一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水合物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著溫室效應(yīng)的日益嚴(yán)重，二氧化碳捕集與封存技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注；同時(shí)由于工廠污水排放的問題，如何更好地處理污水也被廣泛研究。現(xiàn)有的二氧化碳技術(shù)和污水處理技術(shù)普遍存在能耗較高的問題，水合物技術(shù)的應(yīng)用在能耗降低方面具有一定的潛力?；谒衔锓ǖ亩趸疾都夹g(shù)的原理在于通過使工廠廢氣中的水合劑成分(二氧化碳)形成水合物，從而實(shí)現(xiàn)水合劑氣體同其他廢氣的分離。對(duì)水合物法處理污水的技術(shù)展開了研究。其基本原理是基于當(dāng)污水中的水分子和水合劑結(jié)合形成水合物時(shí)，污水中的鹽性離子在水合劑形成水合物后無(wú)法進(jìn)入晶格而留存在溶液中(排鹽效應(yīng))，再將水合物從溶液中分離后使其分解，既可儲(chǔ)存二氧化碳又可達(dá)到處理污水的目的。不論是基于水合物法的二氧化碳捕集還是水合物法處理污水，單獨(dú)運(yùn)行時(shí)都存在能耗較高的問題。如果能將二者結(jié)合起來，能量利用效率將得到顯著提升。本作品擬提供一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法及裝置，其目的在于在進(jìn)行工廠廢氣中二氧化碳捕集的同時(shí)充分利用工廠污水并回收部分純凈的水，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)又可提高效益。
[0003]專利內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法及裝置，其目的在于收集工廠廢氣中二氧化碳的同時(shí)，對(duì)工廠污水進(jìn)行適當(dāng)處理，提取部分純凈的水。本發(fā)明水合物生成條件為氣過飽和，以工廠廢氣和廢水作為原料。
[0005]—種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，該方法采用的裝置包括:蓄水池(I)，儲(chǔ)氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器(6)，二氧化碳儲(chǔ)氣罐
(7)，管式換熱器(8)，水合物反應(yīng)生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(jī)(11)，污水過濾器
(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16)，第三針閥(17)，第四針閥(18)，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29);
[0006]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置，其連接順序?yàn)?將工廠廢水引入蓄水池(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進(jìn)入管式換熱器(8)，進(jìn)入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進(jìn)入水合物生成反應(yīng)器(9)，首先開啟水合物生成反應(yīng)器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應(yīng)器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源
(2)，水合物與溶液混合物進(jìn)入離心機(jī)(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(jī)(11)水合物出口處閘閥(22)進(jìn)入水合物分解反應(yīng)器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應(yīng)器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)，水合物分解反應(yīng)器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存罐(7)，純凈的水進(jìn)入裝水容器(6)。
[0007]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，利用蓄水池(I)中的廢水與儲(chǔ)氣罐(2)中的二氧化碳廢氣高壓低溫條件下在水合物生成反應(yīng)器(9)中生成二氧化碳水合物。
[0008]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，水合物反應(yīng)的余液余氣分別回到蓄水池(1)，儲(chǔ)氣罐(2)參與下一輪反應(yīng)，可充分利用其冷度。
[0009]上述系統(tǒng)中，廢液與二氧化碳廢氣生成水合物既可以滿足二氧化碳的捕集，又可以回收純凈的水，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。反應(yīng)采用循環(huán)反應(yīng)又可充分利用反應(yīng)余液和余氣的冷度。
[0010]發(fā)明專利優(yōu)點(diǎn)
[0011]本發(fā)明的有益效果是:適用于既產(chǎn)生二氧化碳廢氣又排放污水的高污染工業(yè)企業(yè)，可滿足二氧化碳的捕集，采用換熱器預(yù)冷，減少冷量損耗，提高能量利用率；水合物生成過程中通過添加表面活性劑增加反應(yīng)速率；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理緊湊，滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，運(yùn)行過程穩(wěn)定可靠，成本低廉，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0012]附圖為水合物法二氧化碳捕集裝置示意圖1
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，發(fā)明專利涉及一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，該方法所用到的裝置包括:蓄水池(1)，儲(chǔ)氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器(6)，二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)，管式換熱器
(8)，水合物反應(yīng)生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(jī)(11)，污水過濾器(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16);第三針閥(17);第四針閥(18，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29);
[0014]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置，將工廠廢水引入蓄水池
