[实用新型]一种应用于烟气中二氧化碳/水混合物深度分离装置

说明书

本实用新型涉及一种应用于烟气中二氧化碳/水混合物深度分离装置，包括依次相连的烟气进气管、用于过滤和冷凝的预处理系统、压气机和超音速分离管，超音速分离管含有液体出口和气体出口，液体出口连接储液罐，气体出口连接储气罐。本实用新型通过设置预处理系统，能够先初步过滤和冷凝烟气，提高后续部件的工作效率；通过设置压气机，可以提高混合物的压力与比体积，利于深度分离的进行，并且可以使超音速分离管小型化，利用超音速分离管，实现CO₂/H₂O混合物深度分离，简化了整个流程的复杂性，并且可以明显降低传统分离工艺中的制冷耗功，使得整个流程的经济性得以大幅提高。

技术领域

本实用新型属于净化分离领域，具体涉及一种应用于烟气中二氧化碳/水混合物深度分离装置。

背景技术

面对世界气候变化，如何有效控制温室气体排放，实现可持续发展，已受到世界各国的重视。而CO₂是其中对气候变化影响最大的气体，它产生的增温效应占所有温室气体增温效应的63％，且在大气中的留存时间最长。因此，尽可能地减少CO₂排放是国际社会当前迫切需要解决的问题。而CO₂捕获与封存技术(Carbon Dioxide Capture and Storage，CCS)由于其巨大的减排潜力与经济效应几年来引起了社会的广泛关注。

CO₂捕获主要是从烟气混合物中进行CO₂分离。对于大量分散型的CO₂排放源进行CO₂收集较为困难，因此其主要目标是CO₂浓度较高、流量较大的排放源，诸如常规的化石燃料发电厂、合成氨厂、钢铁厂等。而针对常规的电厂排放的CO₂的捕获系统大体分为三种方式：燃烧前捕获技术、富氧燃烧捕获系统和燃烧后捕获系统。其中富氧燃烧捕获技术是指化石燃料在纯氧或者富氧中燃烧，CO₂和水蒸气是烟道中气体的主要组成部分，接下来将CO₂通过一定的手段进行分离。通常情况下，会将燃烧之后的烟道气再一次回注燃烧炉，目的是降低燃烧温度，同时进一步提高烟道气体中CO₂的体积分数，降低CO₂捕集的难度。近年来，分离出来的CO₂气体除了直接注入地下封存外，还可以作为其他动力循环的工作介质，或者用在石油的开采过程中，通过将其注入油层提高压力，压出石油以有效提升石油产量。

经过分离的CO₂往往需要压缩液化，才能更加方便的运往封存或者使用地点，而目前常用的CO₂压缩液化条件为：压力大于2MPa，温度低于-20℃。但利用不同的技术捕获的CO₂的纯度有很大差别，为了避免液化过程中管道阀门的冻堵问题，同时降低运输过程中对管道以及压力容器的腐蚀性，需要对浓缩的CO₂进行深度脱水。目前采用的CO₂压缩液化过程中的耗功主要是用于过程中的制冷环节，同时深度脱水使流程进一步复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种应用于烟气中二氧化碳/水混合物深度分离装置，能够降低二氧化碳/水分离过程的制冷耗功，脱水效率高。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

包括依次相连的烟气进气管、用于过滤和冷凝的预处理系统、压气机和超音速分离管，超音速分离管含有液体出口和气体出口，液体出口连接储液罐，气体出口连接储气罐。

进一步地，预处理系统包括初始烟气过滤器。

进一步地，预处理系统还包括设置在初始烟气过滤器和压气机之间的进口冷凝器和进口分离器。

进一步地，进口分离器通过在顶部开设气体出口连接压气机；进口分离器的侧壁和底部还分别开设有带阀门的出口。