【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳捕集，具体涉及一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统。
技术介绍
1、双碳目标下大力发展ccus(碳捕获、利用、封存)技术是我国减少碳排放、保障能源安全的战略举措。化石燃料在我国能源结构中占据重要位置。在众多的碳捕集技术中，基于胺液的化学吸收法具有分离纯度高、捕集率高和适用范围广等优点，是目前最具商业化发展前景的烟气co2捕集方法。
2、公开号为cn114904369a的专利申请，公开了一种组合式填料吸收塔及烟道气的净化工艺，吸收塔包括单塔结构或者双塔结构，当其为单塔结构时，包括喷淋反应区、气流均布区及泡沫反应区，喷淋反应区位于吸收塔底部，气流均布区和泡沫反应区并排布置于喷淋反应区的上部且气流均布区的底部及顶部分别与喷淋反应区的顶部、泡沫反应区的顶部相通；当其为双塔结构时，包括第一吸收塔和第二吸收塔，第一吸收塔和第二吸收塔通过管道连通；喷淋反应区或者第一吸收塔内由下到上设置储液区、进气管、填料层及液体分布器，气流均布区包括烟道及设置于烟道顶部的第一雾滴发生器，泡沫反应区或者第二吸收塔内由上到下设置第二雾滴发生器、若干微孔填料段、液-泡沫混相区、出气管及临时储液区。该专利的缺点在于：
3、(1)高浓度有利于co2吸收效率的提高，而较高的吸收剂浓度下，溶液的粘度增加，会导致填料出现严重的腐蚀问题，从而阻碍吸收性能的提高，并增加维护的资金成本；
4、(2)雾化塔内由于液滴尺寸大以及自身壁流现象，会导致部分溶剂不能充分利用，进而吸收效率较低。
5、因此，上述组合式
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，它可以实现填料塔与雾化塔内的吸收液浓度进行区分，并提高了雾化塔的喷液吸收能力，从整体上提高了系统的co2捕集效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，包括填料塔、雾化塔、吸收剂浓度控制系统和供气系统，
3、所述填料塔包括填料、液体分布器和气提管道，所述气提管道上口与所述雾化塔顶部相连；
4、所述雾化塔包括喷液装置、冷却装置和储液池，所述喷液装置包括上层喷嘴、旋转喷嘴和旋转轴，所述旋转轴位于所述雾化塔中间，上部设有电机，带动所述旋转轴转动；所述旋转轴内部沿轴线设有输液通道；所述上层喷嘴安装于雾化塔顶部内侧；所述旋转喷嘴设在所述旋转轴上，喷嘴通道与所述旋转轴内部输液通道连通；
5、所述冷却装置设置于所述雾化塔塔体外周，通过冷却水对所述雾化塔塔体降温，所述冷却装置的出口通往所述储液池。
6、所述吸收剂浓度控制系统包括计量泵、超声浓度检测仪和控制器，所述计量泵和所述超声浓度检测仪均与所述控制器电连接；所述计量泵安装在所述冷却装置通往所述储液池的管路上；所述超声浓度检测仪用于对所述储液池内的吸收液浓度进行实时检测；所述储液池出口与所述填料塔的所述液体分布器连接；
7、所述雾化塔设有烟气出口，所述烟气出口与烟气分析仪相连。
8、进一步地，所述雾化塔还包括清扫装置，所述清扫装置包括至少一个刮板刷，所述刮板刷底部与所述旋转轴固定连接；所述刮板刷上设有导流槽，所述导流槽底部向所述储液池方向敞开。
9、进一步地，所述旋转喷嘴至少为一个，当为多个时，其在所述旋转轴上的高度与角度不同，呈现多方位布置。
10、进一步地，所述旋转喷嘴喷出液滴的直径小于上层喷嘴喷出液滴的直径。
11、进一步地，在所述旋转轴的下方设置有搅拌器，所述搅拌器位于所述储液池内。
12、进一步地，所述供气系统包括co2气瓶、空气气瓶和配气箱，所述co2气瓶和所述空气气瓶均与所述配气箱连接，所述配气箱与所述填料塔底部的进气口相连。
13、进一步地，所述填料塔还包括气体分布器，所述气体分布器位于所述塔料塔底部，一端与所述填料塔进气口相连，所述气体分布器为圆盘状，在所述圆盘上均布有许多气孔。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
15、(1)高浓度有利于co2吸收效率的提高，而较高的吸收剂浓度下，溶液的粘度增加，会导致填料出现严重的腐蚀问题，从而阻碍吸收性能的提高，并增加维护的资金成本，因此填料塔适合低浓度吸收剂吸收。而雾化塔无填料填充，避免了腐蚀问题，从而允许使用更高的溶剂浓度，因此，本专利技术将雾化塔和填料塔浓度进行区分进而可发挥其各自最佳吸收效果；
