[发明专利]旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO2装置及方法

权利要求书

1.一种旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，包括气相供给系统(1)、液相供给系统(2)、旋流反应器系统(3)、气体辅助净化系统(4)及测试系统(5)，其特征在于：所述的气相供给系统(1)的气相出口与旋流反应器系统(3)的气相进口(31)相连接；所述的液相供给系统(2)的液相出口与旋流反应器系统(3)的液相进口(32)相连接；所述的旋流反应器系统(3)为旋流逆向气液多级逆向接触反应器，气相进口(31)为切向气相进口，所述反应器底部具有液相出口(34)，液相出口(34)与储液容器(35) 相连接，所述分级式液相进口(32)为旋流喷嘴喷雾装置。

2.根据权利要求1所述的旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，其特征在于：所述旋流喷嘴喷雾装置沿反应器高度分级等距布置，所述液相出口(34)与储液容器(35)之间设有开槽式花板(36)，以便废液在靠近外径处轴向下流至储液容器(35)。

3.根据权利要求1所述的旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，其特征在于：所述旋流逆向气液多级逆向接触反应器为三层喷淋式结构，其上的旋流喷嘴喷雾装置的喷头为锥形实心喷嘴。

4.根据权利要求1所述的旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，其特征在于：所述的气体辅助净化系统(4)包含吸收液夹带脱除系统(41)和气体干燥器(42)；所述的测试系统(5)为CO₂测试仪。

5.根据权利要求1所述的旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，其特征在于：所述的旋流逆向气液多级逆向接触反应器为柱状反应器，高径比范围为5-15。

6.根据权利要求1所述的旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置，其特征在于：所述的旋流逆向气液多级逆向接触反应器顶部设有切向的气相出口(33)，用于解除旋流降低反应器压降，切向的气相出口(33)通过吸收液夹带脱除系统(41)和气体干燥器(42)连接测试系统(5)。

7.一种应用权利要求1-6任一所述旋流多级气液逆向接触强化吸收大跨度CO₂装置强化吸收CO₂的方法，其特征在于：首先由气相供给系统(1)供给的CO₂烟气由外部管道连接至反应器的切向的气相进口(31)并在旋流反应器系统(3)的反应器内部形成旋转上行流动， 并通过旋流喷嘴喷雾装置将经过雾化的吸收液从各层顶部喷淋，与旋流上升的烟气逆向接触进行吸收反应，完成对CO₂的捕集后，从反应器底部出口(34) 开槽式花板(36)的边缘液缝中流出，排至液体收集装置(35)；然后，经过吸收后的CO₂浓度气体，通过反应器顶部布置的切向出口(33)解旋排出反应器进入气体辅助净化系统(4)，经吸收液夹带脱除系统(41)和气体干燥器(42)处理后进入测试系统(5)进行CO₂浓度测试。

8.根据权利要求7所述的强化吸收CO₂的方法，其特征在于：所述被吸收的CO₂浓度范围为0.038%-20%；所述吸收液为碱性液体或弱碱氨水或有机胺溶液。