專利名稱：CO<sub>2</sub>捕集吸收反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種CO2捕集吸收反應器，主要應用于燃煤電廠煙氣中CO2的脫除，旨在提高吸收藥劑脫碳的能力，高度強化傳質，增大氣液接觸面積，使脫碳后的煙氣達到排放標準；同時捕集的CO2盡可能多的從吸收劑中解析出來，使吸收劑得到再生。
背景技術：
CO2驅油技術是提高采收率的有效手段。國外50年代就開始利用CO2驅油技術。70年代CO2驅油技術有了很大發展，美國和前蘇聯等國家都進行了大量的CO2驅油工業性試驗，并取得了明顯的經濟效益，可以提高采收率15% 25%。CO2驅油技術應用首先要解決CO2氣源問題。國外已開展的CO2驅油工程所用CO2大都來自CO2氣田氣或者從工業廢氣中捕獲的C02。在我國，所開展的CO2驅油先導試驗所用氣源全部來自CO2氣田氣。由于我國CO2氣藏資源有限，而且缺乏煙氣CO2捕集技術，導致CO2價格較高，制約了 CO2驅油技術的大面積推廣應用。與此同時，燃煤電廠煙道氣作為C02長期穩定集中排放源，其所排放CO2量占能源CO2總排放量的40%。如果能將這部分CO2捕集出來用于油田驅油，將有效解決CO2氣源的“燃眉之急”。因此研究煙氣中CO2脫除的工藝技術和工業裝備一直是熱點。
發明內容
本發明的目的是提供一種高度強化傳質、高吸收、簡易的CO2碳捕集吸收反應器，通過此反應器可使煙氣中CO2捕集率大于85%，達到節能減排的目標；同時CO2氣體通過提純后純度可達99%，用于CO2驅強化采油。本發明對反應器內部結構進行優化設計，創造性地引入可旋轉霧化噴頭、旋風分離器，用以使吸收液分布均勻、強化氣液傳質，從而提高脫碳效率，同時有效解決了原料氣攜液問題，降低生產成本。本發明的技術方案是通過以下方式實現的
本發明包括旋風分離器氣體出口、上封頭、旋風分離器、旋風分離器氣體進口、雙層高密度絲網除霧器、旋風分離器液體出口、反應器氣體進口、反應器吸收液進口管、吸收液旋轉霧化噴頭、過濾填料、布液器、下封頭、富液出口管和裙座，其特征在于反應器設為立式圓筒形，在上部的中心設有一個立式旋風分離器，旋風分離器上頂中心設有穿出反應器上封頭的旋風分離器氣體出口，中部設有旋風分離器氣體進口，下端設有旋風分離器液體出口，在液體出口下方設有一個吸收液旋轉霧化噴頭，吸收液旋轉霧化噴頭與從反應器下部插進的吸收液進口管沿反應器中心線垂直轉動連接；在吸收液進液管環周設有一根套管，在套管環周設有第一層過濾填料，在第一層過濾填料對應的反應器壁上設有一個切向進入第一層過濾填料的反應器氣體進口，在第一層過濾填料下部的套管環周設有一塊環形過濾板，在環形過濾板下方套管的環周設有一塊環形布液器，在布液器下方套管的環周設有第二層過濾填料，在反應器下封頭中心設有一根穿出裙座的富液出口管。
旋風分離器上部設為圓筒形，下部設為圓錐形，旋風分離器氣體進口與旋風分離器壁相切焊接。吸收液旋轉霧化噴頭中心部設為圓管形，在圓管豎向上均勻設有旋液板，旋液板之間夾角90°或60°或30°，在旋液板夾角之間圓管上均勻設有噴液孔，在圓管的下部設有與吸收液進液管連接的旋轉密封接頭，上頂部設有盲板。第一層過濾填料設為環形蜂窩式過濾填料或環形波紋板填料，在填料下方設有帶均勻小孔的環形過濾板，在填料外周和上頂部套有一個密封套。環形布液器設為環形板，在環形板上均勻設有微孔。本發明具有以下優點
I、二重強化氣液傳質，能夠高效去除原料氣中的co2。通過設置進液旋轉霧化噴頭與多層填料，二次強化氣液傳質，高度提升氣液反應速率和吸收效率。 2、設計了進液旋轉霧化噴頭，進一步強化氣液傳質反應。在進液管道末端設計有圓柱形旋轉霧化噴頭，在噴頭的器壁上設置多層噴嘴，其中在橫截面上呈每隔120°分布有3個噴嘴。吸收液到達旋轉霧化噴頭時依靠自身壓力帶動噴頭旋轉，并以霧狀形態從噴頭噴出到一層填料上，與從進氣口來的原料氣接觸，有效的促進了氣液強化傳質。3、首次創造性地引入了旋風分離器。原料氣與吸收液經過二次強化傳質之后，經過雙層高密度絲網除霧器除去部分夾帶的吸收液之后，進入到反應器頂部的旋風分離器，經過氣液分離之后絕大部分攜帶的吸收液被分離出去，從而有效避免了原料氣攜液問題，降低了吸收液的成本。4、由于吸收效率高，反應器容積小，占地面積小，設備投資少，易運轉、易維修，社會效益、經濟效益顯著。
附圖-本發明的結構示意圖
圖中I-旋風分離器氣體出口，2-上封頭，3-旋風分離器，4-旋風分離器氣體出口，
5-雙層高密度絲網除霧器，6-旋風分離器液體出口，7-進氣口，8-吸收液旋轉霧化噴頭，
9-第一層過濾填料，10-布液器，11-第二層過濾填料，12-進液口，13-下封頭，14-富液出口管，15-裙座。
具體實施例方式為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖，通過實施例作詳細闡述