16、(2)雾化塔内的吸收液浓度高于填料塔内的吸收液浓度，从而使承担co2主要吸收部分的雾化塔内的吸收液与烟气进行充分化学反应，使吸收更为充分。填料塔中因填充填料，有较高的运行和维护成本，而雾化塔结构简单，无填料填充。因此，以雾化塔高浓度吸收为主，填料塔低浓度吸收为辅的多流态吸收塔可以降低设备成本以及占地面积，同时达到溶剂吸收co2的最佳吸收效果；
17、(3)co2吸收反应在气液界面的液膜中进行，喷雾塔液滴的直径约为2mm，而液滴表面液膜厚度为50-100um，占比比较大的液滴中心很难参与反应，仅仅发挥维持反应的作用，导致部分溶剂不能参与反应而浪费。所以通过增加多层旋转喷嘴，与垂直方向降落的液滴产生碰撞效应，逐层冲击破碎形成比传统喷雾塔更小粒径的雾珠，获得更大的反应活性表面，强化总体传质系数；
18、(4)由于喷嘴存在雾锥角度，喷雾角度和喷雾高度关系着喷雾覆盖面积。以90°喷角为例，在喷雾高度5cm-150cm范围内，其喷雾直径达到10cm-300cm，因此在喷雾塔内会有部分吸收剂液滴还未与co2反应便直接扫到塔壁，附着在塔壁上形成液膜，产生壁流效应。液膜对co2也存在吸收效果，但在喷雾持续过程中，塔壁液膜仅在重力作用下消除速度缓慢，导致液膜不断增厚，进而影响新的液膜对co2进行吸收。通过设置清扫装置，对塔壁形成的液膜通过旋转刮板及时刮除，可减少壁面液膜厚度，使其更容易与烟气充分发生化学反应，从而提高其除碳效果；
19、(5)通过增加冷却装置进行换热，从而保持了喷雾塔最佳反应温度。
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1.一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，包括填料塔、雾化塔、吸收剂浓度控制系统和供气系统；
2.根据权利要求1所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，所述雾化塔还包括清扫装置，所述清扫装置包括至少一个刮板刷，所述刮板刷底部与所述旋转轴固定连接；所述刮板刷上设有导流槽，所述导流槽底部向所述储液池方向敞开。
3.根据权利要求2所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，所述旋转喷嘴至少为一个，当为多个时，其在所述旋转轴上的高度与角度不同，呈现多方位布置。
4.根据权利要求3所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，所述旋转喷嘴喷出液滴的直径小于上层喷嘴喷出液滴的直径。
5.根据权利要求1所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，在所述旋转轴的下方设置有搅拌器，所述搅拌器位于所述储液池内。
6.根据权利要求1所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，所述供气系统包括CO2气瓶、空气气瓶和配气箱，所述CO2气瓶
7.根据权利要求1所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气CO2捕集系统，其特征在于，所述填料塔还包括气体分布器，所述气体分布器位于所述塔料塔底部，一端与所述填料塔进气口相连，所述气体分布器为圆盘状，在所述圆盘上均布有许多气孔。
...【技术特征摘要】
1.一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，其特征在于，包括填料塔、雾化塔、吸收剂浓度控制系统和供气系统；
2.根据权利要求1所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，其特征在于，所述雾化塔还包括清扫装置，所述清扫装置包括至少一个刮板刷，所述刮板刷底部与所述旋转轴固定连接；所述刮板刷上设有导流槽，所述导流槽底部向所述储液池方向敞开。
3.根据权利要求2所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，其特征在于，所述旋转喷嘴至少为一个，当为多个时，其在所述旋转轴上的高度与角度不同，呈现多方位布置。
4.根据权利要求3所述的一种溶剂浓度可控的多流态烟气co2捕集系统，其特征在于，所述旋转喷嘴喷出液滴...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，张真真，葛煜聪，刘方，杨霄，邢灏，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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