集成式多组分循环反应碳捕集装置及方法与流程

本发明涉及二氧化碳捕集的，具体涉及一种集成式多组分循环反应碳捕集装置及方法。

背景技术：

1、二氧化碳是一种碳氧化合物，是一种常见的温室气体，也是空气的的组分之一。二氧化碳产生的途径较多，其中发电尾气和工业废气中就含有较多的二氧化碳，二氧化碳的过量排放会加剧温室效应的产生。

2、随着科技的持续进步和社会的发展，能源需求和工业生产是推动经济增长的关键因素。然而，这一过程中也伴随着二氧化碳等温室气体的排放，对环境和气候变化构成了挑战。因此，探索和开发能够高效回收和转化二氧化碳的技术，不仅有助于减缓全球变暖，也是实现可持续发展的必由之路。设计一种创新的装置，能够将二氧化碳回收并转化为有价值的资源或减少其排放，对于应对气候变化、保护环境和促进经济的绿色转型具有重大的战略意义。

技术实现思路

1、为解决上述问题，即研发设计出一种对二氧化碳进行回收和转化装置的问题，本发明提出了一种集成式多组分循环反应碳捕集装置，其包括有多组分循环反应塔、进气管、出气管以及回气管，所述进气管上设置有二氧化碳进气口、氨气进气口和多个预留进气口；所述回气管上设置有蒸汽清洗装置；

2、所述进气管上对应所述二氧化碳进气口、氨气进气口和预留进气口均设置有控制阀，以用于分别控制其启闭；

3、所述多组分循环反应塔包括有底座、进气层、反应层、喷淋层、分离层以及出气层；

4、所述喷淋层上设置有喷淋管，所述喷淋管用于连通盐溶液；

5、所述反应层上设置有反应保护口，实现反应塔内的压力保护功能；

6、所述底座上连通有循环管，所述循环管输出与所述喷淋管连通，所述循环管上安装有耐腐蚀水泵、流量传感器与回水管；

7、所述进气管和所述出气管上也均设置有所述流量传感器；

8、所述进气管与出气管通过回气管连接，实现了反应气体在装置内部的循环流动，根据气体原料和装置运行状态的不同可单独分步向装置内通入氨气和二氧化碳，可同时通入氨气和二氧化碳也可通入两者的混合气体。

9、本发明的进一步设置为：所述反应层设置在所述喷淋层的下方，所述反应层内设置有布液器，所述布液器的出液口沿所述多组分循环反应塔的轴向设置。

10、本发明的进一步设置为：所述反应层设置有多层。

11、本发明的进一步设置为：所述进气层设置在所述反应层的下方，所述进气管与所述进气层连通，所述进气层内安装有风扇。

12、本发明的进一步设置为：所述多组分循环反应塔内还包括有分离层，所述分离层选用多孔材料填充，所述分离层设置在所述喷淋层的上方，所述出气层设置在所述分离层的上方，所述出气管与所述出气层连通。

13、本发明的进一步设置为：所述底座上设置有加药口，以用于向所述底座内添加盐溶液；所述盐溶液为氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙等饱和溶液。

