CO2捕获装置

摘要

本发明的CO2捕获装置，属于环保设施，其包括混合废气收储罐、溶剂罐、CO2捕获塔、CO2释放塔和监控中心，其特征是混合废气经混合废气收储罐降尘后进入具有正压压力的CO2捕获塔的溶剂中，形成CO2的过饱合溶液，同时剥离不溶或微溶的氮气、CO和其他废气排出，过饱合CO2溶液进入负压的CO2释放塔后析出被抽出集中。本发明的CO2捕获装置与现有技术相比，具有依据原理清晰、结构简单、处理混合废气量大、运行平稳易控，可有效降低点源性CO2排放，便于CO2的资源化，同时更可使混合废气中的颗粒物，特别是PM2.5以下微尘彻底清除、净化空气、保护环境，因而本发明具有很好的推广使用价值。

权利要求

1.一种CO2捕获装置，其包括混合废气收储罐、溶剂罐、CO2捕获塔、CO2释放塔和监控中心，其特征是：(1)混合废气收储罐为圆桶状的密闭容器，顶部设置出气口，中下部侧面设置进气口，底部设置排渣口，出气口通过管线及管线上设置的气泵与CO2捕获塔的进气口连接；

(2)溶剂罐为圆桶状的容器，于上部设置两个输入口，一个输入口为补充溶剂的入口，另一个为循环溶剂的入口，循环溶剂输入口通过管线及管线上设置的水泵与CO2释放塔中下部的溶剂输出口连接，底部设置溶剂输出口，溶剂输出口通过管线及管线上设置的水泵与CO2捕获塔底上部的溶剂输入口连接；

(3)CO2捕获塔为立式圆桶状的正压压力反应器，顶部设置装有压力控制阀的废气排放口，中上部设置CO2溶液输出口，CO2溶液输出口通过管线及管线上设置的水泵与CO2释放塔的溶液输入口连接，中下部设置溶剂输入口，溶剂输入口下方设置混合废气进气口，混合废气进气口与设置于CO2捕获塔内水平安装的密布小孔的环形布气管连接，底部设置排渣口，CO2捕获塔内部为上下一统的正压力空腔，上顶部为气室，气室以下为液腔；

(4)CO2释放塔为立式圆桶状的负压压力反应器，顶部设置安装有气泵的出气口，中上部设置CO2溶液输入口，CO2溶液输入口与设置于CO2释放塔内水平安装的密布小孔的环形布液管连接，底上部设置溶液输出口，底部设置排渣口；

(5)监控中心通过导线接受设置于CO2捕获塔和CO2释放塔内设定的液平面处的液平感应器和压力感应器数据，处理后通过导线传递于水泵和气泵上的效应器，控制各水泵、气泵的工作状态。

2.根据权利要求1所述的CO2捕获装置，其特征是在CO2释放塔的外部设置封闭夹层或管道缠绕加热，或内部加装散热器加热。

3.根据权利要求1所述的CO2捕获装置，其特征是在溶剂罐的循环溶剂输入口处设置喷淋开放敞凉的降温设施。

说明书

CO2捕获装置

一、技术领域：

[0001] 本发明属于环保设施，具体的说是一种CO2捕获装置。二、背景技术：

[0002] CO2是困扰地球的主要温室气体，由此引发的灾难性气候变化威胁着越来越多的人群，为此世界各国成立了《政府间气候变化专门委员会》，加以应对，并将CCS(CO2捕获和封存)作为最重要课题。中国能源需求主要依靠煤炭满足，有可能在不久的将来成为排放CO2的第一大国。现有技术下的CO2捕获关注重点多集中于捕获CO2的纯度，主要分为燃烧前的碳提纯和助燃剂提纯，燃烧后的混合废气分离。但大多都因获得最终产品的成本大幅提升，难以走出试验室和科研机构。而最常见的，集中的CO2大点源-烟道混合废气的直接处置问题则关注度不足。三、发明内容：

[0003] 本发明的目的是针对以上目标和问题，提供一种原理清晰、结构简单、捕集量大、运行平稳、成本低廉的以烟道混合废气为主要目标的CO2捕获装置。

[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

[0005] 1、一种CO2捕获装置，其包括混合废气收储罐、溶剂罐、CO2捕获塔、 CO2释放塔和监控中心，其特征是：混合废气收储罐为圆桶状的密闭容器，顶部设置出气口，中下部侧面设置进气口，底部设置排渣口，出气口通过管线及管线上设置的气泵与CO2捕获塔的进气口连接，用以收集和储放其他设施产生的、以CO2为主的混合废气，并进行初步沉降后供后序处理。

[0006] 溶剂罐为圆桶状的容器，于上部设置两个输入口，一个输入口为补充溶剂的入口，另一个为循环溶剂的入口，循环溶剂输入口通过管线及管线上设置的水泵与CO2释放塔中下部的溶剂输出口连接，底部设置溶剂输出口，溶剂输出口通过管线及管线上设置的水泵与CO2捕获塔底上部的溶剂输入口连接。溶剂罐的作用是储存配制好的溶剂和完成反应后回收复用的溶剂，并向CO2捕获塔供给补充溶剂，保证CO2捕获塔内的溶剂稳定在设定的液平高度范围内。

