[發明專利]用于去除氣體中二氧化碳氣體的一體化裝置

有效

• 申請號: 201910449898.3
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110052123B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李恩田;石利新;王魯超;胡永生;周詩崠;趙書華
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/14
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

1.一種用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：包括裝置本體（8），所述裝置本體（8）內自上而下依次設置導流板（2）、除霧器（3）、噴淋器（5）、進氣管（9）、醇胺富液積液室（13）、中空纖維膜組件（18）及醇胺貧液積液室（20），裝置本體（8）的外部設有循環管（7）；

位于所述導流板（2）上方的裝置本體（8）設有凈化氣體出氣口（1）；所述醇胺貧液積液室（20）設有醇胺溶液進液口（12），所述醇胺富液積液室內設有加熱器（15），所述中空纖維膜組件（18）的底部出口（18-1）與所述醇胺貧液積液室（20）連通，所述中空纖維膜組件（18）的頂部入口（18-2）與所述醇胺富液積液室（13）連通，位于所述中空纖維膜處的裝置本體（8）設有抽真空裝置（19）；

所述噴淋器（5）連接循環管（7）且所述循環管的進液端與所述醇胺貧液積液室連通，所述噴淋器（5）包括噴淋進液管（5-1）及與噴淋進液管（5-1）連接的噴淋基體，所述噴淋基體由以噴淋進液管（5-1）的橫截面為中心呈放射狀或輻射狀分布的噴淋葉片（5-2）組成，每個噴淋葉片（5-2）上沿著葉片長度方向設置有噴淋通道（5-3），沿著所述噴淋通道間隔設置有至少2個噴淋頭（22），所述噴淋頭（22）通過噴淋通道（5-3）與所述噴淋進液管（5-1）連通；

所述噴淋器（5）包括形成在呈放射性或輻射狀分布的噴淋葉片中間的圓盤，所述圓盤的內部設有空腔，所述噴淋葉片靠近進液管（5-1）的一端于圓盤內部連通，圓盤的上部及下部與進液管（5-1）連為一體且圓盤與進液管連通，圓盤的底部下凹至便于液體能夠繼續向下流入進液管（5-1）位于圓盤底部的部位；所述圓盤內設有半球形擋板（5-4），所述半球形擋板（5-4）用于將進液管（5-1）流入的部分液體分流至圓盤周圍進而流入噴淋葉片（5-2）；

所述進氣管（9）連接位于裝置本體（8）外部的進氣管道，所述進氣管（9）呈由外向內的螺旋盤狀，所述進氣管上沿著螺旋方向開設有多個氣體出氣孔（23）；所述噴淋器（5）由電機（4）控制，使得噴淋器可以圍繞噴淋進液管軸線旋轉，進液管（5-1）設置為空心軸；所述的中空纖維膜組件（18）內的中空纖維膜為螺旋狀。

2.根據權利要求1所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：所述噴淋基體有3個且沿著噴淋進液管自上而下間隔設置，每個噴淋基體上均勻設有3片所述噴淋葉片（5-2）且相鄰兩個噴淋基體的噴淋葉片上下錯開設置，沿著噴淋葉片長度方向設置2條所述噴淋通道（5-3）。

3.根據權利要求2所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：所述噴淋通道（5-3）上間隔設置3個噴淋頭（22）。

4.根據權利要求1所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：位于所述噴淋基體處的裝置本體的內壁上設有環形凹槽（6），所述噴淋基體的噴淋葉片端部伸入所述環形凹槽且與凹槽間隙配合。

5.根據權利要求1所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：所述除霧器（3）為二級除霧器，且呈倒圓錐形或呈開口向上的球面狀。

6.根據權利要求1所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：所述中空纖維膜組件（18）內的中空纖維膜采用改性的陶瓷膜。

7.根據權利要求1所述的用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置，其特征在于：所述醇胺富液積液室和醇胺貧液積液室分別設有液位計（14），所述醇胺貧液積液室設有醇胺貧液出液口（16），所述醇胺富液積液室設有醇胺貧液進液口（24），所述醇胺貧液進液口通過設有控制閥的管道與所述循環管連通，所述醇胺富液積液室還設有醇胺富液出液口（25）。

8.一種去除氣體中CO₂氣體的方法，其特征在與所述方法基于權利要求1至7中任一項所述用于去除氣體中CO₂氣體的一體化裝置進行，包括如下步驟：

首先，向將醇胺貧液積液室（20）注入醇胺溶液，然后醇胺溶液經由循環管（7）流入噴淋器（5）中，此時控制流量為100~120L/h，同時啟動電機（4）并驅動待噴淋器（5）旋轉噴出醇胺溶液；

然后，向進氣管（9）中通入待處理氣體，待處理氣體經由氣體出氣口（23）進入裝置本體（8）內，裝置本體（8）內的氣體上升并與上方噴淋器（5）噴出的醇胺溶液接觸，進而醇胺溶液吸收氣體中的CO₂成為醇胺富液，并落入醇胺富液積液室（13），凈化后的氣體則繼續上升，并經除霧器（3）去除水分后，經導流板（2）導出至凈化氣體出氣口；

醇胺富液積液室（ 13 ） 內的醇胺富液經加熱器（15）加熱升溫至60~65℃后，以100~120L/h的流量流入中空纖維膜組件，經膜分離出CO₂后的再生醇胺溶液流入醇胺貧液積液室（20）；膜分離過程中，中空纖維膜組件（18）經抽真空裝置（19）調節負壓為20~30KPa，且分離出的CO₂后經由抽真空裝置（19）抽出；

再生的醇胺溶液經循環管（7）再次導入所述的噴淋器（5）中繼續使用。