(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)增壓至二氧化碳水合物相平衡壓力2倍后，同污水一起進(jìn)入管式換熱器(8)預(yù)冷，進(jìn)入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進(jìn)入水合物生成反應(yīng)器(9);首先開啟水合物生成反應(yīng)器(9)的恒溫水浴并設(shè)定溫度不高于:TC，在水合物生成反應(yīng)器內(nèi)加入表面活性劑，待水合物生成后，打開水合物反應(yīng)器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進(jìn)入離心機(jī)(11)進(jìn)行固液分離，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(jī)(11)水合物出口處閘閥(22)進(jìn)入水合物分解反應(yīng)器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應(yīng)器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)，并得到純凈的水；產(chǎn)物儲(chǔ)存于排出:水合物分解反應(yīng)器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存罐(7)，純凈的水進(jìn)入裝水容器(6)。
[0015]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，利用蓄水池(I)中的廢水與儲(chǔ)氣罐(2)中的二氧化碳廢氣高壓低溫條件下在水合物生成反應(yīng)器(9)中生成二氧化碳水合物。
[0016]所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，水合物反應(yīng)的余液余氣分別回到蓄水池(1)，儲(chǔ)氣罐(2)參與下一輪反應(yīng)，可充分利用其冷度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，方法中采用的裝置包括:蓄水池(I)，儲(chǔ)氣罐(2)，第一抽水栗(3)，第二抽水栗(4)，氣體增壓栗(5)，裝水容器￠)，二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)，管式換熱器(8)，水合物反應(yīng)生成器(9)，水合物分解器(10)，離心機(jī)(11)，污水過濾器(12)，第一氣液分離器(13)，第二氣液分離器(14)，第一針閥(15)，第二針閥(16);第三針閥(17);第四針閥(18，第五針閥(19)，第六針閥(20)，第一閘閥(21)，第二閘閥(22)，止回閥(23)，第一壓力傳感器(24)，第二壓力傳感器(25)，第三壓力傳感器(26)，第四壓力傳感器(27)，第一溫度傳感器(28)，第二溫度傳感器(29); 其特征在于:將工廠廢水引入蓄水池(1)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進(jìn)入管式換熱器(8)，進(jìn)入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進(jìn)入水合物生成反應(yīng)器(9);首先開啟水合物生成反應(yīng)器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應(yīng)器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進(jìn)入離心機(jī)(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(jī)(11)水合物出口處閘閥(22)進(jìn)入水合物分解反應(yīng)器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應(yīng)器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)，水合物分解反應(yīng)器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存罐(7)，純凈的水進(jìn)入裝水容器(6)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:氣一水輸送:將工廠廢水引入蓄水池(I)，第一抽水栗(3)將污水抽入污水過濾器(12)，氣源(2)中的氣體經(jīng)過氣體增壓栗(5)，同污水一起進(jìn)入管式換熱器(8)，進(jìn)入管式換熱器前的氣液壓力通過第一壓力傳感器(24)和第二壓力傳感器(25)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，廢氣和廢水經(jīng)管式換熱器(8)出口處閥門進(jìn)入水合物生成反應(yīng)器(9)。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:水合物生成分解控制:首先開啟水合物生成反應(yīng)器(9)，待水合物生成后，打開水合物反應(yīng)器氣液出口處的針閥，氣液混合物經(jīng)過第一氣液分離器(13)，氣體回到氣源(2)，水合物與溶液混合物進(jìn)入離心機(jī)(11)，分離完畢固態(tài)水合物經(jīng)離心機(jī)(11)水合物出口處閘閥(22)進(jìn)入水合物分解反應(yīng)器(10)，液體經(jīng)第二抽水栗(4)回到蓄水池(I);水合物在水合物分解反應(yīng)器(10)中發(fā)生分解，分解產(chǎn)物經(jīng)第二氣液分離器(14)，氣體進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)氣罐(7)。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法，其特征在于:產(chǎn)物儲(chǔ)存與排出:水合物分解反應(yīng)器(10)中的分解氣體經(jīng)第二氣液分離器(14)進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)存罐(7)，純凈的水進(jìn)入裝水容器(6)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及水合物應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種基于水合物法的二氧化碳捕集方法與裝置。該方法利用水和二氧化碳在一定壓力和溫度條件下生成水合物結(jié)晶，充分利用工廠廢液實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠二氧化碳廢氣的捕集，對(duì)二氧化碳水合物晶體在常溫常壓下進(jìn)行分離，不僅可以捕集廢氣中的二氧化碳，還可以從廢液中提取純凈的水。此方法操作簡(jiǎn)單，便于控制，對(duì)于既排放二氧化碳廢氣，又會(huì)產(chǎn)生大量污水的企業(yè)，可以起到廢氣捕集與提取純凈的水一舉兩得的效果。
【IPC分類】C01B31/20, B01D53/78, C02F9/10
【公開號(hào)】CN105080323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510497974
【發(fā)明人】李文昭, 潘振, 馬貴陽(yáng), 劉德俊, 韋麗娃, 商麗艷, 石博文
【申請(qǐng)人】遼寧石油化工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日