一种粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置及方法制造方法及图纸

技术编号:14785393 阅读:69 留言:0更新日期:2017-03-10 22:36
本发明专利技术公开了一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,包括活化反应器、荷电装置、流化床、旋风分离器、废料仓;所述活化反应器输出端连接荷电装置;所述荷电装置的输出端连接流化床;所述流化床输出端连接旋风分离器;所述旋风分离器输出端连接废料仓。本发明专利技术还公开了一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的方法,包括以下步骤:将粉煤灰输送到活化反应器中进行活化处理,之后输送至粉体荷电装置进行带电处理,然后输送至流化床装置中脱除烟气中CO2,最后送至废料仓。本发明专利技术装置与燃煤发电系统有机结合,可利用燃煤电厂烟气和冷空气为装置提供热源和冷源,并通过温差发电技术为装置提供所需电能,是降低成本和能耗的一种优化方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体废弃物资源化利用和能源利用过程中污染物减排领域,更确切地说,涉及一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置及其方法,属于二氧化碳捕集和减排

技术介绍
CO2捕集是控制燃煤电厂CO2排放的有效途径。从燃煤电厂烟气中捕集CO2的技术路线众多,总体可分为:燃烧前捕集、燃烧中脱碳和燃烧后捕集。燃烧后CO2捕集技术因具有不影响上游燃烧工艺过程,且不受烟气中CO2浓度影响,无需对现有电厂设备进行改造等优势,可直接用于传统燃煤电厂烟气中CO2分离。商业应用较成熟的燃烧后CO2捕集技术主要为液态胺法和热碱液法。尽管液态胺法和热碱液法具有脱碳效率高、可再生和系统稳定等优势,其在应用过程中也暴露出再生能耗高、碱液易腐蚀设备、二次污染及设备投资和系统运行成本高等缺陷。利用碱金属基吸收剂通过气固反应进行燃烧后烟气中CO2捕集技术具有反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染等优点,被认为是极具发展前景的新技术。但用于CO2捕集的固体吸收剂的原料来源、成本及制备工艺等因素在一定程度上制约了其在燃煤电厂烟气脱碳中大规模应用。开发高效率、低能耗和低成本的燃煤电厂CO2固体吸收剂势在必行。近年来,工业固体废弃物应用于燃烧后烟气中CO2捕集的研究备受关注。粉煤灰中富含活性火山碎屑物质,为典型的工业固体废弃物之一。利用粉煤灰脱除燃烧后烟气中CO2,一方面可实现固体废弃物资源化利用,解决其填埋处理带来的污染问题,另一方面可实现燃煤烟气污染物防治,具有较大的经济效益,有望为缓解温室效应开辟新途径。目前,粉煤灰脱除燃烧烟气CO2的途径主要有三类:粉煤灰中含活性组分CaO和MgO,可在高温条件下直接捕获烟气中CO2;粉煤灰中含活性组分SiO2,可提取硅酸盐物相,在高温条件下直接与烟气中CO2反应;可对粉煤灰表面预处理并添加碱性基团改性,在中低温条件下捕集烟气中CO2。研究表明,上述三种方法均可实现粉煤灰对燃烧烟气中CO2的捕集。但粉煤灰的利用效率低,脱碳工艺能耗高,系统有待进一步优化。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种利用工业固体废弃物粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,实现二氧化碳捕集与固体废弃物资源化利用。为了解决上述技术问题,本专利技术公开了一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,包括活化反应器、加热埋管、温差发电器、变压器、荷电装置、电极线、电极板、流化床、散热埋管、旋风分离器以及废料仓;所述活化反应器输入端送入粉煤灰,输出端连接荷电装置;所述荷电装置的输出端连接流化床;所述流化床输出端连接旋风分离器;所述旋风分离器下部输出端连接废料仓上部。本专利技术中,所述活化反应器内设置加热埋管,埋管式加热器中的放热介质为来自锅炉过热器前端烟道的高温烟气,所述加热埋管出口连接一温差发电器后用于与锅炉空气预热器前端烟道连接,高温烟气在加热埋管中降温后再送入锅炉空气预热器前端烟道。本专利技术中,所述荷电装置与活化反应器输出端连接,活化后的粉煤灰输入荷电装置进行荷电处理,所述荷电装置的电能由温差发电器提供。本专利技术中,所述流化床内设散热埋管,埋管式散热器中的吸热介质来自空气预热器鼓风机中的支流冷空气。所述散热埋管连接到温差发电器后用于与锅炉空气预热器鼓风机中的支流冷空气连接,冷空气在埋管式散热器中加热后再送入锅炉空气预热器入口。本专利技术中,所述流化床内设电极板,电极板在流化床内形成电场,所述电极板的电能由温差发电器提供。本专利技术中,所述活化反应器内加热埋管换热后烟气与流化床内散热埋管升温后空气分别流经温差发电器,温差发电器利用系统温差进行发电。本专利技术中,所述荷电装置与温差发电器之间设有变压器。本专利技术还公开了一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的方法,包括以下步骤:将收集的粉煤灰输送到活化反应器中进行活化处理,活化后粉煤灰输送至粉体荷电装置进行带电处理形成高活性带电粉煤灰,然后输送至流化床装置中与流化床底端输入的脱硫后的烟气反应脱除烟气中CO2,反应后的粉煤灰输运至旋风分离器进行气固分离,分离后的粉煤灰输送至废料仓等待下一步处理,尾气进入烟囱直接排出。有益效果:1、本专利技术所述装置利用粉煤灰作为固体吸收剂脱除电厂烟气中CO2,可变废为宝,实现固体废弃物资源化利用,有利于节约系统成本。此外,系统脱碳效率高、能耗低、对设备腐蚀小、设备和运行成本低,是高效且节能环保的优化方案。2、本专利技术使用加热埋管,由燃煤锅炉过热器前端烟道中引出高温烟气,提供活化反应所需能量,充分回收并利用电厂余热资源,提高了系统运行的经济性。本专利技术所述装置使用散热埋管,由空气预热器鼓风机中引出冷空气作为散热介质,维持流化床内反应温度恒定,保证粉煤灰脱碳反应有效进行;脱碳反应放热得到有效利用,提高了系统运行的经济性。3、本专利技术荷电装置结构简单,运行阻力小,设备能耗低。装置采用“蜂窝”状结构,扩展了粉体输运路径,使粉体在电场作用下可充分荷电;温差发电器可作为荷电装置电源,实现了电能节约;荷电装置下设灰斗便于粉体进入流化床。4、本专利技术流化床内壁设置电场,改变流化床内粉煤灰流动特性,使载气携带烟尘在流化床内平稳流化。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明,本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是本专利技术装置的整体结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作详细说明。如图1,本专利技术装置设备包括活化反应器1、加热埋管2、温差发电器3、变压器4、荷电装置5、电极线6、电极板7、流化床8、散热埋管9、旋风分离器11以及废料仓10。物料循环包括:来自锅炉过热器前端烟道的高温烟气A、粉煤灰B、换热后烟气C、吸热升温后空气回到空气预热器空气入口D、活化后粉煤灰E、高活性带电粉煤灰F、脱硫后烟气G、引自空气预热器鼓风机中的支流冷空气H、吸热升温后空气I、脱碳后粉煤灰J、脱碳后烟气K、换热后烟气回到锅炉空气预热器前端烟道L。如图1所示,本专利技术一种实施方式,该装置包括活化反应器1、加热埋管2、温差发电器3、变压器4、荷电装置5、电极线6、电极板7、流化床8、散热埋管9、旋风分离器11、废料仓10。所述活化反应器1输出端连接荷电装置5;所述荷电装置5输出端连接流化床反应器8;所述流化床反应器8输出端连接旋风分离器11;所述旋风分离器11下部输出端与废料仓10上部连接;所述活化反应器1内埋设加热埋管2连接锅炉过热器前端烟道A,用于循环高温烟气提供活化能量;所述流化床8内埋设散热盘管9连接空气预热器鼓风机中的支流H,用于循环冷空气介质维持流化床8温度恒定;所述荷电装置5内设电极线6,用于对粉煤灰B进行带电处理;所述流化床8内设电极板7,在床体内形成电场,保证载气携带烟尘在流化床内平稳流化;所述温差发电器3配置变压器4,利用系统温差发电。更具体地说,活化反应器1主要由反应床和加热埋管2组成。所述活化处理工艺为粉煤灰中的碱性氧化物在反应器中的催化剂作用下形成高活性碱性氧化物,活化反应所需温度为600-1000℃。由燃煤锅炉过热器前端烟道引出高温烟气A,流经所述的加热埋管2为反应器提供能量使其维持活化反应温度。所述加热埋管2出口与空气预热器前端烟道L连接,将换热后烟气返回锅炉烟道。荷电装置5采用管式静电装置原本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/41/201610991089.html" title="一种粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置及方法原文来自X技术">粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置及方法</a>

