Co2超聲回收裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及CO2超聲回收裝置，可有效解決CO2的回收問題，方法是，第一中空纖維過濾器與第二儲(chǔ)液罐相連通，第二儲(chǔ)液罐經(jīng)第二蠕動(dòng)泵與第二中空纖維過濾器相連通，第二中空纖維過濾器經(jīng)管道與第一儲(chǔ)液罐相連通，第一儲(chǔ)液罐經(jīng)第一蠕動(dòng)泵與第一中空纖維過濾器相連通，第一中空纖維過濾器上裝有超聲波發(fā)生器，第一中空纖維過濾器上部有氧氣出口管，下部有二氧化碳、氧氣進(jìn)口管，第二中空纖維過濾器的上部有出氣口，下部有進(jìn)氣口，出氣口經(jīng)管道與真空泵相連通，進(jìn)氣口與儲(chǔ)氣罐相連通，儲(chǔ)氣罐上連接有真空泵，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新穎獨(dú)特，安裝使用方便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保，對(duì)膜的抗污染性要求極低，而且降低解吸能耗。
【專利說明】
CO2超聲回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體回收設(shè)備，特別是一種CO2超聲回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CO2作為主要的溫室氣體，過量排放對(duì)環(huán)境帶來(lái)很大危害。因此，CO2的有效捕集對(duì)人類的生存環(huán)境意義重大。吸收法是捕集CO2較為成熟的方法。將膜分離與傳統(tǒng)的吸收法結(jié)合的膜吸收方法是一種較為有效且具有前景的碳捕集技術(shù)。中空纖維膜吸收過程結(jié)合了中空纖維膜接觸器作為傳質(zhì)分離設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)以及吸收過程的優(yōu)點(diǎn)。一方面，中空纖維膜接觸器具有巨大的傳質(zhì)比表面積，有效提高吸收過程的傳質(zhì)傳熱效率。另一方面可以避免傳統(tǒng)吸收設(shè)備的霧沫夾帶、液泛等操作問題，并且氣液兩相可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，增大吸收過程的操作彈性。此外，膜吸收一般在室溫條件下進(jìn)行，節(jié)約能耗。
[0003]盡管膜吸收法捕集CO2存在很多優(yōu)勢(shì)，但其中也存在如下問題:首先吸收劑一般采用NaOH，K2CO3，有機(jī)胺等化學(xué)藥品，價(jià)格較高，而且一些化學(xué)試劑會(huì)對(duì)膜造成腐蝕;其次吸收劑和C02要回收利用，C02被吸收后需要從吸收劑中解吸出來(lái)，即與吸收劑分離。但C02解吸溫度較高，如⑶2在K2C03中解吸溫度為120°C;而且采用化學(xué)吸收劑會(huì)造成污染，如有機(jī)胺在高溫解吸時(shí)存在揮發(fā)問題。此外，膜吸收過程中，在膜壁面附近存在傳質(zhì)阻力。
[0004]現(xiàn)雖有一種采用PVDF中空纖維膜作為膜材料，采用純水作為物理吸收劑。通常情況下在⑶2的飽和溶液中，CO2以水合CO2、H2C03、電離的HC03—和C032—這3種形式存在，且濃度比大約為97: 3: 0.01，主要存在形式是水合⑶2。此種結(jié)合方式，保證了⑶2在水中的不穩(wěn)定性，即在較低的溫度下即可解吸出來(lái)(實(shí)驗(yàn)解吸溫度為42°C)。因此，用水作為吸收劑，無(wú)論是從吸收劑成本上(物質(zhì)成本)還是從解吸成本上(能耗成本)均比化學(xué)吸收劑要低，而且綠色無(wú)污染，不存在吸收劑揮發(fā)造成能量損耗和污染環(huán)境的問題。但由于結(jié)構(gòu)上的問題，在使用中用水作為吸收劑最大的弊端就是與化學(xué)吸收劑相比，該法對(duì)CO2的吸收速率較慢。盡管采用了吸收速率較高的中空纖維膜吸收技術(shù)，但CO2吸收速率還有待進(jìn)一步提高。
