专利名称：CO<sub>2</sub>捕集吸收反应器的制作方法
技术领域：
CO2捕集吸收反应器技术领域[0001]本实用新型涉及一种CO2捕集吸收反应器，主要应用于燃煤电厂烟气中CO2的脱 除，旨在提高吸收药剂脱碳的能力，高度强化传质，增大气液接触面积，使脱碳后的烟气达 到排放标准；同时捕集的CO2尽可能多的从吸收剂中解析出来，使吸收剂得到再生。
背景技术：
[0002]CO2驱油技术是提高采收率的有效手段。国外50年代就开始利用CO2驱油技术。 70年代CO2驱油技术有了很大发展，美国和前苏联等国家都进行了大量的CO2驱油工业性 试验，并取得了明显的经济效益，可以提高采收率15% 25%。[0003]CO2驱油技术应用首先要解决CO2气源问题。国外已开展的CO2驱油工程所用CO2 大都来自CO2气田气或者从工业废气中捕获的C02。在我国，所开展的CO2驱油先导试验所 用气源全部来自CO2气田气。由于我国CO2气藏资源有限，而且缺乏烟气CO2捕集技术，导 致CO2价格较高，制约了 CO2驱油技术的大面积推广应用。与此同时，燃煤电厂烟道气作为 C02长期稳定集中排放源，其所排放CO2量占能源CO2总排放量的40%。如果能将这部分CO2 捕集出来用于油田驱油，将有效解决CO2气源的“燃眉之急”。因此研究烟气中CO2脱除的工 艺技术和工业装备一直是热点。发明内容[0004]本实用新型的目的是提供一种高度强化传质、高吸收、简易的CO2碳捕集吸收反应 器，通过此反应器可使烟气中CO2捕集率大于85%，达到节能减排的目标；同时CO2气体通过 提纯后纯度可达99%，用于CO2驱强化采油。[0005]本实用新型对反应器内部结构进行优化设计，创造性地引入可旋转雾化喷头、旋 风分离器，用以使吸收液分布均匀、强化气液传质，从而提高脱碳效率，同时有效解决了原 料气携液问题，降低生产成本。[0006]本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的[0007]本实用新型包括旋风分离器气体出口、上封头、旋风分离器、旋风分离器气体进 口、双层高密度丝网除雾器、旋风分离器液体出口、反应器气体进口、反应器吸收液进口管、 吸收液旋转雾化喷头、过滤填料、布液器、下封头、富液出口管和裙座，其特征在于反应器设 为立式圆筒形，在上部的中心设有一个立式旋风分离器，旋风分离器上顶中心设有穿出反 应器上封头的旋风分离器气体出口，中部设有旋风分离器气体进口，下端设有旋风分离器 液体出口，在液体出口下方设有一个吸收液旋转雾化喷头，吸收液旋转雾化喷头与从反应 器下部插进的吸收液进口管沿反应器中心线垂直转动连接；在吸收液进液管环周设有一根 套管，在套管环周设有第一层过滤填料，在第一层过滤填料对应的反应器壁上设有一个切 向进入第一层过滤填料的反应器气体进口，在第一层过滤填料下部的套管环周设有一块环 形过滤板，在环形过滤板下方套管的环周设有一块环形布液器，在布液器下方套管的环周 设有第二层过滤填料，在反应器下封头中心设有一根穿出裙座的富液出口管。[0008]旋风分离器上部设为圆筒形，下部设为圆锥形，旋风分离器气体进口与旋风分离 器壁相切焊接。[0009]吸收液旋转雾化喷头中心部设为圆管形，在圆管竖向上均匀设有旋液板，旋液板 之间夹角90°或60°或30°，在旋液板夹角之间圆管上均匀设有喷液孔，在圆管的下部设 有与吸收液进液管连接的旋转密封接头，上顶部设有盲板。[0010]第一层过滤填料设为环形蜂窝式过滤填料或环形波纹板填料，在填料下方设有带 均匀小孔的环形过滤板，在填料外周和上顶部套有一个密封套。[0011]环形布液器设为环形板，在环形板上均匀设有微孔。[0012]本实用新型具有以下优点[0013]1、二重强化气液传质，能够高效去除原料气中的C02。通过设置进液旋转雾化喷头 与多层填料，二次强化气液传质，高度提升气液反应速率和吸收效率。[0014]2、设计了进液旋转雾化喷头，进一步强化气液传质反应。[0015]在进液管道末端设计有圆柱形旋转雾化喷头，在喷头的器壁上设置多层喷嘴，其 中在横截面上呈每隔120°分布有3个喷嘴。吸收液到达旋转雾化喷头时依靠自身压力带 动喷头旋转，并以雾状形态从喷头喷出到一层填料上，与从进气口来的原料气接触，有效的 促进了气液强化传质。[0016]3、首次创造性地引入了旋风分离器。[0017]原料气与吸收液经过二次强化传质之后，经过双层高密度丝网除雾器除去部分夹 带的吸收液之后，进入到反应器顶部的旋风分离器，经过气液分离之后绝大部分携带的吸 收液被分离出去，从而有效避免了原料气携液问题，降低了吸收液的成本。[0018]4、由于吸收效率高，反应器容积小，占地面积小，设备投资少，易运转、易维修，社 会效益、经济效益显著。
[0019]图1为本实用新型的结构示意图[0020]图中1-旋风分离器气体出口，2-上封头，3-旋风分离器，4-旋风分离器气体出口， 5-双层高密度丝网除雾器，6-旋风分离器液体出口，7-进气口，8-吸收液旋转雾化喷头， 9-第一层过滤填料，10-布液器，11-第二层过滤填料，12-进液口，13-下封头，14-富液出 口管，15-裙座。
具体实施方式
