CN107398173A - 一种石灰石在双塔流化床中进行co2循环捕集装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能减排技术领域，尤其是一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置及其工艺，包括吸收剂的制备、吸收剂混合、二氧化碳气体的捕集、吸收剂的循环利用和二氧化碳气体的回收步骤，采用廉价的石灰石和白云石作为循环吸收剂，极大的提升了二氧化碳的捕集率，可达到90％以上，并且排出的废渣可用于水泥生产行业，废物利用达到了节能减排的目的，在再生器中利用高浓度的二氧化碳再循环，一方面利用循环气的高温，另一方面能够提高出口的二氧化碳浓度，降低CO2捕集所需能耗。
Description
技术领域
本发明涉及节能减排技术领域，尤其涉及一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置及其工艺。
背景技术
经济的快速发展，导致能源的枯竭以及环境的恶化，而最严峻的环境问题就是全球变暖，其中过量排放的CO2是造成这一现状的罪魁祸首。CO2减排是一项极为复杂的***工程。火力发电厂是排放CO2的最大行业。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的CO2占全球燃烧同种燃料排放量的30％，大约占全球人类活动排放CO2的24％。因此，排放二氧化碳最多的燃煤电厂成为最具潜力实施二氧化碳捕集的行业。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在火力发电厂二氧化碳排放量过大缺点，而提出的一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置及其工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器和吸收器，所述再生器的底部安装有一次空气接入管，所述再生器的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，所述再生器的底部开设有卸料口，所述再生器的侧壁开设有燃料入口，所述燃料入口的开口端连接螺旋给料器，所述再生器的底部通过连接管道与底部循环器连接，所述底部循环器通过溢流管与吸收器连接，所述吸收器的底部安装有气体分散器，所述气体分散器与外部电厂废气管连接，所述吸收器的顶部开设有吸收器气体出口，吸收器气体出口与旋风分离***一连接，再生器出口与旋风分离***二连接，所述吸收器的顶部还开设有入料口，旋风分离***二的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管，物料下落管***吸收器内部。
一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在910-950℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰100-400份，取颗粒状的石灰石300-1200份，然后将100-400份的粉煤灰与300-1200份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口投放进吸收器中，经循环进入到再生器中，保持再生器的温度在910-950℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器中，电厂废气从吸收器的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器中，进行煅烧，同时通过进料口补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器气体出口经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以15-30％作为流化剂循环通入再生器底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
优选的，所述再生器上依次设置有顶部温度传感器、中部温度传感器，底部温度传感器，再生器总压力传感器和再生器上段、中断、下段压力测定。
优选的，所述吸收器上设置有温度传感器，底部循环器设置有温度传感器，在吸收器与底部循环器之间设置有压力传感器。
本发明提出的一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置及其工艺，有益效果在于：采用廉价的石灰石和粉煤灰作为循环吸收剂，降低了处理成本，处理后的粉煤灰可作为催化剂促进石灰石与二氧化碳进行反应，极大的提升了二氧化碳的捕集率，可达到90％以上，并且排出的废渣可用于水泥生产行业，废物利用达到了节能减排的目的，在再生器中利用高浓度的二氧化碳再循环，一方面利用循环气的高温，另一方面能够提高出口的二氧化碳浓度，进一步的降低CO2处理所需能耗。
附图说明
图1为本发明提出的一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置的原理图。
图中：1顶部温度传感器、2再生器、3中部温度传感器、4总压力传感器、5燃料入口、6底部温度传感器、7底部循环器温度传感器、8吸收器、9吸收器温度传感器、10吸收器气体出口、11旋风分离***二、12旋风分离***一、13螺旋给料器、14气体分散器、15底部循环器、16进料口、17压力传感器、18卸料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1，一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器2和吸收器8，再生器2的底部安装有一次空气接入管，再生器2的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，再生器2的底部开设有卸料口18，再生器2的侧壁开设有燃料入口5，燃料入口5的开口端连接螺旋给料器13，再生器2的底部通过连接管道D与底部循环器15连接，底部循环器15通过溢流管C与吸收器8连接，吸收器8的底部安装有气体分散器14，气体分散器14与外部电厂废气管连接，吸收器8的顶部开设有吸收器气体出口10，吸收器气体出口10与旋风分离***一12连接，再生器2出口A与旋风分离***二11连接，吸收器8的顶部还开设有入料口16，旋风分离***二11的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管B，物料下落管B***吸收器8内部。
再生器2上依次设置有顶部温度传感器1、中部温度传感器3，底部温度传感器6，再生器总压力传感器4和再生器上段、中断、下段压力测定，吸收器8上设置有温度传感器9，底部循环器15设置有温度传感器7，在吸收器8与底部循环器15之间设置有压力传感器17。
