本发明专利技术涉及一种二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置,属气体吸收和分离技术领域。它由射流吸收器本体构成，射流吸收器本体包括罐体和夹套;罐体内设置有中心管，罐体的上端水平设置有进气管，进气管下方的罐体外表圆周上密封设置有夹套，夹套对应的罐体上圆周上规则设置有射流孔。本发明专利技术采用“微界面振荡吸收及再生+微通道反应技术”捕集烟气中的二氧化碳，本发明专利技术与传统旋流分离器相比，增加了气相与液相的吸收、反应功能；提高了传质效率及分离效率。提高了传质效率及分离效率。提高了传质效率及分离效率。
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置,属气体吸收和分离
技术介绍
[0002]尽管CCUS技术早在20世纪80年代就已经提出并发展至今，但受限于其技术过程的高能耗，CCUS技术的发展远远没有达到预期的目标规模。例如，当前最为成熟的采用乙醇胺（MEA）为吸收剂的CO2捕集技术能耗高达4GJ/t，虽然该技术已进入商业示范，但高能耗在一定程度上限制了该类技术的进一步大规模推广。另一方面，在CCUS技术中，用于烟气净化的旋流分离器由于结构原因，普遍存有分离效率低及分离效果差的不足，因此有必要对其进行改进。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于：提供一种用于捕集分离烟气中所含二氧化碳，使其后续转化为高附加值合成气，解决现有旋流分离器分离效率低及分离效果差问题的二氧化碳微界面振荡捕集方法及装置。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种二氧化碳微界面振荡捕集装置，它由射流吸收器本体构成，其特征在于:所述的射流吸收器本体包括罐体和夹套; 罐体内设置有中心管，中心管的一端延伸至罐体顶部外端，罐体的上端水平设置有进气管，进气管与罐体连通，进气管下方的罐体外表圆周上密封设置有夹套，夹套对应的罐体上圆周上规则设置有射流孔，夹套通过射流孔与罐体连通。
[0005]所述的罐体呈圆锥形。
[0006]所述的进气管端头与罐体内壁相切。
[0007]所述的夹套上设置有进液口。
[0008]二氧化碳微界面振荡捕集的方法包括以下步骤：1）、首先通过增压泵将吸收液经进液口泵入夹套汇集;在增压泵的作用下，进入夹套的吸收液经射流孔以射流的方式进入罐体内腔；2）、吸收液以射流的方式进入罐体内腔的同时，将温度不高于50℃的原料气（气量11000Nm3/h）经进气管进入罐体内腔，由于进气管端头与罐体内壁相切，进入罐体内腔的原料气在中心管和罐体之间的环空内高速旋转形成气芯并同时下行，从而形成激烈的气相旋流流场；3）、进入罐体内腔的原料气形成气相旋流流场的同时；夹套内的吸收液在压力的作用下由射流孔以射流的形式射出，并与高速旋转的原料气不断接触、碰撞；4）、吸收液射流与原料气不断接触、碰撞的过程中，高速旋转的原料气对吸收液射流形成径向切割，使吸收液射流形成无数吸收液雾滴，并随旋转的原料气旋转下行；5）、吸收液雾滴随旋转的原料气旋转下行的过程中，与原料气持续充分接触；从而
形成气液混合物，这一过程中，原料气中的CO2分子与吸收液相结合；6）、雾滴与原料气充分结合后，一部分雾滴在重力的作用下在从射流吸收器底部流出，另一部分在离心力的作用下甩向四周，撞向壁面汇聚向下流出；进入循环槽再利用，净化后的气体从射流吸收器的中心管底部端口进入，然后由顶部溢流口排出，从而完成原料气中的CO2捕集。
[0009]本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用“微界面振荡吸收及再生+微通道反应技术”进行二氧化碳的深度吸收与转化，捕集烟气中二氧化碳，进而可转化为高附加值合成气。本专利技术的射流吸收器与传统旋流分离器相比，增加了气相与液相的吸收、反应功能。射流净化器利用多相流场耦合作用，使相与相之间产生强烈的化学反应，与传统旋流分离器相比，提高了传质效率及分离效率。
附图说明
[0010]图1为本专利技术射流吸收器的结构示意图；图2为本专利技术吸收液射流在气相旋流中的破碎示意图；图3为本专利技术射流吸收器本体各部位参数示意图；图4为本专利技术气液两相流的流动仿真分析图；图5为本专利技术吸收液流速对净化CO2的影响分析图；图6为本专利技术原料气流速对净化CO2的影响分析图。
[0011]具体实施方法该二氧化碳微界面振荡捕集装置由射流吸收器本体构成。射流吸收器本体包括罐体1和夹套2; 罐体1为圆锥筒状体，罐体1顶部为封堵状，罐体1底部设置有排出口3。罐体1内设置有中心管4，中心管4的一端延伸至罐体1顶部外端，罐体1的上端水平设置有进气管5，进气管5延伸至与罐体1内与其连通，延伸至与罐体1内的进气管5端头呈扁平状并与罐体1内壁相切。
