[發明專利]一種用于煙道氣的超聲速旋流捕捉處理系統

有效

• 申請號: 201710847857.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107398123B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李東元;羅平亞;付萬春;趙紅蕾
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;山東科瑞油田服務集團股份有限公司
• 主分類號: B01D45/16
• 分類號: B01D45/16;B01D53/18
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明公開了一種用于煙道氣的超聲速旋流捕捉處理系統，包括煙氣管道、壓縮機、旋流分離管及收集裝置，所述的煙氣管道一端與生產系統的煙氣管道連接，另一端與壓縮機入口連接，所述的壓縮機出口與旋流分離管的入口連接，所述的旋流分離管包括噴射擴張段、旋流分離段及擴散減速段，所述的收集裝置設置在排水口下方用于收集冷凝液。與現有技術相比，本發明的一種用于煙道氣的超聲速旋流捕捉處理系統，煙道氣增壓加速后噴射進入旋流分離管，經過旋流分離實現煙道氣內水分的剝離，實現煙道氣內二氧化碳的分離存儲，系統具有占地少、操作簡單、處理量大、能耗低、維護方便等優點。

技術領域

本實用新型涉及環境設備領域，具體地說是一種對煙道氣進行捕捉與處理的系統。

背景技術

隨著社會的發展，環境保護已經日益成為大家關注的焦點，在工業生產中煙道氣的排放處理一直是大家研究的重點。因為煙道氣體成分一般是是氮氣、二氧化碳、水蒸氣、氧氣、微量的二氧化硫和氮氧化物，如果大量的煙道氣直接排放到大氣中，將對環境造成嚴重影響。如果將煙道氣捕集下來并合理利用，可以變廢為寶，并為環境保護作出貢獻。將煙道氣分類收集后，可以用于進行采油，綜合氮氣、二氧化碳的增產優勢，提高油田采收率效果更加明顯，而且可以將大量CO₂永久埋存；捕集下來的煙道氣還可以用于精細化工、鹽堿地改造等，將溫室氣體合理利用。

電廠和化工廠的煙道氣排量巨大，特別是煙道氣中存在大量水蒸氣，直接將其用于管道輸送和注入時，水蒸氣和其中的酸性氣體(二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物)生成具有強腐蝕性的酸液，對輸送管道、注入設備、井口和井下管柱造成嚴重的腐蝕破壞。常規的處理方式往往是采用吸附、冷凝的方式進行煙道氣干燥處理，占地面積大，工藝相對復雜，投資成本高。另外煙道氣內含有大量的CO₂，即便是經過脫硫脫硝和脫水處理，依然剩余大量的CO₂，如果直接排放到大氣中，導致溫室氣體大量排放，目前常規方式采用膜法、低溫分離法等處理CO₂，成本較高，工藝復雜。因此，需要一種處理能力大、處理成本低的煙道氣捕集處理系統，將排量巨大的電廠和化工廠中的煙道氣，進行低成本捕集和處理，實現資源的回收與二次利用。

實用新型內容

本實用新型的目的旨在解決上述現有技術所存在的不足，提供一種用于煙道氣的超聲速旋流捕捉處理系統，煙道氣通過超聲速旋流管加速段進行加速后進入旋流分離段，經過旋流分離將煙道氣內液體分離出來，實現煙道氣內水分的剝離，然后將處理后的煙道氣再次增壓加速進行旋流分離，實現煙道氣內二氧化碳的分離存儲后及再利用，超聲速旋流捕捉處理裝置具有占地少、操作簡單、處理量大、能耗低、維護方便等優勢，實現煙道氣的捕捉處理，降低碳排放。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：一種用于煙道氣的超聲速旋流捕捉處理系統，包括煙氣管道、壓縮機、旋流分離管及收集裝置。所述的煙氣管道一端與生產系統的煙氣管道連接，另一端與壓縮機入口連接，所述的壓縮機出口與旋流分離管的入口連接，所述的旋流分離管包括噴射擴張段、旋流分離段及擴散減速段，所述的噴射擴張段包括第一錐形管及第一直管，所述第一錐形管的大端直徑與其小端直徑呈比例設置，所述第一錐形管的大端與壓縮機出口法蘭連接；所述的第一錐形管的小端與第一直管的一端法蘭連接，所述的旋流分離段包括第二錐形管、第二直管及第三復合管，所述的第三復合管包括第三錐形管及第三直管，所述的第二錐形管的小端與第一直管另一端法蘭連接，所述第二錐形管的大端與第二直管的一端連接，所述第二直管的另一端與第三錐形管的小端法蘭連接，所述的第二直管內設置有旋流分離翼，用于加速氣體的渦流，旋流分離翼采用螺旋分布方式布置在第二直管內，通過螺旋分布的超聲速翼，在翼面的作用下，降低流動阻力，形成旋流，所述旋流分離翼與第二直管軸向方向的夾角為銳角，所述的第三錐形管的大端與第三直管的一端連接，所述第三直管的底部設置有排水口，所述的擴散減速段包括第四直管與第四錐形管，所述的第四直管的一端與第三直管的另一端連接；所述的第四直管的另一端與第四錐形管的小端法蘭連接，所述第四錐形管的大端與氣體輸出管道法蘭連接，所述的收集裝置設置在排水口下方，用于收集冷凝液。

作為優化，所述的旋流分離翼為片狀結構。