[0021]为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细 阐述[0022]本实用新型包括旋风分离器气体出口1、上封头2、旋风分离器3、旋风分离器气体 进口 4、双层高密度丝网除雾器5、旋风分离器液体出口 6、反应器气体进口、反应器吸收液 进口管、吸收液旋转雾化喷头8、过滤填料、布液器10、下封头13、富液出口管14和裙座15， 其特征在于反应器设为立式圆筒形，在上部的中心设有一个立式旋风分离器3，旋风分离器 3上顶中心设有穿出反应器上封头2的旋风分离器气体出口 1，中部设有旋风分离器气体进 口 4，下端设有旋风分离器液体出口 6，在液体出口下方设有一个吸收液旋转雾化喷头8，吸收液旋转雾化喷头与从反应器下部插进的吸收液进口管沿反应器中心线垂直转动连接；在 吸收液进液管环周设有一根套管，在套管环周设有第一层过滤填料9，在第一层过滤填料9 对应的反应器壁上设有一个切向进入第一层过滤填料9的反应器气体进口，在第一层过滤 填料9下部的套管环周设有一块环形过滤板，在环形过滤板下方套管的环周设有一块环形 布液器10，在布液器10下方套管的环周设第二层过滤填料11，在反应器下封头中心设有一 根穿出裙座15的富液出口管。[0023]吸收液从反应器进液口管口进入，直到吸收液旋转雾化喷头8中并以雾化状形式 喷淋到第一层过滤填料9中，与烟气进行一次强化传质；然后，吸收液经过布液器10向下均 匀分布到第二层过滤填料11中，烟气在吸收液旋转雾化喷头8的离心力作用下通过套管道 到达第二层过滤填料底部，之后向上与吸收液进行二次强化传质，脱出CO2的烟气沿第一层 过滤填料9周侧继续向上首先经过双层高密度丝网除雾器5去除部分吸收液，之后从旋风 分离器气体进口 4到达旋风分离器3与烟气中携带的少量吸收液进行气液分离，分离之后 的烟气由旋风分离器3的旋风分离器气体出口排出，分离出的吸收液由旋风分离器液体出 口 6经反应器内壁到达反应器底部，由高CO2的富液出口 14进入下一步CO2的提取流程。
权利要求1.一种CO2捕集吸收反应器，包括旋风分离器气体出口、上封头、旋风分离器、旋风分离器气体进口、双层高密度丝网除雾器、旋风分离器液体出口、反应器气体进口、反应器吸收液进口管、吸收液旋转雾化喷头、过滤填料、布液器、下封头、富液出口管和裙座，其特征在于反应器设为立式圆筒形，在上部的中心设有一个立式旋风分离器，旋风分离器上顶中心设有穿出反应器上封头的旋风分离器气体出口，中部设有旋风分离器气体进口，下端设有旋风分离器液体出口，在液体出口下方设有一个吸收液旋转雾化喷头，吸收液旋转雾化喷头与从反应器下部插进的吸收液进口管沿反应器中心线垂直转动连接；在吸收液进液管环周设有一根套管，在套管环周设有第一层过滤填料，在第一层过滤填料对应的反应器壁上设有一个切向进入第一层过滤填料的反应器气体进口，在第一层过滤填料下部的套管环周设有一块环形过滤板，在环形过滤板下方套管的环周设有一块环形布液器，在布液器下方套管的环周设有第二层过滤填料，在反应器下封头中心设有一根穿出裙座的富液出口管。
2.根据权利要求1所述的CO2捕集吸收反应器，其特征在于其旋风分离器上部设为圆筒形，下部设为圆锥形，旋风分离器气体进口与旋风分离器壁相切焊接。
3.根据权利要求1所述的CO2捕集吸收反应器，其特征在于其吸收液旋转雾化喷头中心部设为圆管形，在圆管竖向上均匀设有旋液板，旋液板之间夹角90°或60°或30°，在旋液板夹角之间圆管上均匀设有喷液孔，在圆管的下部设有与吸收液进液管连接的旋转密封接头，上顶部设有盲板。
4.根据权利要求1所述的CO2捕集吸收反应器，其特征在于其第一层过滤填料设为环形蜂窝式过滤填料或环形波纹板填料，在填料下方设有带均匀小孔的环形过滤板，在填料外周和上顶部套有一个密封套。
5.根据权利要求1所述的CO2捕集吸收反应器，其特征在于其环形布液器设为环形板，在环形板上均匀设有微孔。
专利摘要CO2捕集吸收反应器设为立式圆筒形，在上部的中心设有一个立式旋风分离器，旋风分离器上顶中心设有穿出反应器上封头的旋风分离器气体出口，中部设有旋风分离器气体进口，下端设有旋风分离器液体出口，在液体出口下方设有一个吸收液旋转雾化喷头，吸收液旋转雾化喷头与从反应器下部插进的吸收液进口管沿反应器中心线垂直转动连接；在吸收液进液管环周设有一根套管，在套管环周设有第一层过滤填料，在第一层过滤填料对应的反应器壁上设有一个切向进入第一层过滤填料的反应器气体进口，在第一层过滤填料下部的套管环周设有一块环形过滤板，在环形过滤板下方套管的环周设有一块环形布液器，在布液器下方套管的环周设有第二层过滤填料，在下封头中心设有一根富液出口管。
文档编号B01D53/62GK202844854SQ20122045723
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者孙焕泉, 张煜, 王增林, 张建, 李清方, 纪国庆, 孙广领, 王翀, 刘海丽, 尚明华, 陆诗建 申请人:中国石油化工股份有限公司, 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司, 山东赛瑞石油科技发展有限公司