【技术实现步骤摘要】
本技术属于烟气脱碳设备，涉及窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统。
技术介绍
1、为响应国家碳达峰乃至碳中和的目标，推进实现减碳、降碳进程。我国在冶金、焦化、火电、石油、化工、水泥、玻璃等高耗能企业中，逐步推广开展规模化二氧化碳捕集、利用、封存技术和装置，为应对气候变化问题及经济绿色发展道路奠定了基础。工业窑炉作为石灰、水泥、玻璃、陶瓷、锂电等行业领域的主要生产设备，通过烘干、焙烧、煅烧方式得到产品并资源化利用。预计2025年工业窑炉的市场规模将达到134亿元，大型窑炉在高速增长的同时，也伴随环保要求的提高。窑炉烟气排放温度高，潜热大，并且二氧化碳含量普遍在15％以上，有巨大的回收潜力。通过捕集利用，可以得到高纯度、高附加经济值的二氧化碳，延伸产业链。
2、其中，化学吸收法非常适合波动工况下的烟气脱碳。技术原理是利用二氧化碳的酸性特征与弱碱离子液体发生化学反应，然后加热生成物，解吸得到二氧化碳，该方法的核心是设计调整好吸收和再生条件，并降低能耗；本方法属于复配胺液吸收法，应用在能源燃烧后的脱碳，属于化学吸收法的一种。该方法近年来已在工业上得到规模应用，有很好二氧化碳富集能力和再生提纯效果，但是普遍存在占地大、能耗高、设备寿命短等问题，这也是制约该技术推广的主要原因。因此，本申请窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统用于解决上述存在的问题。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，解决了现有技术中存在的烟气脱碳设备占地大、能耗高以及寿命短的问题。
3、本技术的特点还在于：
4、塔底再热器和节能换热器a连通。
5、节能换热器b和循环水调节罐之间设置有冷却水泵；旋转填料塔和贫富液换热器之间设置有富液泵，富液泵和烟气分离器连通；真空再生塔和精密过滤器a之间设置有贫液泵；旋转填料塔和中间罐之间设置有清液泵。
6、旋转填料塔包括沿中心处设置的电机旋转机构，电机旋转机构的一端通过减速器连接电机，另一端外套金属蜂窝填料，金属蜂窝填料和电机旋转机构之间设置喷淋系统；旋转填料塔的底部在电机旋转机构的两侧对称固定孔板式气体分布结构。
7、电机设置在旋转填料塔的外部，旋转填料塔靠近电机的一端与富液泵连接、旋转填料塔远离电机的另一端分别与烟气分离器、清液泵连接。
8、烟气分离器包括冲洗模块a，冲洗模块a的两侧分别固定板组除雾元件a和纤维分离模块a，烟气分离器靠近板组除雾元件a的一端与富液泵连接，另一端设置烟气出口。
9、真空再生塔包括壳体，壳体内壁上固定有航天雾化喷淋系统，航天雾化喷淋系统的底部设置有多孔填料结构、顶部设置折流板，真空再生塔内靠近多孔填料结构的一端还固定有升气阻液结构，真空再生塔内靠近折流板的一端安装有丝网除雾组件。
10、真空再生塔靠近丝网除雾组件的一端与节能换热器c连通、另一端与贫液泵连通，航天雾化喷淋系统与节能换热器a连接。
11、再生气分离器包括冲洗模块b，冲洗模块b的两侧分别固定板组除雾元件b和纤维分离模块b，再生气分离器靠近板组除雾元件b的一端分别与节能换热器c、配料槽连接，另一端与真空系统连接。
12、余热制冷器包括循环水冷凝器，循环水冷凝器通过管道依次连通冷却水蒸发器、循环水吸收器和烟气发生器并构成闭合回路。
13、本技术的有益效果是：
14、(1)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，设置余热制冷器，能够将窑炉烟气热量回收，能够产出低温冷水为整个富集提纯系统提供冷量，另一方面将贫液吸收co2的工艺温度环境优化到最佳，并且减少了额外的电力、蒸汽、冷却水的消耗。
15、(2)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，通过设置旋转填料塔，利用塔内规整填料、喷嘴、旋转离心机构，极大减小了设备体积和占地面积；相比一般的吸收塔，体积减少一半以上，吸收传质效率更具优势，所需烟气停留时间更短，co2富集效率高达99％以上。
16、(3)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，设置塔底再热器，为真空再生塔提供热源，将塔底液进行加热，提供持续、准确、波动幅度小的再生温度区间，同时将一般再生塔易忽视的蒸汽冷凝液进行利用，对进塔前的富液进行预加热。