[0005]還用一種利用超聲波的高頻振蕩原理，在近膜壁面處形成擾動(dòng)，通過減小傳質(zhì)阻力，進(jìn)而提高CO2的吸收速率。但由于結(jié)構(gòu)上存在的問題，其使用效果不盡人意，因此，0)2回收設(shè)備上的改進(jìn)和創(chuàng)新是必需解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種CO2超聲回收裝置，可有效解決CO2的回收問題。
[0007]本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，包括第一儲(chǔ)液罐、第二儲(chǔ)液罐、第一中空纖維過濾器、第二中空纖維過濾器、第一蠕動(dòng)栗、第二蠕動(dòng)栗和儲(chǔ)氣罐;第一中空纖維過濾器與第二儲(chǔ)液罐相連通，第二儲(chǔ)液罐經(jīng)第二蠕動(dòng)栗與第二中空纖維過濾器相連通，第二中空纖維過濾器經(jīng)管道與第一儲(chǔ)液罐相連通，第一儲(chǔ)液罐經(jīng)第一蠕動(dòng)栗與第一中空纖維過濾器相連通，第一中空纖維過濾器上裝有超聲波發(fā)生器，第一中空纖維過濾器上部有氧氣出口管，下部有二氧化碳、氧氣進(jìn)口管，第二中空纖維過濾器的上部有出氣口，下部有進(jìn)氣口，出氣口經(jīng)管道與真空栗相連通，進(jìn)氣口與儲(chǔ)氣罐相連通，儲(chǔ)氣罐上連接有真空栗。
[0008]第一蠕動(dòng)栗和第一中空纖維過濾器連通的管道上裝有第一轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
[0009]第二蠕動(dòng)栗和第二中空纖維過濾器連通的管道上裝有第二轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
[0010]超聲波發(fā)生器有多個(gè)，沿徑向或軸向裝在第一中空纖維過濾器的外壁上。
[0011]第二中空纖維過濾器的外壁上裝有水夾套。
[0012]儲(chǔ)氣罐上設(shè)有二氧化碳出口管。
[0013]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新穎獨(dú)特，安裝使用方便，采用水作為CO2吸收劑，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，對(duì)膜的抗污染性要求極低，而且降低解吸能耗，同時(shí)采用超聲技術(shù)促進(jìn)CO2的物理吸收過程，節(jié)能環(huán)保，有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0016]由圖1所示，本實(shí)用新型包括儲(chǔ)液罐、中空纖維過濾器(又稱中空纖維膜器)、儲(chǔ)氣罐和蠕動(dòng)栗，第一中空纖維過濾器4與第二儲(chǔ)液罐6相連通，第二儲(chǔ)液罐6經(jīng)第二蠕動(dòng)栗7與第二中空纖維過濾器10相連通，第二中空纖維過濾器10經(jīng)管道與第一儲(chǔ)液罐I相連通，第一儲(chǔ)液罐I經(jīng)第一蠕動(dòng)栗2與第一中空纖維過濾器4相連通，第一中空纖維過濾器4上裝有超聲波發(fā)生器5，第一中空纖維過濾器4上部有氧氣出口管13，下部有二氧化碳、氧氣進(jìn)口管14，第二中空纖維過濾器10的上部有出氣口 16，下部有進(jìn)氣口 17，出氣口 16經(jīng)管道與真空栗11相連通，進(jìn)氣口 17與儲(chǔ)氣罐12相連通，儲(chǔ)氣罐12與真空栗11相連通。
[0017]為了保證使用效果，所述的第一蠕動(dòng)栗2和第一中空纖維過濾器4連通的管道上裝有第一轉(zhuǎn)子流量計(jì)3;所述的第二蠕動(dòng)栗7和第二中空纖維過濾器10連通的管道上裝有第二轉(zhuǎn)子流量計(jì)8 ；
[0018]所述的超聲波發(fā)生器5有多個(gè)，沿徑向或軸向裝在第一中空纖維過濾器的外壁上；
[0019]所述的第二中空纖維過濾器10的外壁上裝有水夾套9;
[0020]所述的儲(chǔ)氣罐12上設(shè)有二氧化碳出口管15;
