專(zhuān)利名稱(chēng)：煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源環(huán)境領(lǐng)域，特別是涉及一種煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法，本發(fā)明還涉及一種煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，溫室效應(yīng)加劇等問(wèn)題使環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，弓丨起溫室效應(yīng)和全球氣候變化的二氧化碳的減排技術(shù)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。美國(guó)等國(guó)家提出了一種二氧化碳的減排方法——二氧化碳捕集技術(shù)，目前這種技術(shù)主要是針對(duì)電站排放出的二氧化碳進(jìn)行捕集。當(dāng)前全球發(fā)電行業(yè)所排放的二氧化碳占全球二氧化碳總排放量的40%，預(yù)計(jì)到 2030年時(shí)，全球發(fā)電量將比現(xiàn)在增加一倍，如不采取有效措施，二氧化碳排放量也將隨之增長(zhǎng)2/3。而在火力發(fā)電占絕對(duì)主導(dǎo)地位的中國(guó)，由于在發(fā)電過(guò)程中排放的二氧化碳大部分來(lái)自燃煤，因此在火電站中實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕集和儲(chǔ)存，對(duì)于實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排更為重要。目前，正在大力開(kāi)發(fā)的碳捕集技術(shù)主要有3種，即燃燒后脫碳、燃燒前脫碳和富氧燃燒技術(shù)。其中燃燒前捕捉技術(shù)只能用于新建發(fā)電廠，而另兩種技術(shù)則可同時(shí)應(yīng)用于新建和既有發(fā)電廠。燃燒后脫碳是從煙氣中分離二氧化碳。二氧化碳的收集法主要有化學(xué)溶劑吸收法、吸附法和膜分離等方法。當(dāng)前最好的收集法為化學(xué)溶劑胺吸收法。胺與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成一種鹽類(lèi)化合物。然后對(duì)溶劑加溫，化合物分解，分離出溶劑和高純度的二氧化碳。由于燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有很多雜質(zhì)，而存在的雜質(zhì)會(huì)增加捕集的成本，因此煙氣進(jìn)行吸收處理前要進(jìn)行預(yù)處理(水洗冷卻、除水、靜電除塵、脫硫與脫硝等)，去除其中的活性雜質(zhì)(硫、氮氧化物和顆粒物等)，否則這些雜質(zhì)會(huì)優(yōu)先與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗大量的溶劑并腐蝕設(shè)備。煙道氣夾帶水等氣溶膠微粒，一方面將逐步稀釋吸收塔中胺液的濃度，增大了胺液的消耗量，并使富含二氧化碳的胺液外排，造成高濃度難降解有機(jī)污染物的外排；另一方面，這些氣溶膠微粒容易誘發(fā)胺液在吸收塔中發(fā)泡，引起胺液的跑損，使吸收塔頂外排氣體夾帶胺液，又進(jìn)一步引起胺液消耗量的增加，并造成大氣污染。為了控制煙道氣夾帶的粉塵量和液滴量，可以采用旋風(fēng)分離方法和裝置，但是現(xiàn)有的旋風(fēng)分離技術(shù)的壓力降為500Pa 600Pa，甚至高達(dá)IOOOPa以上，不能夠再增設(shè)于水洗塔之后、煙道氣吸收塔前的系統(tǒng)中，這樣會(huì)造成煙道氣壓力不夠，需要增設(shè)煙道氣的增壓系統(tǒng)，很不經(jīng)濟(jì)。進(jìn)入水洗塔的煙道氣和循環(huán)洗滌水，如果固體含量高于100mg/kg，就會(huì)使水洗塔堵塞，造成連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期短，并頻繁反沖洗?，F(xiàn)有的方法是，煙道氣在進(jìn)入水洗塔之前， 采用旋風(fēng)分離器去除煙道氣中的粉塵，循環(huán)洗滌水的固體儲(chǔ)存在水洗槽中。但是，火力發(fā)電廠的煙道氣流量大，如某火力發(fā)電裝置，煙道氣的流量為630000Nm3/h，選擇高精度的旋風(fēng)分離器才能夠?qū)⑵骄郊s為4微米煙道氣中的氣溶膠微粒捕集出來(lái)，旋風(fēng)分離器的外廓尺寸龐大，造價(jià)高；而且煙道氣的總壓才2000Pa，選用現(xiàn)有的旋風(fēng)分離器就需要消耗600Pa^l000Pa,給后續(xù)工序造成供壓緊張。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出的一種煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法以及應(yīng)用這種方法的裝置。本發(fā)明的方法及裝置采用超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器來(lái)高效脫除氣溶膠微粒，使煙道氣得到凈化。在水洗塔的循環(huán)洗滌水出口和超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器的循環(huán)洗滌水出口處設(shè)置液-固微旋流分離器組，可有效減低洗滌水中固體微粒的濃度，這樣濃縮后的洗滌水便可進(jìn)入水洗系統(tǒng)循環(huán)利用，采用本方案可以提高煙道氣的純度，并使洗滌水的跑損量降低了 80%左右。本發(fā)明所要求解決的技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法，所述方法為
