液管(18)与连接套管(20)采用机械密封连接，出液管(18)穿过外壳(I)并在连接处采用机械密封连接。
全文摘要
本发明公开了一种旋转喷淋型填料吸收装置，包括外壳、电机，外壳内设有隔板，隔板将外壳分为两腔，填料筒置于隔板上方，液体分布器被电机同步驱动并置于填料筒上方，隔板上设有孔径相同且呈同心圆分布的气孔，同心圆最外圆直径与填料筒外径相同，旋转布液器与外壳采用机械密封连接，其他进出壳体的管道与壳体采用焊接。本发明利用旋转布液器，提高了喷淋点的密度，减少了气相阻力，降低了压降，增大了气体通量，增强了气液传质效率，缩小了吸收设备的体积，简化了吸收二氧化碳装置的设备，降低了吸收装置的成本，提高了吸收设备的可靠性。
文档编号B01D53/78GK102794094SQ20121028920
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者何丽娟, 钟金山, 吴晅, 王丽芳, 武文斐 申请人:内蒙古科技大学