[0007] CO2捕获塔为立式圆桶状的正压压力反应器，顶部设置装有压力控制阀的废气排放口，中上部设置CO2溶液输出口，CO2溶液输出口通过管线及管线上设置的水泵与CO2释放塔的溶液输入口连接，中下部设置溶剂输入口。溶剂输入口下方设置混合废气进气口，混合废气进气口与设置于CO2捕获塔内水平安装的密布小孔的环形布气管连接，底部设置排渣口。CO2捕获塔内部为上下一统的正压力空腔，上顶部为气室，气室以下为液腔。溶剂经溶剂输入口输入并动态稳定在设定的液面高度范围，混合废气经进气口进入CO2捕获塔，经多孔的环形布气管迅速弥散于溶剂中，易溶的CO2气体溶解于溶剂，在CO2捕获 塔内的正压力辅助作用下，形成过饱和CO2溶液，不溶或微溶的氮气CO及其他种少量废气上升进入顶部气室，经排气口排出。随混合废气进入CO2捕获塔的少量颗粒物及在溶剂中新生成的固体物因比重原因沉降于塔底，经排渣口排出，过饱和的CO2溶液经中上部的输出口进入CO2释放塔。

[0008] CO2释放塔为立式圆桶状的负压压力反应器，顶部设置安装有气泵的出气口，中上部设置CO2溶液输入口，CO2溶液输入口与设置于CO2释放塔内水平安装的密布小孔的环形布液管连接，底上部设置溶液输出口，底部设置排渣口。过饱和CO2溶液经环形布液管布散于CO2释放塔，由正压环境转入负压环境，CO2迅速释出形成气态，因比重原因上浮至CO2释放塔顶部，由气泵经出气口抽出，同时形成并维持CO2释放塔内的负压状态，基本复原的溶液经底上部的输出口水泵抽出并送回溶剂罐复用。析出的微量固体颗粒物及沉降的混浊溶剂由排渣口清除。

[0009] 监控中心通过导线接受设置于CO2捕获塔和CO2释放塔内设定的液平面处的液平感应器和压力感应器反馈数据，处理后通过导线将指令传递于水泵和气泵上的效应器，控制各水泵、气泵的工作状态，以稳定CO2捕获塔和CO2释放塔内溶剂或溶液的存量和压力，调整CO2捕获装置的运转速率和CO2捕获效率。

[0010] 所述的CO2释放塔，通过外部设置封闭夹层，或管道盘绕，或内部加装散 热装置加热，以降低溶剂的气体溶解度，提高CO2捕获效率。

[0011] 所述的溶剂罐，在其循环溶剂输入口处设置喷淋、开放敞凉等降温设施。以降低回收溶液温度。

[0012] 本发明的CO2捕获装置依据原理清晰、结构简单、处理混合废气量大、CO2捕获率高，运行安全平衡易控，可有效降低大点源性CO2排放，便于支持CO2的资源化转换，同时更可使混合废气中的颗粒物，特别是PM2.5以下微尘彻底清除、净化空气、降低污染、保护环境，因而本发明具有很好的推广使用价值。四、附图说明：

[0013] 图1为CO2捕获装置的二维平面示意图。

[0014] 图2为CO2捕获装置的环形布气管的俯视平面示意图。

[0015] 图3为CO2捕获装置的环形布液管的侧视局部剖面示意图。

[0016] 图中：1、混合废气收储罐；2、溶剂罐；3、CO2捕获塔；4、CO2释放塔；5、监控中心；6、水泵；7、气泵；8、进气口；9、出气口；10、输入口；11、输出口；12、排渣口；13、压力控制阀；14、废气排放口；15、环形布气管；16、环形布液管；17、管线；18、导线；19、感应器；20、效应器。
五、具体实施方式：

[0017] 根据说明书附图，对本发明的CO2捕获装置作以下进一步详细说明：

[0018] 在集中的CO2大点源附近设置本装置：

[0019] 如图1所示，按流程选址布局，分别设置混合废气收储罐1、溶剂罐2、CO2捕获塔3、CO2释放塔4和监控中心5，在混合废气收储罐1上设置引入混合废气的进气口8，输出混合废气的出气口9，底部设置排渣口12。在溶剂罐2上分别设置添加新溶剂的输入口10和回收循环溶剂的输入口10，底部设置输出口11。在CO2捕获塔3的顶部设置装有压力控制阀13的废气排放口14，侧壁上设置输出口11、输入口10、进气口8，底部安装排渣口12。
在CO2释放塔4的顶部设置出气口9，底部侧壁上设置输出口10，底部安装排渣口12。在混合废气收储罐1的出气口9与CO2捕获塔3的进气口9之间及CO2释放塔4的出气口9上
铺设输气管线17，管线17途中设置气泵7。在溶剂罐2的输出口11与CO2捕获塔3的输入口10之间，CO2捕获塔3的输出口11与CO2释放塔4的输入口10之间，CO2释放塔4的输出口11与溶剂罐2的一个输入口10之间铺设输液管线17，管线17途中设置水泵6，在CO2捕获塔3的进气口8内侧安装环形布气管15，在CO2释放塔4的输入口10内侧安装环形布液管16。在CO2捕获塔3和CO2释放塔4的内设定的液面处安装感应器19，由导线18与监控中心5连通，在各水泵6与气泵7上安装效应器20，由导线18与监控中心5连通。

[0020] 除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。