(1)在水洗塔內(nèi)對(duì)煙道氣用洗滌水洗滌，以脫除煙道氣中夾帶的粉塵；
(2)對(duì)對(duì)洗塵后的煙道氣進(jìn)行超低壓力降的氣_液旋轉(zhuǎn)流分離，以脫除煙道氣中夾帶的氣溶膠微粒——水微粒、塵微粒和液-固復(fù)合微粒，得到含水含塵很低的洗塵脫水后的煙道氣；
(3)對(duì)循環(huán)洗滌水進(jìn)行液_固微旋流分離處理，以脫除循環(huán)洗滌水中夾帶的固體微粒， 并濃縮富集循環(huán)洗滌水中的固體微粒。所述經(jīng)過(guò)處理的循環(huán)洗滌水繼續(xù)輸送到水洗塔內(nèi)循環(huán)利用。經(jīng)所述步驟(3)的液-固微旋流分離處理的循環(huán)洗滌水，是全部循環(huán)洗滌水，或者是部分循環(huán)洗滌水。經(jīng)所述氣_液旋轉(zhuǎn)流分離處理后，洗塵脫水后的煙道氣中氣溶膠微粒的濃度小于 50mg/m3。煙道氣的額定壓力降為20mmH20，最大壓力降不大于30mmH20，保證在不增壓的條件下煙道氣的余壓滿(mǎn)足后續(xù)裝置的需要。經(jīng)所述液-固微旋流分離，單級(jí)旋流分離的額定壓力降0. IMPa, 2微米及其以上微粒的分離精度達(dá)到90%。一種應(yīng)用于煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法的裝置，包括位于裝置最前端的水洗塔，與水洗塔的煙道氣出口相連的超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器，與水洗塔的洗滌水出口和超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器的洗滌水出口相連的液_固微旋流分離器組，與液_固微旋流分離器組的凈化水出口相連的水洗槽，連接水洗槽及水洗塔的水洗循環(huán)水泵。所述液-固微旋流分離器組由兩級(jí)或兩級(jí)以上液_固微旋流分離器串聯(lián)而成。所述超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器通過(guò)串聯(lián)多級(jí)布置。由于采用了如上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)采用超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器來(lái)高效脫除氣溶膠微粒，使煙道氣得到凈化。在水洗塔的循環(huán)洗滌水出口和超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器的循環(huán)洗滌水出口處設(shè)置液_固微旋流分離器組，可有效減低洗滌水中固體微粒的濃度，這樣濃縮后的洗滌水便可進(jìn)入水洗系統(tǒng)循環(huán)利用，采用本方案可以提高煙道氣的純度，并使洗滌水的跑損量降低了 80%左右。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，位于裝置最前端的水洗塔1，使用經(jīng)過(guò)液_固微旋流分離器凈化后的循環(huán)洗滌水脫除煙道氣中夾帶的粉塵。與水洗塔1的煙道氣出口相連的超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器2，用于脫除洗塵后的煙道氣中夾帶的氣溶膠微粒，并回收這些氣溶膠微粒。與水洗塔1的洗滌水出口和超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器2的洗滌水出口相連的液_固微旋流分離器組3，用于對(duì)洗滌水中夾帶的固體微粒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流分離與固體微粒的濃縮。與液-固微旋流分離器組3的凈化水出口相連的水洗槽4，用于收集和貯存洗滌水，并供水洗塔循環(huán)利用。與水洗槽4及水洗塔1相連的水洗循環(huán)水泵5，用于向水洗塔1輸送從水洗槽4抽出的洗滌水。圖1所示液-固微旋流分離器組3由第一級(jí)液-固微旋流分離器3-1，第二級(jí)液_固微旋流分離器3-2，第三級(jí)液-固微旋流分離器3-3三級(jí)液-固微旋流分離器串聯(lián)而成。煙道氣先流經(jīng)水洗塔1，對(duì)洗塵后的煙道氣用超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器2進(jìn)行超低壓力降的氣_液微旋流分離，以脫除洗塵后的煙道氣中夾帶的氣溶膠微粒——液體微粒和液-固復(fù)合微粒，延緩煙道氣的雜質(zhì)對(duì)復(fù)合胺液的稀釋速度，抑制二氧化碳吸收過(guò)程中復(fù)合胺液的發(fā)泡現(xiàn)象。