[发明专利]集成式捕集烟气中CO2

说明书

本发明涉及一种集成式捕集烟气中CO₂和N₂的捕集装置，具有水合物分解器、水合物生成器、鼓风机、N₂储罐和CO₂储罐，水合物分解器内设有第一膜分离器，鼓风机引入的烟气经过换热器通入第一膜分离器分离后与水合物生成器内的水合物生成液生成CO₂水合物，水合物生成器外壁包裹有蓄热材料层，水合物分解器的周壁及底面均设有热水循环壁，第一膜分离器通向N₂储罐的管路上设有分离出N₂的第二膜分离器，CO₂储罐分别接收从水合物分解器和第二膜分离器所分离出的CO₂，水合物分解器与CO₂储罐之间设有第二干燥器。本发明加大了气液接触面积，提高了水合物生成速率；利用蓄热材料实现水合物生成热用于水合物分解，既提高水合物分解速率又实现了资源的利用。

技术领域

本发明天然气水合物应用技术领域，尤其是一种集成式捕集烟气中CO₂和N₂的捕集装置。

背景技术

如今，温室效应越来越受到人们的关注，而二氧化碳的排放是导致温室效应的主要原因。电厂作为二氧化碳的主要排放源，其尾部烟气二氧化碳的捕集与封存技术是国内外关注的焦点。控制二氧化碳排放量的对策是积极发展二氧化碳捕集技术。目前，传统的二氧化碳分离方法有低温分馏法、化学吸收法、物理吸收法和膜分离法。而这些方法在工业中都存在不同的缺点，因此，有必要研究一种效果好、污染小且经济实用的新型二氧化碳捕集方法。水合物法捕集二氧化碳技术就是新型捕集方法中的一种，采用水合物分离技术后，二氧化碳气体以二氧化碳水合物的形式封存于晶体中，既捕集了二氧化碳保护了环境，又节约了成本，体现了经济实用的原则。因此，水合物分离技术将成为最有前景的二氧化碳分离技术之一。

但是，单一采用水合物法对烟气中二氧化碳捕集效率不高，不能获得较高浓度的二氧化碳，而膜吸收法由于在传质性能、操作、耗能等方面具有一系列优点，使得该技术具有了很好的应用前景。因此本申请提出了采用水合物和膜分离集成的方式捕集烟气中二氧化碳和氮气的装置，在高效捕集二氧化碳的过程中也实现了氮气的捕集，减少了能源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种集成式捕集烟气中CO₂和N₂的捕集装置，以实现快速经济地捕集烟气中CO₂，并使烟气中CO₂和N₂得到分离，在资源得到回收的同时又保护了环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集成式捕集烟气中CO₂和N₂的捕集装置，具有水合物分解器、设在水合物分解器内的水合物生成器、引入烟气的鼓风机、N₂储罐和CO₂储罐，所述的水合物分解器内设有第一膜分离器，鼓风机引入的烟气经过换热器通入第一膜分离器分离后与水合物生成器内的水合物生成液生成CO₂水合物，水合物生成器外壁包裹有提供热量的蓄热材料层，水合物分解器的周壁及底面均设有热水循环壁，第一膜分离器通向N₂储罐的管路上设有第一干燥器和分离出N₂的第二膜分离器，所述的CO₂储罐分别接收从水合物分解器和第二膜分离器所分离出的CO₂，水合物分解器与CO₂储罐之间设有第二干燥器。

所述的鼓风机与换热器之间设有除去烟气中粉尘和固体颗粒的旋风分离器，热水循环壁与换热器管路连通实现冷热源的循环。

所述的第一膜分离器传动连接有驱动其转动的电机，电机连接有控制电机转速的调频器。

所述的水合物生成器管路连接有向水合物生成器内提供水合物生成液的储液罐，所述的储液罐管路连接水合物分解器而回收水合物分解器内分解出的水合物生成液。