17、(4)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，在系统末端设置真空系统，能够为真空再生塔提供稳定的低压再生环境，促进解吸过程，通过持续的加热与低压双重作用，加快co2从富液中释放出来，同时也避免了仅通过加热解吸这一种方式而造成的吸收液分解失效的问题。
18、(5)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，设置有贫富液换热器、节能换热器a、节能换热器b、节能换热器c，优化了系统内热流分布，进行梯度利用，最大程度使用系统余热，减少了蒸汽消耗，降低运行成本，另一方面余热制冷器的冷水，参与到节能换热器b的贫液末端降温和节能换热器c的co2提纯冷却中，既确保了贫液循环的最佳吸收温度，也保障了co2末端提纯分离低冷温度，效果更佳。
19、(6)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，通过设置精密过滤器a、精密过滤器b对高温、低温贫液进行过滤，去除因温升、温降、沉降、碰撞等过程产生的机械杂质、析出盐等，一方面通过过滤维持贫液及系统清洁，减少脏堵和杂质沉积，另一方面降低吸收液损失，并能够减缓设备的腐蚀和损坏，延长系统装置整体寿命。
20、(7)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，设置有烟气分离器和再生分离器，分别布置在旋转填料塔和真空再生塔塔顶附近，内部均设置有板组除雾元件、冲洗喷淋模块和纤维分离模块，能够将夹带吸收液的净烟气、混合水气以及吸收液的co2进行高效的气液分离，相比一般吸收塔和再生塔塔顶的折流板组件，除雾和拦截效果更好，极大程度回收了价值高昂的吸收液循环使用，避免了排入外环境造成的潜在污染问题。
21、(8)本技术窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，设置循环水调节罐，通过补充少量常温的循环冷却水，与节能换热器c来的低温冷却水混合，保障系统冷热流循环使用，方便调节节能换热器b的冷却温度，进而精准控制co2吸收工艺温度。
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1.窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，包括余热制冷器(1)，所述余热制冷器(1)通过管道依次连接旋转填料塔(2)和烟气分离器(3)；所述余热制冷器(1)通过管道依次连通节能换热器b(10)、循环水调节罐(14)和节能换热器c(13)并构成闭合回路；所述旋转填料塔(2)通过管道依次连接贫富液换热器(9)、节能换热器a(8)、真空再生塔(4)、节能换热器c(13)、再生气分离器(5)和真空系统(16)；所述真空再生塔(4)通过管道依次连通精密过滤器a(7)、贫富液换热器(9)、节能换热器b(10)、精密过滤器b(11)、中间罐(12)、配料槽(15)和再生气分离器(5)；所述真空再生塔(4)通过管道连通塔底再热器(6)，并构成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述塔底再热器(6)和节能换热器a(8)连通。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述节能换热器b(10)和循环水调节罐(14)之间设置有冷却水泵(18)；所述旋转填料塔(2)和贫富液换热器(9)之间设置有富液泵(19)，所述富液泵(19
4.根据权利要求3所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述旋转填料塔(2)包括沿中心处设置的电机旋转机构(2-4)，所述电机旋转机构(2-4)的一端通过减速器连接电机，另一端外套金属蜂窝填料(2-2)，所述金属蜂窝填料(2-2)和电机旋转机构(2-4)之间设置喷淋系统(2-3)；所述旋转填料塔(2)的底部在所述电机旋转机构(2-4)的两侧对称固定孔板式气体分布结构(2-1)。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述电机设置在所述旋转填料塔(2)的外部，所述旋转填料塔(2)靠近电机的一端与所述富液泵(19)连接、所述旋转填料塔(2)远离电机的另一端分别与烟气分离器(3)、清液泵(17)连接。