本發明包括旋風分離器氣體出口 I、上封頭2、旋風分離器3、旋風分離器氣體進口 4、雙層高密度絲網除霧器5、旋風分離器液體出口 6、反應器氣體進口、反應器吸收液進口管、吸收液旋轉霧化噴頭8、過濾填料、布液器10、下封頭13、富液出口管14和裙座15，其特征在于反應器設為立式圓筒形，在上部的中心設有一個立式旋風分離器3，旋風分離器3上頂中心設有穿出反應器上封頭2的旋風分離器氣體出口 1，中部設有旋風分離器氣體進口 4，下端設有旋風分離器液體出口 6，在液體出口下方設有一個吸收液旋轉霧化噴頭8，吸收液旋轉霧化噴頭與從反應器下部插進的吸收液進口管沿反應器中心線垂直轉動連接；在吸收液進液管環周設有一根套管，在套管環周設有第一層過濾填料9，在第一層過濾填料9對應的反應器壁上設有一個切向進入第一層過濾填料9的反應器氣體進口，在第一層過濾填料9下部的套管環周設有一塊環形過濾板，在環形過濾板下方套管的環周設有一塊環形布液器10，在布液器10下方套管的環周設第二層過濾填料11，在反應器下封頭中心設有一根穿出裙座15的富液出口管。吸收液從反應器進液口管口進入，直到吸收液旋轉霧化噴頭8中并以霧化狀形式噴淋到第一層過濾填料9中，與煙氣進行一次強化傳質；然后，吸收液經過布液器10向下均勻分布到第二層過濾填料11中，煙氣在吸收液旋轉霧化噴頭8的離心力作用下通過套管道到達第二層過濾填料底部，之后向上與吸收液進行二次強化傳質，脫出CO2的煙氣沿第一層 過濾填料9周側繼續向上首先經過雙層高密度絲網除霧器5去除部分吸收液，之后從旋風分離器氣體進口 4到達旋風分離器3與煙氣中攜帶的少量吸收液進行氣液分離，分離之后的煙氣由旋風分離器3的旋風分離器氣體出口排出，分離出的吸收液由旋風分離器液體出口 6經反應器內壁到達反應器底部，由高CO2的富液出口 14進入下一步CO2的提取流程。
權利要求
1.一種CO2捕集吸收反應器，包括旋風分離器氣體出口、上封頭、旋風分離器、旋風分離器氣體進口、雙層高密度絲網除霧器、旋風分離器液體出口、反應器氣體進口、反應器吸收液進口管、吸收液旋轉霧化噴頭、過濾填料、布液器、下封頭、富液出口管和裙座，其特征在于反應器設為立式圓筒形，在上部的中心設有一個立式旋風分離器，旋風分離器上頂中心設有穿出反應器上封頭的旋風分離器氣體出口，中部設有旋風分離器氣體進口，下端設有旋風分離器液體出口，在液體出口下方設有一個吸收液旋轉霧化噴頭，吸收液旋轉霧化噴頭與從反應器下部插進的吸收液進口管沿反應器中心線垂直轉動連接；在吸收液進液管環周設有一根套管，在套管環周設有第一層過濾填料，在第一層過濾填料對應的反應器壁上設有一個切向進入第一層過濾填料的反應器氣體進口，在第一層過濾填料下部的套管環周設有一塊環形過濾板，在環形過濾板下方套管的環周設有一塊環形布液器，在布液器下方套管的環周設有第二層過濾填料，在反應器下封頭中心設有一根穿出裙座的富液出口管。
2.根據權利要求I所述的CO2捕集吸收反應器，其特征在于其旋風分離器上部設為圓筒形，下部設為圓錐形，旋風分離器氣體進口與旋風分離器壁相切焊接。
3.根據權利要求I所述的CO2捕集吸收反應器，其特征在于其吸收液旋轉霧化噴頭中心部設為圓管形，在圓管豎向上均勻設有旋液板，旋液板之間夾角90°或60°或30°，在旋液板夾角之間圓管上均勻設有噴液孔，在圓管的下部設有與吸收液進液管連接的旋轉密封接頭，上頂部設有盲板。
4.根據權利要求I所述的CO2捕集吸收反應器，其特征在于其第一層過濾填料設為環形蜂窩式過濾填料或環形波紋板填料，在填料下方設有帶均勻小孔的環形過濾板，在填料外周和上頂部套有一個密封套。
5.根據權利要求I所述的CO2捕集吸收反應器，其特征在于其環形布液器設為環形板，在環形板上均勻設有微孔。
全文摘要
CO2捕集吸收反應器設為立式圓筒形，在上部的中心設有一個立式旋風分離器，旋風分離器上頂中心設有穿出反應器上封頭的旋風分離器氣體出口，中部設有旋風分離器氣體進口，下端設有旋風分離器液體出口，在液體出口下方設有一個吸收液旋轉霧化噴頭，吸收液旋轉霧化噴頭與從反應器下部插進的吸收液進口管沿反應器中心線垂直轉動連接；在吸收液進液管環周設有一根套管，在套管環周設有第一層過濾填料，在第一層過濾填料對應的反應器壁上設有一個切向進入第一層過濾填料的反應器氣體進口，在第一層過濾填料下部的套管環周設有一塊環形過濾板，在環形過濾板下方套管的環周設有一塊環形布液器，在布液器下方套管的環周設有第二層過濾填料，在下封頭中心設有一根富液出口管。
文檔編號B01D53/18GK102824819SQ20121030455
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者孫煥泉, 張煜, 王增林, 張建, 李清方, 紀國慶, 孫廣領, 王翀, 劉海麗, 尚明華, 陸詩建 申請人:中國石油化工股份有限公司, 勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司, 山東賽瑞石油科技發展有限公司