[0012]进气管5下方的罐体1外表圆周上密封设置有夹套2，夹套2内对应的罐体1上圆周上规则设置有射流孔6，夹套2通过射流孔6与罐体1连通。夹套2的圆周上设置有进液口7。工作时，首先通过增压泵将吸收液经进液口7泵入夹套2的内腔汇集。吸收液为3.3mol/LMEA。在增压泵的作用下，进入夹套2的吸收液经射流孔以射流的方式进入罐体1内腔。同时，将温度不高于50℃的原料气在10000Nm3/h的条件下经进气管5进入罐体1内腔，原料气成分为：由于进气管5端头与罐体1内壁相切，进入罐体1内腔的原料气在中心管4和罐体1之间的环空内高速旋转形成气芯并同时以中心管4为轴心绕轴下行，从而形成激烈的气相旋流流场。
[0013]与此同时；夹套2内的吸收液在压力的作用下由射流孔6以射流的形式射出，并与高速旋转的原料气不断接触、碰撞，这一过程中，高速旋转的原料气对吸收液射流形成径向
切割，使吸收液射流形成无数吸收液雾滴，并随旋转的原料气旋转下行吸收液雾滴随旋转的原料气旋转下行的过程中，与原料气持续充分接触；从而形成气液混合物，这一过程中，原料气中的CO2分子与吸收液中的胺相结合从而被吸收，雾滴与原料气充分结合后，一部分雾滴在重力的作用下从射流吸收器底部的排出口3流出，然后进入循环槽再利用；另一部分雾滴在离心力的作用下甩向四周，撞向罐体1壁面汇聚向下经排出口3流出，然后进入循环槽以再次利用；净化后的气体从射流吸收器的中心管4底部端口进入，然后由中心管4顶部溢流口排出，从而完成原料气中的CO2捕集（参见图1）。该捕集装置与传统旋流分离器相比，增加了气相与液相的吸收、反应功能。通过气相旋流
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液相射流的流场耦合作用，使气相与液相之间产生强烈的化学反应，与传统旋流分离器相比，有效提高了传质效率及分离效率。
[0014]在本专利技术中，由于吸收液从射流孔6射出，具有一定动能，形成与周围的流体相混合的流动液体。根据周围流体的不同，射流分为两种形式，一种是淹没射流，即液体射流流入到相同的介质中。
[0015]另一种是不淹没射流，即吸收液射流流入到气体中。吸收液经增压泵加压，从射流孔6射入，专利技术人取其中的一个孔作为研究对象，因为对于单孔而言，夹套2内对应的罐体1曲率几乎为零。当原料气形成的气相旋流与吸收液射流近乎垂直，射流与横向气流相碰撞过程，即为吸收液射流的破碎过程。射流破碎可分以下几个过程：1). 吸收液经压力从射流孔6（或喷嘴）射出，形成柱状射流；2). 吸收液射流受到自身的液体表面张力和外部气体作用力，液体表面张力使射流聚集，外部气体作用力使射流破碎，两种作用力不相匹配时，在气液交界处产生波动，波动会随着粘性力、气动力和液体表面张力的影响下不断增大，当外部气体作用力大于液体表面张力，射流表面的波动就会导致射流形成液团或液丝，或者随着波动的增大，液滴直接从射流表面分离开来，这个过程就是射流的一次雾化或一次破碎过程；3). 吸收液射流经过一次雾化后形成的较大液滴在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳微界面振荡捕集装置，它由射流吸收器本体构成，其特征在于:所述的射流吸收器本体包括罐体（1）和夹套（2）; 罐体（1）内设置有中心管（4），中心管（4）的一端延伸至罐体（1）顶部外端，罐体（1）的上端水平设置有进气管（5），进气管（5）与罐体（1）连通，进气管（5）下方的罐体（1）外表圆周上密封设置有夹套（2），夹套（2）对应的罐体（1）上圆周上规则设置有射流孔（6），夹套（2）通过射流孔（6）与罐体（1）连通。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置，其特征在于:所述的罐体（1）呈圆锥形。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置，其特征在于:所述的进气管（5）端头与罐体（1）内壁相切。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳微界面振荡捕集装置，其特征在于:所述的夹套（2）上设置有进液口（7）；二氧化碳微界面振荡捕集的方法包括以下步骤：1）、首先通过增压泵将吸收液经进液口（7）泵入夹套（2）汇集;在增压泵的作用下，进入夹套（2）的吸收液经射流孔（6）以射流的方式进入罐体（1）内腔，2）、吸收液以射流的方式进入罐体（1）内腔的同时，将温度不高于50℃的原料气经进气管（5）进入罐体（1）内腔，由于进气管（5）端头与罐体（1）内壁相切，进入罐体（1）内腔的原料气在中心管（4）和罐体（1）之间的环空内高速旋转形成气芯并同时下行，从而形成激烈的气相旋流流...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴霁薇，马良，汪华林，江霞，李扬帆，段孝旭，田程程，常玉龙，许裕川，蔡磊，荣腾键，彭明康，王琛，
申请(专利权)人：上海浙容化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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