14、本发明的进一步设置为：所述进气管上安装有气体混匀器和风机，所述气体混匀器设置在所述二氧化碳进气口和所述氨气进气口的下游。

15、本发明的进一步设置为：所述进气管上还安装有预留进气口，所述预留进气口设置在所述气体混匀器的上游。

16、本发明的进一步设置为：还包括有压力保护器，所述压力保护器与所述多组分循环反应塔连通，以用于维持所述多组分循环反应塔内的压力值。

17、本发明还提出了一种集成式多组分循环反应碳捕集方法，使用如上任意一项所述的装置，包括有如下步骤：s1:通过进气管向多组分循环反应塔内充入定量氮气；

18、s2：打开氨气进气口阀门，将氨气通过进气管充入进多组分循环反应塔内，直至进气管、出气管以及多组分循环反应塔内的氨气浓度达到95％，氮气的浓度达到5％；

19、s3：关闭氨气进气口阀门，开启二氧化碳进气口阀门，并开启喷淋层的喷淋头，向多组分循环反应塔内部喷淋饱和盐，此时二氧化碳会与盐溶液和氨气发生反应，反应式为2nh3+co2+h2o+2盐＝2nh4cl+na2co3↓，即生成na2co3和nh4cl，此时，多组分循环反应塔内的氨气浓度会逐渐降低，氮气浓度会逐渐升高，当氨气浓度降至为0后，二氧化碳的浓度会逐渐升高，直至进气管、出气管以及多组分循环反应塔内的二氧化碳浓度达到95％，氮气浓度达到5％；

20、s4：重复步骤s2，开启新的循环。

21、本发明的有益效果为：

22、1、本装置通过在多组分循环反应塔内利用喷淋层喷淋出饱和盐溶液，能够使二氧化碳与废氨进行反应，进而生产氮肥和碳酸钠，实现了对二氧化碳和废氨得到回收再利用，进一步的减轻了二氧化碳对环境的破坏，实现对工业废气的循环和资源化利用，并实现碳捕集。

23、2、通过气体混匀器与风扇的作用，能够使二氧化碳和氨气更加充分的混合，进一步的加快反应速率。

技术特征：

1.一种集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：包括有多组分循环反应塔(1)、进气管(2)、出气管(3)以及回气管(6)，所述进气管(2)上设置有二氧化碳进气口(21)、氨气进气口(22)和多个预留进气口(23)；所述回气管(6)上设置有蒸汽清洗装置(61)；

2.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述反应层(12)设置在所述喷淋层(11)的下方，所述反应层(12)内设置有布液器(121)，所述布液器(121)的出液口沿所述多组分循环反应塔(1)的轴向设置。

3.根据权利要求2所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述反应层(12)设置有多层。

4.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述进气层(13)设置在所述反应层(12)的下方，所述进气管(2)与所述进气层(13)连通，所述进气层(13)内安装有风扇(131)。

5.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述多组分循环反应塔(1)内还包括有分离层(14)，所述分离层(14)选用多孔材料填充，所述分离层(14)设置在所述喷淋层(11)的上方，所述出气层(15)设置在所述分离层(14)的上方，所述出气管(3)与所述出气层(15)连通。

6.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述底座(4)上设置有加药口(42)，以用于向所述底座(4)内添加盐溶液；所述盐溶液为氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙等饱和溶液。

7.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述进气管(2)上安装有气体混匀器(24)和风机(31)，所述气体混匀器(24)设置在所述二氧化碳进气口(21)和所述氨气进气口(22)的下游。

8.根据权利要求7所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：所述进气管(2)上还安装有预留进气口(23)，所述预留进气口(23)设置在所述气体混匀器(24)的上游。

9.根据权利要求1所述的集成式多组分循环反应碳捕集装置，其特征在于：还包括有压力保护器(5)，所述压力保护器(5)与所述反应保护口连通，所述压力保护器(5)与所述多组分循环反应塔(1)连通，以用于维持所述多组分循环反应塔(1)内的压力值。

10.一种集成式多组分循环反应碳捕集方法，使用如权利要求1-9任意一项所述的装置，其特征在于：包括有如下步骤：s1:通过进气管(2)向多组分循环反应塔(1)内充入定量氮气；

技术总结本发明公开了一种集成式多组分循环反应碳捕集装置及方法，涉及二氧化碳捕集的技术领域，本发明旨在解决研发设计出一种对二氧化进行回收和转化装置的问题，本发明包括有多组分循环反应塔、进气管、出气管以及回气管，所述进气管上设置有二氧化碳进气口、氨气进气口和多个预留进气口；所述回气管上设置有蒸汽清洗装置。技术研发人员：寇巍,周岩受保护的技术使用者：寇巍技术研发日：技术公布日：2024/11/4