一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在910℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰100份，取颗粒状的石灰石300份，然后将100份的粉煤灰与300份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口16投放进吸收器8中，经循环进入到再生器2中，保持再生器2的温度在910℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器8中，电厂废气从吸收器8的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器8，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器2中，进行煅烧，同时通过进料口16补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二11排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器2气体出口A经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以15％作为流化剂循环通入再生器2底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
实施例二
参照图1，一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器2和吸收器8，再生器2的底部安装有一次空气接入管，再生器2的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，再生器2的底部开设有卸料口18，再生器2的侧壁开设有燃料入口5，燃料入口5的开口端连接螺旋给料器13，再生器2的底部通过连接管道D与底部循环器15连接，底部循环器15通过溢流管C与吸收器8连接，吸收器8的底部安装有气体分散器14，气体分散器14与外部电厂废气管连接，吸收器8的顶部开设有吸收器气体出口10，吸收器气体出口10与旋风分离***一12连接，再生器2出口A与旋风分离***二11连接，吸收器8的顶部还开设有入料口16，旋风分离***二11的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管B，物料下落管B***吸收器8内部。
再生器2上依次设置有顶部温度传感器1、中部温度传感器3，底部温度传感器6，再生器总压力传感器4和再生器上段、中断、下段压力测定，吸收器8上设置有温度传感器9，底部循环器15设置有温度传感器7，在吸收器与底部循环器之间设置有压力传感器17。
2、一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在920℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰200份，取颗粒状的石灰石600份，然后将200份的粉煤灰与600份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口16投放进吸收器8中，经循环进入到再生器2中，保持再生器2的温度在920℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器8中，电厂废气从吸收器8的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器8，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器2中，进行煅烧，同时通过进料口16补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二11排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器2气体出口A经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以20％作为流化剂循环通入再生器2底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
实施例三
参照图1，一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器2和吸收器8，再生器2的底部安装有一次空气接入管，再生器2的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，再生器2的底部开设有卸料口18，再生器2的侧壁开设有燃料入口5，燃料入口5的开口端连接螺旋给料器13，再生器2的底部通过连接管道D与底部循环器15连接，底部循环器15通过溢流管C与吸收器8连接，吸收器8的底部安装有气体分散器14，气体分散器14与外部电厂废气管连接，吸收器8的顶部开设有吸收器气体出口10，吸收器气体出口10与旋风分离***一12连接，再生器2出口A与旋风分离***二11连接，吸收器8的顶部还开设有入料口16，旋风分离***二11的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管B，物料下落管B***吸收器8内部。
再生器2上依次设置有顶部温度传感器1、中部温度传感器3，底部温度传感器6，再生器总压力传感器4和再生器上段、中断、下段压力测定，吸收器8上设置有温度传感器9，底部循环器15设置有温度传感器7，在吸收器与底部循环器之间设置有压力传感器17。
一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在930℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰300份，取颗粒状的石灰石900份，然后将300份的粉煤灰与900份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口16投放进吸收器8中，经循环进入到再生器2中，保持再生器2的温度在930℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器8中，电厂废气从吸收器8的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器8，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器2中，进行煅烧，同时通过进料口16补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二11排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器2气体出口A经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以25％作为流化剂循环通入再生器2底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
