一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法技术

本发明专利技术属于温室气体分离储存领域，具体涉及一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法。为了有效解决温室效应问题，控制温室气体排放，本发明专利技术采取了水合物法与二氧化碳选择过滤膜法结合，能够更好地控制二氧化碳排放，且采用四步预冷反应气，最大限度利用烟气中的热能和反应余气的冷能，兼顾效率和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二氧化碳气体分离领域，具体涉及一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法。
技术介绍
随着温室效应日益严重，控制空气中二氧化碳含量成为人们关注的焦点，而火电厂烟气是大气中二氧化碳的重要来源之一，综合利用二氧化碳分离方法可有效解决这一问题。火电厂烟气主要由二氧化碳与氮气组成，二氧化碳形成水合物的条件要比氮气温和的多，在二氧化碳进入水合物相时，氮气仍以气相存在，因此我们可以用水合物法对二氧化碳与氮气进行分离，然而即使水合反应再完全，只应用水合物法对二氧化碳的回收率也只能达到80％到90％。二氧化碳与氮气除形成水合物条件不同，分子大小对某些物质的透过性也不同，因此我们可以用选择性过滤膜作第二步气体分离，氮气顺利通过过滤膜，而二氧化碳积聚在一侧，二氧化碳的回收率预计可达到95％甚至更高。用海水作为水合剂，海水中的盐离子不能进入水合物相，因此形成水合物是所含水分已为淡水，经过水合物分离步骤既可分离二氧化碳又可获得淡水。
技术实现思路
本专利技术是一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法。结合水合物法和选择性过滤膜法题高二氧化碳回收率，更好地控制排放到大气中二氧化碳的含量，并淡化海水。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，方法中采用的装置包括：第一压缩泵(1)，第二压缩泵(2)，第三压缩泵泵(3)，第一抽水泵(4)，第二抽水泵(5)，第一换热器(6)，第二换热器(7)，第三换热器(8)，第四换热器(9)，第一闸阀(10)，第二闸阀(11)，第三闸阀(12)，第四闸阀(13)，第五闸阀(14)，第六闸阀(15)，第七闸阀(16)，水合物生成器(17)，水合物分解器(18)，第一储气瓶(19)，第二储气瓶(20)，第一选择性过滤膜(21)，第二选择性过滤膜(22)。本专利技术技术方案如下：烟道气经过第一压缩泵(1)进入第一换热器(6)，经过第二压缩泵(2)二次加压，依次经过第而换热器(7)、第三换热器(8)、第四换热器(9)，打开第一闸阀(10)使预冷后的反应器进入水合物生成器(17)并打开恒温水浴，达到生成水合物所需压强后打开第二闸阀(11)，经过第一抽水泵(4)使海水进水合物生成器(17)，待水合反应完全后，反应余气经过第三压缩泵(3)、第四闸阀(13)对经过第一换热器(6)的烟道气进行预冷，预冷后经过第一选择性过滤膜(21)，余气中二氧化碳被留下，经过第五闸阀(15)进入第一二氧化碳储气瓶(19)；水合物进入水合物分解器(18)，此时关闭第二闸阀(11)，打开第七闸阀(16)，用于预冷的海水携带烟气的热量经过第二抽水泵(5)进入水合物分解器的水浴槽，利用携带的热量对水合物进行分解，打开第五闸阀(14)，分解气经过第二选择性过滤膜(22)，分解气中二氧化碳被留下，打开第三闸阀(12)进入第二储气瓶(20)，透过过滤膜的气体进入大气。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：采用水合物法与选择性过滤膜法联合作用限制排放到大气中的二氧化碳量，二氧化碳气体回收率更高。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：水合剂选择海水，在分离回收二氧化碳的同时又可淡化海水。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：烟道气在进入水合物反应器前需经过四步预冷，第一步用水合反应余气进行预冷，充分利用了反应余气的冷能，然后依次经过三个换热器用海水进行预冷。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：用于预冷烟道气的海水会携带烟道气的热量，打开第七闸阀(16)，用于预冷后的海水进入水合物分解装置的水浴槽，海水所携带的热量可用于提供分解水合物所需的热量。