6.根据权利要求5所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述烟气分离器(3)包括冲洗模块a(3-2)，所述冲洗模块a(3-2)的两侧分别固定板组除雾元件a(3-1)和纤维分离模块a(3-3)，所述烟气分离器(3)靠近板组除雾元件a(3-1)的一端与富液泵(19)连接，另一端设置烟气出口。
7.根据权利要求3所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述真空再生塔(4)包括壳体，所述壳体内壁上固定有航天雾化喷淋系统(4-3)，所述航天雾化喷淋系统(4-3)的底部设置有多孔填料结构(4-2)、顶部设置折流板(4-4)，所述真空再生塔(4)内靠近多孔填料结构(4-2)的一端还固定有升气阻液结构(4-1)，所述真空再生塔(4)内靠近折流板(4-4)的一端安装有丝网除雾组件(4-5)。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述真空再生塔(4)靠近丝网除雾组件(4-5)的一端与节能换热器c(13)连通、另一端与贫液泵(20)连通，所述航天雾化喷淋系统(4-3)与节能换热器a(8)连接。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述再生气分离器(5)包括冲洗模块b(5-2)，所述冲洗模块b(5-2)的两侧分别固定板组除雾元件b(5-1)和纤维分离模块b(5-3)，所述再生气分离器(5)靠近板组除雾元件b(5-1)的一端分别与节能换热器c(13)、配料槽(15)连接，另一端与真空系统(16)连接。
10.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述余热制冷器(1)包括循环水冷凝器(1-1)，所述循环水冷凝器(1-1)通过管道依次连通冷却水蒸发器(1-4)、循环水吸收器(1-3)和烟气发生器(1-2)并构成闭合回路。
...【技术特征摘要】
1.窑炉烟气二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，包括余热制冷器(1)，所述余热制冷器(1)通过管道依次连接旋转填料塔(2)和烟气分离器(3)；所述余热制冷器(1)通过管道依次连通节能换热器b(10)、循环水调节罐(14)和节能换热器c(13)并构成闭合回路；所述旋转填料塔(2)通过管道依次连接贫富液换热器(9)、节能换热器a(8)、真空再生塔(4)、节能换热器c(13)、再生气分离器(5)和真空系统(16)；所述真空再生塔(4)通过管道依次连通精密过滤器a(7)、贫富液换热器(9)、节能换热器b(10)、精密过滤器b(11)、中间罐(12)、配料槽(15)和再生气分离器(5)；所述真空再生塔(4)通过管道连通塔底再热器(6)，并构成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述塔底再热器(6)和节能换热器a(8)连通。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述节能换热器b(10)和循环水调节罐(14)之间设置有冷却水泵(18)；所述旋转填料塔(2)和贫富液换热器(9)之间设置有富液泵(19)，所述富液泵(19)和烟气分离器(3)连通；所述真空再生塔(4)和精密过滤器a(7)之间设置有贫液泵(20)；所述旋转填料塔(2)和中间罐(12)之间设置有清液泵(17)。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述旋转填料塔(2)包括沿中心处设置的电机旋转机构(2-4)，所述电机旋转机构(2-4)的一端通过减速器连接电机，另一端外套金属蜂窝填料(2-2)，所述金属蜂窝填料(2-2)和电机旋转机构(2-4)之间设置喷淋系统(2-3)；所述旋转填料塔(2)的底部在所述电机旋转机构(2-4)的两侧对称固定孔板式气体分布结构(2-1)。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳富集提纯系统，其特征在于，所述电机设置在所述旋转填料塔(2)的外部，所述旋转填...
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