一种用于水泥厂碳捕集的N制造技术

一种用于水泥厂碳捕集的N

A kind of n for carbon capture in cement plant

【技术实现步骤摘要】
一种用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置
本技术涉及环保装备
，具体涉及一种用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置。
技术介绍
气候变暖已成为影响人类生存和发展的问题之一，而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因，我国作为世界上最大的发展中国家，能源结构现状是：一次能源以煤炭为主，二次能源以火力发电为主。随着经济总量的迅速增长，一次能源和二次能源的CO2排放具有增长快、总量大的特点，而高污染、高能耗的水泥生产企业更是CO2排放的主要源之一。当前，碳减排及CCS(碳捕获与封存）或CCUS（碳捕集、利用与封存）技术是解决气候变暖的主要方法，但其高投资及高运行成本，成为水泥厂推广运用碳捕集技术的严重障碍。众所周知，以石灰石为主要原料、以煤为燃料的水泥窑系统废气流量超大且其成分复杂，但其窑系统排放废气主要为N2和CO2两大组分，是目前CO2排放的主要行业点源之一，亦是可大规模进行CO2捕集减排的主要领域之一，但当前的工业碳捕集无论是火电厂CO2捕集还是水泥厂的CO2捕集，因烟道废气流量大、CO2浓度都在30%以下，缺少一种CO2浓度富集减量方法和装置，导致CO2捕集的效率偏低，运行成本很高。因此，开发一种工业烟气CO2富集装置是降低CO2捕集成本所迫切需要的。现有碳减排和碳捕集技术主要包括以实现工业化的溶剂吸收法、吸附法、膜分离法和低温分离法等。至今，现有的各类膜分离装置均不适应工业烟气大流量的膜分离，究其主要原因，是因为结构特征和功能不适宜于工业大流量烟气的分离。>
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种低投资和低运行成本的、用于水泥厂中对窑系统烟气进行碳捕集减排的N2/CO2膜分离富集装置。本技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置，包括N2或CO2分离富集膜或膜组件、烟气入口、N2富集出口、CO2富集出口及壳体，所述烟气入口、N2富集出口、CO2富集出口均与壳体连接，所述N2或CO2分离富集膜或膜组件固定在壳体内，并由N2或CO2分离富集膜或膜组件形成N2富集区和CO2富集区，所述N2富集出口与N2富集区连通，CO2富集出口与CO2富集区连通。进一步,所述N2或CO2分离富集膜为中空纤维富集膜、管式富集膜、平板式富集膜及卷式富集膜中的一种。进一步,所述壳体包括端壳Ⅰ、固定架、端壳Ⅱ、密封件，所述N2或CO2分离富集膜通过密封件安装在固定架上，所述固定架固定在端壳Ⅱ内，所述端壳Ⅰ与端壳Ⅱ通过连接件密封连接。进一步,所述烟气入口连接尾排风机，以尾排风机鼓进的风压正压力为烟气聚集区提供正压力，所述N2富集出口连接烟囱，以烟囱负压抽吸力作为N2富集区的动力，所述CO2富集出口以CO2收集压缩产生的负压抽吸力作为CO2富集区的动力，有效利用现有设备作为动力，降低碳捕集的运行能耗。所述烟气入口进入的气体主要为氮气和二氧化碳的混合气体。所述N2富集区及N2富集出口的气体以氮气为主，二氧化碳为辅。所述CO2富集区及CO2富集出口的气体以二氧化碳为主，氮气为辅。本技术有以下有益效果：1.可极大的提高CO2捕集的效率，降低运行成本；2.有效解决水泥厂的低成本CO2捕集减排问题，解决窑系统烟气的N2、CO2的低成本分离富集问题；3.装置结构简单、投资小，同时，还可利用现有水泥厂设备作为碳捕集减排的动力，减少碳捕集过程中的能耗；4.可将窑系统中的CO2进行大量富集，为碳捕集、减排、减量提供了一种工业化高效装备。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图；图2为沿图1中A-A线的剖视图；图3为本技术实施例2的结构示意图；图4为沿图3中B-B线的剖视图；图5为本技术实施例3的结构示意图。图中，1-N2或CO2分离富集膜或膜组件，101-N2分离富集膜，102-CO2分离富集膜，103-CO2分离富集模组，2-烟气入口，3-N2富集出口，301-N2富集区，4-CO2富集出口，401-CO2富集区，5-壳体，501-端壳Ⅰ，502-固定架，503-端壳Ⅱ，504-密封件。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。实施例1参照图1、图2，本实施包括十四组N2分离富集膜101、烟气入口2、N2富集出口3、CO2富集出口4及壳体5，烟气入口2、N2富集出口3、CO2富集出口4均与壳体5连接，N2分离富集膜101固定在壳体5内，N2分离富集膜101在壳体5内部分隔形成N2富集区301和CO2富集区401。N2富集出口3与N2富集区301连通，CO2富集出口4与CO2富集区401连通。N2分离富集膜101的材料为中空纤维氮气富集膜；壳体包括端壳Ⅰ501、固定架502、端壳Ⅱ503、密封件504，N2或CO2分离富集膜通过密封件504安装在固定架502上，固定架502固定在端壳Ⅱ503内，端壳Ⅰ501与端壳Ⅱ503通过连接件密封连接；烟气入口2外接有尾排风机，以尾排风机鼓进的风压正压力为烟气聚集区提供正压力，N2富集出口3外接有烟囱，以烟囱负压抽吸力作为N2富集区301的动力，CO2富集出口4以CO2收集压缩产生的负压抽吸力作为CO2富集区401的动力，有效利用现有设备作为动力，降低碳捕集的运行能耗。实施例2参照图3及图4，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的N2或CO2分离富集膜1为CO2分离富集膜102，CO2分离富集膜102采用五块平板式富集膜构成。余同实施例1。实施例3参照图5，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的N2或CO2分离富集膜1为四十组CO2分离富集膜组103，CO2分离富集膜组103为卷式富集膜。余同实施例1。本领域的技术人员可以对本技术实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也仍在本技术专利的保护范围之内。说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水泥厂碳捕集的N

【技术特征摘要】
1.一种用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置，其特征在于，包括N2或CO2分离富集膜或膜组件、烟气入口、N2富集出口、CO2富集出口及壳体，所述烟气入口、N2富集出口、CO2富集出口均与壳体连接，所述N2或CO2分离富集膜或膜组件固定在壳体内，并由N2或CO2分离富集膜形成N2富集区和CO2富集区，所述N2富集出口与N2富集区连通，CO2富集出口与CO2富集区连通。


2.根据权利要求1所述的用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置，其特征在于，所述N2或CO2分离富集膜为中空纤维富集膜、管式富集膜、平板式富集膜及卷式富集膜中的一种。


3.根据权利要求1或2所述的用于水泥厂碳捕集的N2/CO2膜分离富集装置，其特征在于，所述壳体包括端壳Ⅰ、固定架、端壳Ⅱ、密封件，所述N2或CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，赵海洋，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43