[实用新型]一种磁场辅助氨法烟气二氧化碳捕集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃煤烟气中二氧化碳的捕集技术领域，具体涉及一种磁场辅助氨法烟气二氧化碳捕集系统。

背景技术

我国主要能源来自于煤，煤炭燃烧后排放的烟气中含有大量的二氧化碳，过量的二氧化碳引起的温室效应已经导致了冰雪融化、海水水位升高、气候紊乱、动植物分布改变等现象，对人类生存环境产生了不可估量的影响。当前主要采用二氧化碳捕集、存储和利用技术(CCS)控制二氧化碳排放。氨法脱碳技术具有脱除效率高、单位质量吸收能力强、再生能耗低、原料价格低、对装置腐蚀性小等优点得到了越来越多的重视。

现阶段，氨法脱除二氧化碳的装置主要有筛板塔反应器、填料塔反应器、喷雾塔反应器等。筛板塔中液体是连续相而气体是分散相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上液体接触进行化学反应，适用于快速和中速反应过程。但筛板塔传质面积较小，结构复杂，大多数筛板塔的应用都需要在加压的条件下。填料塔中液体在填料表面形成液膜而与气相接触进行反应。由于生产能力大，分离效率高，填料塔广泛应用于带有化学反应的气体净化过程。如中国专利文献CN101423214A采用填料塔进行脱碳，但如果氨水浓度很高，与二氧化碳反应后会生成结晶物从而堵塞填料，所以为了提高脱除率和氨气逃逸，一些专利设计了多层填料层和喷雾装置，但是这都增加了系统运行和维护成本，不能根本上提高脱除效率。喷雾塔结构简单，不用担心堵塞的问题，且散热好，适用于反应热较高的情况。如中国专利文献CN102218261A采用细喷雾塔进行脱碳，其具有相接触面积大和气相压降小等优点。但反应时气体为连续相，液体为分散相，当气量大时候，气液接触时间短，脱除率难以提高，且容易使氨水挥发出更多氨气。所以喷雾塔仅适用于瞬间、界面和快速反应。

随着氨水脱除二氧化碳研究的进一步深入，氨水中氨逃逸的问题引起了研究者们越来越多的关注，在反应过程中，氨水吸收二氧化碳的同时，氨气也会从氨水中逸出。针对此氨逃逸，中国专利CN1356156A采用冷冻氨法脱碳，但冷冻氨法需要投入更高的制冷能耗，这无疑将提高脱碳成本，设备系统也更复杂，提高了运行维护的成本。而中国专利CN103495339A提出添加金属离子等添加剂抑制氨逃逸，此方法效果明显，但金属离子的存在使得系统废液的处理更加复杂，有进一步增加环境污染风险的可能。

现阶段在吸收式制冷领域有研究表明：通过添加磁场，使水溶液吸收氨气的过程得到了强化，并且随着磁场强度的增加，氨气的吸收率相应增加。这研究结果同样适用于氨法脱碳过程，在反应器区域添加磁场后，氨的溶解度增加，挥发出的氨气将减少，同时挥发的部分氨气在磁场的作用下又被再度被溶液吸收。此过程减少了氨逃逸，使得更多的氨用于吸收反应。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁场辅助氨法烟气二氧化碳捕集系统。该设备各部分装置连接简单合理，脱碳效率高，吸收速度快，针对燃煤电站尾部烟气量大、二氧化碳浓度低的特点，该设备可以高效捕集电站锅炉尾部烟气中的二氧化碳。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种磁场辅助氨法烟气二氧化碳捕集系统，包括加磁二氧化碳吸收装置、富液再生装置、逃逸氨气水洗装置、检测装置及二氧化碳储存装置，所述加磁二氧化碳吸收装置包括吸收塔、氨水泵、磁感线圈和电源，吸收塔内从下至上依次设有第一烟气进口、第一布风孔板、加磁填料段和第一喷雾装置，加磁填料段外部绕制有磁感线圈，磁感线圈与电源连接，加磁填料段内填充有磁性材料；第一喷雾装置通过氨水泵连接到氨水罐；所述富液再生装置包括再生塔、换热器、恒温水浴槽、所述氨水罐及浓氨水补充系统，所述吸收塔的底部出口通过富液泵连接到换热器，换热器与再生塔上部的第二喷雾装置连接，第二喷雾装置下方设有加热段，所述恒温水浴槽位于加热段的下方；所述再生塔的底部出口通过换热器连接到所述氨水罐，所述氨水罐与浓氨水补充系统相连；所述逃逸氨气水洗装置包括水洗塔、水泵和水箱，水洗塔内从下至上依次设有第二烟气进口、第二布风孔板、填料段和第三喷雾装置，第二烟气进口连接到所述吸收塔的顶部出口，第三喷雾装置通过水泵连接到水箱；所述水洗塔底部的出液口连接到所述氨水罐；所述检测装置包括氨气分析仪和烟气分析仪，分别设置在所述吸收塔的顶部出口处和所述水洗塔的顶部出口处；所述二氧化碳储存装置包括压缩机及二氧化碳储存罐，所述再生塔的顶部出口通过压缩机连接到二氧化碳储存罐。

进一步地，所述吸收塔由不锈钢材料制成；所述磁感线圈的骨架由有机玻璃制成，线圈为聚酯漆包铜线绕制而成。

进一步地，所述线圈间的间隔可调。