[发明专利]采用微旋风分离器的烟道气二氧化碳捕集系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟道气二氧化碳捕集系统及其方法，具体地说，特别涉及到一种使用大规模微旋风分离器组的装置，以及该装置的工作方法。

背景技术

近年来，温室效应加剧等问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点。美国等国家提出了一种二氧化碳的减排方法——二氧化碳捕集技术，目前这种技术主要是针对电站排放出的二氧化碳进行捕集。

在我国燃煤电厂中，已经陆续采用烟道气回收二氧化碳装置来捕集烟道气中夹带的二氧化碳气体。烟道气二氧化碳捕集系统中，多个工艺单元均需要进行气体的除尘和脱液处理，因此如何捕集气体中夹带的气溶胶微粒是能源环境领域面临的重大技术问题。现有的气溶胶微粒的捕集方法有旋转流分离器和电捕集器，前者压力降一般为500Pa～600Pa，甚至高达1000Pa以上，现有的这种技术不能够用于烟道气二氧化碳捕集系统中，一是压力降太高，低分压的烟道气不能够支持这么高的压力降消耗；二是如果要选用现有的旋风分离器技术，必须对烟道气进行增压，既复杂又不经济。对于电捕集器，因为气体含液量大，容易产生安全隐患，而且成本太高，目前在工程中尚无经济适用的电捕集器。因此，必须选择低压力降、高分离精度的微旋风分离器。

微旋风分离器组是由若干个微旋风分离器并联构成的分离设备，在理想的条件下，微旋风分离器组的性能是组成其的单个微旋风分离器的线性叠加，即分离精度与单个微旋风分离器器相同，处理能力是每个微旋风分离器的处理能力之和。然而，由于在低压力降下，如微旋风分离器的压力降低于100mmH2O时，这种线性关系在实际旋流分离工程中是难于得到的。造成这种情况的主要原因是并联微旋风分离器组可能存在一个急剧的流场不良分布。一些微旋风分离器可能流量严重不足，而另一些则可能流量过剩，这将降低微旋风分离器组的性能。在烟道气二氧化碳捕集系统的微旋风分离器布置环节中，由于并联微旋风分离器的数量达到10000根左右，如果不使气体均匀分配到每根微旋风分离器中，大量微旋风分离器的分离效率都会大受影响，因此改善大规模微旋风分离器组的进气分配情况成为了设计旋流分离系统的重中之重。

中国专利申请03129719.6公开了一种旋风除尘器，其中，至少一个以上的隔板设置在微旋风分离器机身内部，微旋风分离器机身内部划分为多个空间，隔板中间设有通孔，在外围面上设置过滤材料。

中国专利申请02808042.4公开了一种旋风分离设备，该设备包括多个各具有一个入口并且彼此平行地排列的旋风分离器，以及一个排列在旋风分离器的上游、用来把空气流送到各旋风分离器入口的通道，其中在该通道中提供分隔装置，用来把在该通道中的空气流分隔到几个分离的流道中，流道的数目等于旋风分离器的数目，而且其中每个流道的截面积在沿着其流动的方向逐渐缩小。

然而，上述申请都未能解决现有技术中存在的上述问题。因此，针对现有技术存在的问题有必要采用新颖的、有效的、适合长周期运转并且经济的烟道气二氧化碳捕集系统微旋风分离器的布置方法与装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用微旋风分离器的烟道气二氧化碳捕集系统及其方法，通过采用特殊的结构设计，从而实现由本发明的目的。

本发明新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种采用微旋风分离器的烟道气二氧化碳捕集系统，包括主体、球冠形管板，微旋风分离器组、进气口和排气口，其特征在于，所述装置的主体为圆柱形容器，所述圆柱形容器通过球冠形管板分隔为若干层相互独立的腔体，每层腔体的球冠形管板都安装有微旋风分离器组；所述腔体的上半部分沿圆周设置有排气口，腔体的下半部分沿圆周设置有进气口和排液口；所述进气口通过进气管路和微旋风分离器组连接。

在本发明的一个实施例中，所述微旋风分离器组中的微旋风分离器采用同心圆周分布，包括位于腔体外侧的微旋风分离器和位于腔体中心的微旋风分离器，所述微旋风分离器的底流口采用液封结构密封。

在本发明的一个实施例中，所述进气口处设置有挡板和导气管，导气管连接位于腔体中心的微旋风分离器。

在本发明的一个实施例中，所述进气管路和排气管路采用U-U型或Z-Z型连接方式。