实施例四
参照图1，一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器2和吸收器8，再生器2的底部安装有一次空气接入管，再生器2的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，再生器2的底部开设有卸料口18，再生器2的侧壁开设有燃料入口5，燃料入口5的开口端连接螺旋给料器13，再生器2的底部通过连接管道D与底部循环器15连接，底部循环器15通过溢流管C与吸收器8连接，吸收器8的底部安装有气体分散器14，气体分散器14与外部电厂废气管连接，吸收器8的顶部开设有吸收器气体出口10，吸收器气体出口10与旋风分离***一12连接，再生器2出口A与旋风分离***二11连接，吸收器8的顶部还开设有入料口16，旋风分离***二11的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管B，物料下落管B***吸收器8内部。
再生器2上依次设置有顶部温度传感器1、中部温度传感器3，底部温度传感器6，再生器总压力传感器4和再生器上段、中断、下段压力测定，吸收器8上设置有温度传感器9，底部循环器15设置有温度传感器7，在吸收器与底部循环器之间设置有压力传感器17。
一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在940℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰400份，取颗粒状的石灰石1200份，然后将400份的粉煤灰与1200份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口16投放进吸收器8中，经循环进入到再生器2中，保持再生器2的温度在940℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器8中，电厂废气从吸收器8的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器8，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器2中，进行煅烧，同时通过进料口16补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二11排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器2气体出口A经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以30％作为流化剂循环通入再生器2底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，包括再生器(2)和吸收器(8)，所述再生器(2)的底部安装有一次空气接入管，所述再生器(2)的侧壁安装有二次空气接入管和三次空气接入管，所述再生器(2)的底部开设有卸料口(18)，其特征在于，所述再生器(2)的侧壁开设有燃料入口(5)，所述燃料入口(5)的开口端连接螺旋给料器(13)，所述再生器(2)的底部通过连接管道(D)与底部循环器(15)连接，所述底部循环器(15)通过溢流管(C)与吸收器(8)连接，所述吸收器(8)的底部安装有气体分散器(14)，所述气体分散器(14)与外部电厂废气管连接，所述吸收器(8)的顶部开设有吸收器气体出口(10)，吸收器气体出口(10)与旋风分离***一(12)连接，再生器(2)出口(A)与旋风分离***二(11)连接，所述吸收器(8)的顶部还开设有入料口(16)，旋风分离***二(11)的第一旋风分离器底部连接有一个物料下落管(B)，物料下落管(B)***吸收器(8)内部。
2.一种根据权利要求1所述的石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、吸收剂的制备，取石灰石投放进研磨机中研磨，筛选出大颗粒石灰石继续研磨，将研磨后的石灰石进行分级筛选，选定符合流化床流动所需要粒径范围的颗粒，待用，同样将粉煤灰进行研磨，投放进坩埚中煅烧，并保持温度在910-950℃，将煅烧后的粉煤灰冷却至室温并投放进反应槽中，然后添加烧碱溶液并且充分搅拌，最后排净反应槽中的烧碱溶液，取出反应槽中的粉煤灰并干燥待用；
S2、吸收剂混合，取S1中干燥的粉煤灰100-400份，取颗粒状的石灰石300-1200份，然后将100-400份的粉煤灰与300-1200份的颗粒状石灰石进行机械混合制得吸收剂待用；
S3、二氧化碳气体的捕集，将S2中制备好的吸收剂经入料口(16)投放进吸收器(8)中，经循环进入到再生器(2)中，保持再生器(2)的温度在910-950℃，煅烧后的吸收剂被送入循环流化床的吸收器(8)中，电厂废气从吸收器(8)的底部经气体分散器作为流动气体进入吸收器(8)，电厂废气中的CO2与吸收剂中的CaO生成CaCO3,粉煤灰起到催化的作用；
S4、吸收剂的循环，S3中反应后的吸收剂经底部循环器送回循环流化床再生器(2)中，进行煅烧，同时通过进料口(16)补充S2中制得的混合吸收剂，通过再生器出口的旋风分离***二(11)排除粒径过小的吸收剂集中处理；
S5、二氧化碳气体的回收，将再生器(2)气体出口(A)经三级旋风处理之后的高浓度二氧化碳气体以15-30％作为流化剂循环通入再生器(2)底部，剩余部分的高浓度二氧化碳气体进行压缩储存。
3.根据权利要求1所述的一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，其特征在于，所述再生器(2)上依次设置有顶部温度传感器(1)、中部温度传感器(3)，底部温度传感器(6)，再生器总压力传感器(4)和再生器上段、中断、下段压力测定。
4.根据权利要求1所述的一种石灰石在双塔流化床中进行CO2循环捕集装置，其特征在于，所述吸收器(8)上设置有温度传感器(9)，底部循环器(15)设置有温度传感器(7)，在吸收器(8)与底部循环器(15)之间设置有压力传感器(17)。
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