對(duì)煙道氣的循環(huán)洗滌水以及超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器2中排出的循環(huán)洗滌水用液-固微旋流分離器組3進(jìn)行旋流脫塵凈化，對(duì)循環(huán)洗滌水中的污泥進(jìn)行多級(jí)旋流濃縮，以脫除循環(huán)洗滌水中夾帶的粉塵并將粉塵富集起來(lái)，經(jīng)濃縮的濃塵漿排出， 經(jīng)凈化處理的循環(huán)洗滌水收集、貯存于水洗槽4中，用水洗循環(huán)水泵5將水洗槽4中的水輸送到水洗塔1中，用于洗滌煙道氣。本方案選用華東理工大學(xué)獨(dú)立自主研制的HL/G型超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器來(lái)
脫除煙道氣中夾帶的氣溶膠微粒，并采用HL/S型液-固微旋流分離器組來(lái)濃縮循環(huán)洗滌
水。下表為HL/G型超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器進(jìn)口物料的物性參數(shù):
權(quán)利要求
1.一種煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法，其特征在于，所述方法為(1)在水洗塔內(nèi)對(duì)煙道氣用洗滌水洗滌，以脫除煙道氣中夾帶的粉塵；(2)對(duì)洗塵后的煙道氣進(jìn)行超低壓力降的氣-液旋轉(zhuǎn)流分離，以脫除煙道氣中夾帶的氣溶膠微?！⒘?、塵微粒和液-固復(fù)合微粒，得到含水含塵很低的煙道氣；(3)對(duì)循環(huán)洗滌水進(jìn)行液-固微旋流分離處理，以脫除循環(huán)洗滌水中夾帶的固體微粒， 并濃縮富集循環(huán)洗滌水中的固體微粒。
2.如權(quán)利要求1所述的煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)處理的循環(huán)洗滌水繼續(xù)輸送到水洗塔內(nèi)循環(huán)利用。
3.如權(quán)利要求1所述的煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)煙道氣旋流洗塵脫水方法，其特征在于，經(jīng)所述步驟(3)的液-固微旋流分離處理的循環(huán)洗滌水，是全部循環(huán)洗滌水，或者是部分循環(huán)洗滌水。
4.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于，包括位于裝置最前端的水洗塔，與水洗塔的煙道氣出口相連的超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器，與水洗塔的洗滌水出口和超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器的洗滌水出口相連的液-固微旋流分離器組，與液-固微旋流分離器組的凈化水出口相連的水洗槽，連接水洗槽及水洗塔的水洗循環(huán)水泵。
5.如權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，所述液-固微旋流分離器組由兩級(jí)或兩級(jí)以上液-固微旋流分離器串聯(lián)而成。
6.如權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，所述超低壓力降的旋轉(zhuǎn)流分離器通過(guò)串聯(lián)多級(jí)布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙道氣二氧化碳捕集系統(tǒng)的煙道氣旋流洗滌脫水方法，它包括對(duì)煙道氣的循環(huán)洗滌水進(jìn)行旋流脫塵凈化，對(duì)循環(huán)洗滌水中的污泥進(jìn)行多級(jí)旋流濃縮，以脫除煙道氣中夾帶的粉塵并將粉塵富集起來(lái)，洗凈的循環(huán)洗滌水再通入水洗塔中用于對(duì)煙氣洗滌；對(duì)洗塵后的煙道氣進(jìn)行超低壓力降的氣-液微旋流分離，以脫除洗塵后的煙道氣中夾帶的氣溶膠微?！后w微粒和液-固復(fù)合微粒，延緩煙道氣的雜質(zhì)對(duì)復(fù)合胺液的稀釋速度，抑制二氧化碳吸收過(guò)程中復(fù)合胺液的發(fā)泡現(xiàn)象。本方法工藝先進(jìn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，體積小，故障率低，提高了煙道氣的純度，并使洗滌水的跑損量降低了80%左右。本發(fā)明還提供了實(shí)施該方法所用的裝置，所述裝置操作簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)B01D50/00GK102179126SQ201110085039
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者葉寧, 呂文杰, 崔馨, 毛松柏, 汪華林, 范軼, 馬良, 黃淵 申請(qǐng)人:上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司, 南化集團(tuán)研究院