本发明涉及一种二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置,属气体吸收和分离。
背景技术:
1、尽管ccus技术早在20世纪80年代就已经提出并发展至今,但受限于其技术过程的高能耗,ccus技术的发展远远没有达到预期的目标规模。例如,当前最为成熟的采用乙醇胺(mea)为吸收剂的co2捕集技术能耗高达4gj/t,虽然该技术已进入商业示范,但高能耗在一定程度上限制了该类技术的进一步大规模推广。另一方面,在ccus技术中,用于烟气净化的旋流分离器由于结构原因,普遍存有分离效率低及分离效果差的不足,因此有必要对其进行改进。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:提供一种用于捕集分离烟气中所含二氧化碳,使其后续转化为高附加值合成气,解决现有旋流分离器分离效率低及分离效果差问题的二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置。
2、本发明的技术方案是:
3、一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,它由射流吸收器本体构成,其特征在于:所述的射流吸收器本体包括罐体和夹套; 罐体内设置有中心管,中心管的一端延伸至罐体顶部外端,罐体的上端水平设置有进气管,进气管与罐体连通,进气管下方的罐体外表圆周上密封设置有夹套,夹套对应的罐体上圆周上规则设置有射流孔,夹套通过射流孔与罐体连通。
4、所述的罐体呈圆锥形。
5、所述的进气管端头与罐体内壁相切。
6、所述的夹套上设置有进液口。
7、二氧化碳微界面振荡捕集的方法包括以下步骤:
8、1)、首先通过增压泵将吸收液经进液口泵入夹套汇集;在增压泵的作用下,进入夹套的吸收液经射流孔以射流的方式进入罐体内腔;
9、2)、吸收液以射流的方式进入罐体内腔的同时,将温度不高于50℃的原料气(气量11000nm3/h)经进气管进入罐体内腔,由于进气管端头与罐体内壁相切,进入罐体内腔的原料气在中心管和罐体之间的环空内高速旋转形成气芯并同时下行,从而形成激烈的气相旋流流场;
10、3)、进入罐体内腔的原料气形成气相旋流流场的同时;夹套内的吸收液在压力的作用下由射流孔以射流的形式射出,并与高速旋转的原料气不断接触、碰撞;
11、4)、吸收液射流与原料气不断接触、碰撞的过程中,高速旋转的原料气对吸收液射流形成径向切割,使吸收液射流形成无数吸收液雾滴,并随旋转的原料气旋转下行;
12、5)、吸收液雾滴随旋转的原料气旋转下行的过程中,与原料气持续充分接触;从而形成气液混合物,这一过程中,原料气中的co2分子与吸收液相结合;
13、6)、雾滴与原料气充分结合后,一部分雾滴在重力的作用下在从射流吸收器底部流出,另一部分在离心力的作用下甩向四周,撞向壁面汇聚向下流出;进入循环槽再利用,净化后的气体从射流吸收器的中心管底部端口进入,然后由顶部溢流口排出,从而完成原料气中的co2捕集。
14、本发明的有益效果在于:
15、本发明采用“微界面振荡吸收及再生+微通道反应技术”进行二氧化碳的深度吸收与转化,捕集烟气中二氧化碳,进而可转化为高附加值合成气。本发明的射流吸收器与传统旋流分离器相比,增加了气相与液相的吸收、反应功能。射流净化器利用多相流场耦合作用,使相与相之间产生强烈的化学反应,与传统旋流分离器相比,提高了传质效率及分离效率。
1.一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,它由射流吸收器本体构成,其特征在于:所述的射流吸收器本体包括罐体(1)和夹套(2); 罐体(1)内设置有中心管(4),中心管(4)的一端延伸至罐体(1)顶部外端,罐体(1)的上端水平设置有进气管(5),进气管(5)与罐体(1)连通,进气管(5)下方的罐体(1)外表圆周上密封设置有夹套(2),夹套(2)对应的罐体(1)上圆周上规则设置有射流孔(6),夹套(2)通过射流孔(6)与罐体(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,其特征在于:所述的罐体(1)呈圆锥形。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,其特征在于:所述的进气管(5)端头与罐体(1)内壁相切。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,其特征在于:所述的夹套(2)上设置有进液口(7);
5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置,其特征在于:所述的吸收液为35%mdea、3.3mol/lmea 、34%mdea+1%mea、34%mdea+1%dea、34%mdea+1%pz、34%mdea+1%amp、32%mdea+3%mea、32%mdea+3%dea、32%mdea+3%pz、32%mdea+3%amp、30%mdea+5%mea、30%mdea+5%dea、30%mdea+5%pz、30%mdea+5%amp中的任一种。