【技术保护点】
一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,包括活化反应器(1)、荷电装置(5)、流化床(8)、旋风分离器(11)以及废料仓(10);所述活化反应器(1)输入端送入粉煤灰,输出端连接荷电装置(5);所述荷电装置(5)的输出端连接流化床(8);所述流化床输(8)出端连接旋风分离器(11);所述旋风分离器(11)下部输出端连接废料仓(10)。

【技术特征摘要】
1.一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,包括活化反应器(1)、荷电装置(5)、流化床(8)、旋风分离器(11)以及废料仓(10);所述活化反应器(1)输入端送入粉煤灰,输出端连接荷电装置(5);所述荷电装置(5)的输出端连接流化床(8);所述流化床输(8)出端连接旋风分离器(11);所述旋风分离器(11)下部输出端连接废料仓(10)。2.根据权利要求1所述的一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,所述活化反应器内设置加热埋管(2),加热埋管(2)中的放热介质为活化反应器(1)内的高温烟气;所述加热埋管(2)的出口连接一温差发电器(3)后用于与外部锅炉空气预热器前端烟道连接。3.根据权利要求2所述的一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,所述荷电装置(5)与活化反应器(1)输出端连接,活化后的粉煤灰输入荷电装置(5)进行荷电处理;所述荷电装置(5)的电能由温差发电器(3)提供。4.根据权利要求3所述的一种利用粉煤灰脱除电厂烟气中CO2的装置,其特征在于,所述流化床(8)内设散热埋管(9),散热埋管(9)中的吸热介质为冷空气;所述散热埋管(9)包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员:王国栋郭亚飞赵传文王子晨谌通张华秋谢功维王菲
申请(专利权)人:南京师范大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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