[0021]本實(shí)用新型的使用情況是，本實(shí)用新型以第二蠕動(dòng)栗為界，區(qū)別分吸收段和解吸段，初始時(shí)將純水通過第一蠕動(dòng)栗2打入第一中空纖維過濾器4(吸收段)殼程，通過第一轉(zhuǎn)子流量計(jì)3調(diào)控水的流量，CO2等氣體從第一中空纖維過濾器4下端進(jìn)入第一中空纖維過濾器4管程，第一中空纖維過濾器4外部徑向或軸向上裝有多個(gè)超聲波發(fā)生器5，水在膜表面吸收二氧化碳，有傳質(zhì)阻力，用超聲能增強(qiáng)騷動(dòng)，減小傳質(zhì)阻力。在吸收過程中打開超聲波發(fā)生器5。從第一中空纖維過濾器4流出含有⑶2的純水進(jìn)入第二儲(chǔ)液罐6，而后通過第二蠕動(dòng)栗7進(jìn)入第二中空纖維過濾器10(解吸段)進(jìn)行解吸，水的流量可通過第二轉(zhuǎn)子流量計(jì)8進(jìn)行調(diào)控。第二中空纖維過濾器10上帶有裝滿循環(huán)熱水的夾套9，用來(lái)加熱。打開真空栗11，為第二中空纖維過濾器10提供負(fù)壓，在負(fù)壓的條件下，收集解吸出來(lái)的C02，C02沿真空栗管道逸出，真空栗11連接儲(chǔ)氣觸12，儲(chǔ)氣觸12與弟一■中空纖維過濾器10底端連接，儲(chǔ)氣觸12—端設(shè)有二氧化碳?xì)怏w出口。從第二中空纖維過濾器10出來(lái)的水循環(huán)進(jìn)入第一儲(chǔ)液罐I。收集第一中空纖維過濾器4中出來(lái)的氣體(O2)可以循環(huán)利用于聚能廢水處理，為其提供氧化劑。具有:
[0022]1.采用水對(duì)⑶2進(jìn)行物理吸收，一方面經(jīng)濟(jì)環(huán)保，另一方面吸收劑吸收解吸溫度低，降低能耗，此外水不腐蝕膜材料。
[0023]2.采用超聲波技術(shù)對(duì)近膜壁面進(jìn)行擾動(dòng)，增大⑶2吸收速率，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.CO2超聲回收裝置，其特征在于:包括第一儲(chǔ)液罐、第二儲(chǔ)液罐、第一中空纖維過濾器、第二中空纖維過濾器、第一蠕動(dòng)栗、第二蠕動(dòng)栗和儲(chǔ)氣罐;第一中空纖維過濾器(4)與第二儲(chǔ)液罐(6)相連通，第二儲(chǔ)液罐(6)經(jīng)第二蠕動(dòng)栗(7)與第二中空纖維過濾器(10)相連通，第二中空纖維過濾器(10)經(jīng)管道與第一儲(chǔ)液罐(I)相連通，第一儲(chǔ)液罐(I)經(jīng)第一蠕動(dòng)栗(2)與第一中空纖維過濾器(4)相連通，第一中空纖維過濾器(4)上裝有超聲波發(fā)生器(5)，第一中空纖維過濾器(4)上部有氧氣出口管(13)，下部有二氧化碳、氧氣進(jìn)口管(14)，第二中空纖維過濾器(10)的上部有出氣口(16)，下部有進(jìn)氣口(17)，出氣口(16)經(jīng)管道與真空栗(11)相連通，進(jìn)氣口(17)與儲(chǔ)氣罐(12)相連通，儲(chǔ)氣罐(12)上連接有真空栗(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CO2超聲回收裝置，其特征在于:所述的超聲波發(fā)生器(5)有多個(gè)，沿徑向或軸向裝在第一中空纖維過濾器(4)的外壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CO2超聲回收裝置，其特征在于:所述的第一蠕動(dòng)栗(2)和第一中空纖維過濾器(4)連通的管道上裝有第一轉(zhuǎn)子流量計(jì)(3);所述的第二蠕動(dòng)栗(7)和第二中空纖維過濾器(10)連通的管道上裝有第二轉(zhuǎn)子流量計(jì)(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CO2超聲回收裝置，其特征在于:所述的第二中空纖維過濾器(10)的外壁上裝有水夾套(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CO2超聲回收裝置，其特征在于:所述的儲(chǔ)氣罐(12)上設(shè)有二氧化碳出口管(15)。
【文檔編號(hào)】B01D53/18GK205659542SQ201620518243
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】劉潔, 齊靜, 李升軍, 徐 明, 王竹
【申請(qǐng)人】北京中科奧倍超聲波技術(shù)研究院