所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，其特征在于：过滤膜选择不能通过二氧化碳的，使二氧化碳积聚在过滤膜靠近水合物反应器的一侧，利于回收。本专利技术优点本专利技术结合水合物法与选择性过滤膜法进行二氧化碳分离回收，提高了二氧化碳回收率。采用四步预冷的方式，充分利用了反应余气的冷量以及烟道气的热量，整个反应过程中部分能量可循环利用，提高了能量利用率，降低了成本。使用海水作为水合剂，在分离回收二氧化碳气体的同时，还可淡化海水。附图说明下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1为一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法装置示意图；具体实施方式下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：本专利技术专利涉及一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法装置示意图，烟道气经过第一压缩泵(1)进入第一换热器(6)，经过第二压缩泵(2)二次加压，依次经过第而换热器(7)、第三换热器(8)、第四换热器(9)，打开第一闸阀(10)使预冷后的反应器进入水合物生成器(17)并打开恒温水浴，达到生成水合物所需压强后打开第二闸阀(11)，经过第一抽水泵(4)使海水进水合物生成器(17)，待水合反应完全后，反应余气经过第三压缩泵(3)、第四闸阀(13)对经过第一换热器(6)的烟道气进行预冷，预冷后经过第一选择性过滤膜(21)，余气中二氧化碳被留下，经过第五闸阀(15)进入第一二氧化碳储气瓶(19)；水合物进入水合物分解器(18)，此时关闭第二闸阀(11)，打开第七闸阀(16)，用于预冷的海水携带烟气的热量经过第二抽水泵(5)进入水合物分解器的水浴槽，利用携带的热量对水合物进行分解，打开第五闸阀(14)，分解气经过第二选择性过滤膜(22)，分解气中二氧化碳被留下，打开第三闸阀(12)进入第二储气瓶(20)，透过过滤膜的气体进入大气。详细方案如下，所采用的装置包括：第一压缩泵(1)，第二压缩泵(2)，第三压缩泵泵(3)，第一抽水泵(4)，第二抽水泵(5)，第一换热器(6)，第二换热器(7)，第三换热器(8)，第四换热器(9)，第一闸阀(10)，第二闸阀(11)，第三闸阀(12)，第四闸阀(13)，第五闸阀(14)，第六闸阀(15)，第七闸阀(16)，水合物生成器(17)，水合物分解器(18)，第一储气瓶(19)，第二储气瓶(20)，第一选择性过滤膜(21)，第二选择性过滤膜(22)；其特征在于：烟道气经过第一压缩泵(1)进入第一换热器(6)，经过第二压缩泵(2)二次加压，依次经过第而换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，方法中采用的装置包括：第一压缩泵(1)，第二压缩泵(2)，第三压缩泵泵(3)，第一抽水泵(4)，第二抽水泵(5)，第一换热器(6)，第二换热器(7)，第三换热器(8)，第四换热器(9)，第一闸阀(10)，第二闸阀(11)，第三闸阀(12)，第四闸阀(13)，第五闸阀(14)，第六闸阀(15)，第七闸阀(16)，水合物生成器(17)，水合物分解器(18)，第一储气瓶(19)，第二储气瓶(20)，第一选择性过滤膜(21)，第二选择性过滤膜(22)。

【技术特征摘要】
1.一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二氧化碳的方法，方法中
采用的装置包括：第一压缩泵(1)，第二压缩泵(2)，第三压缩泵泵
(3)，第一抽水泵(4)，第二抽水泵(5)，第一换热器(6)，第二换
热器(7)，第三换热器(8)，第四换热器(9)，第一闸阀(10)，第
二闸阀(11)，第三闸阀(12)，第四闸阀(13)，第五闸阀(14)，第
六闸阀(15)，第七闸阀(16)，水合物生成器(17)，水合物分解器
(18)，第一储气瓶(19)，第二储气瓶(20)，第一选择性过滤膜(21)，
第二选择性过滤膜(22)。
2.如权利要求1所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二
氧化碳的方法，其特征在于：采用水合物法与选择性过滤膜法联合作
用限制排放到大气中的二氧化碳量，二氧化碳气体回收率更高。
3.如权利要求1所述的一种水合物与过滤膜结合分离烟气中二<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文昭，潘振，马贵阳，顾锦彤，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21