[发明专利]一种水合物法回收二氧化碳并对其再利用的装置

摘要

本发明涉及二氧化碳分离技术领域，特指一种水合物法回收二氧化碳并对其再利用的装置。其特征是所述装置包括单向气阀、旋风除尘器、压缩机、稳压阀、水合反应釜、截止阀、浆液泵、止回阀、离心泵、螺旋给料器、高温反应塔、电蒸发器、分解单元、换热器、蓄水池、高压螺杆式压缩机、安全阀和储气罐；其包含二氧化碳回收利用和水循环二个工艺流程。采用水合物法分离CO2，将捕集后的CO2与水蒸气、碳粉在一定条件下于高温反应塔中反应，生成燃料气体H2、CO，对于釜内未反应和分离单元分解出的水，以及反应塔中未反应完的二氧化碳气体都实现了工艺流程循环，提高了资源的利用率，保证了反应过程的连续稳定。

主权项

一种水合物法回收二氧化碳并对其再利用的装置，其特征是：所述装置包括单向气阀、旋风除尘器、压缩机、稳压阀、水合反应釜、截止阀、浆液泵、止回阀、离心泵、螺旋给料器、高温高压反应塔、电蒸发器、分解单元、换热器、蓄水池、高压螺杆式压缩机、安全阀和储气罐；第一单向气阀与旋风除尘器的进气管连接；旋风除尘器的排气口与第一压缩机连接，第一压缩机经第一稳压阀与第一水合反应釜连接，第一水合反应釜通过第一截止阀与第一浆液泵连接，第一浆液泵通过第二截止阀与第一分解单元连接；第一分解单元通过第三单向气阀与高温高压反应塔连接；蓄水池经第五止回阀与第三离心泵连接，第三离心泵与电蒸发器连接，电蒸发器经第四单向气阀与高温高压反应塔连接；螺旋给量器与高温高压反应塔连接；高温高压反应塔经第四截止阀与三相分离器连接，三相分离器与换热器连接，换热器与高压螺杆式压缩机连接，高压螺杆式压缩机经安全阀与第二水合反应釜连接，第二水合反应釜通过第五截止阀与第二浆液泵连接，第二浆液泵经第三截止阀与第一分解单元连接；第二水合反应釜经第五单向气阀与第三压缩机连接，第三压缩机经第三稳压阀与第三水合反应釜连接，第三水合反应釜经第七截止阀与第三浆液泵连接，第三浆液泵经第六截止阀与第二分解单元连接；第三水合反应釜经第七单向气阀与第四压缩机连接，第四压缩机经第四稳压阀与第二储气罐连接；第二分解单元经第六单向气阀与第二压缩机连接，第二压缩机经第二稳压阀与第一储气罐连接；第一分解单元经第四止回阀与第二离心泵连接，第二离心泵通过第三止回阀与蓄水池连接；蓄水池经第二止回阀与第一离心泵连接，第一离心泵通过第一止回阀与第一水合反应釜连接；第二分解单元经第十止回阀与第六离心泵连接，第六离心泵通过第九止回阀与蓄水池连接；蓄水池经第八止回阀与第五离心泵连接，第五离心泵通过第十一止回阀与第三水合反应釜连接；蓄水池经第七止回阀与第四离心泵连接，第四离心泵通过第六止回阀与第二水合反应釜连接；烟气由第一单向气阀输入端进入，从第一单向气阀输出端输出，经旋风除尘器的进气管进入旋风除尘器，进行烟气除尘，除尘后的杂质从旋风除尘器的排尘口排出，经第十截止阀输入端进入，从第十截止阀输出端外排；而除尘后的气体则经旋风除尘器的排气口排出，由第一压缩机进气口输入，使气体升压，后从第一压缩机出气口排出，再经第一稳压阀输入端进入，从第一稳压阀输出端输出，最后由第一水合反应釜第一入口进入第一水合反应釜，使其内的压力维持在13‑15MPa，温度由第一循环氨制冷装置控制在3‑4℃之间，进行CO2水合生成过程；第一水合反应釜内除去CO2后的包括N2、O2在内的其他气体从第一水合反应釜的第一出口排出，经第二单向气阀输入端进入，从第二单向气阀输出端外排；而得到的CO2水合物以浆液形式由第一水合反应釜的第二出口排出，经第一截止阀输入端进入，从第一截止阀输出端输出，后由第一浆液泵进液口进入，从第一浆液泵排液口排出，最后通过第二截止阀输入端进入，从第二截止阀输出，再由第一分解单元的第一入口进入第一分解单元进行水合物分离；分离后的CO2由第一分解单元的第一出口排出，经第三单向气阀输入端进入，从第三单向气阀输出端输出，后由高温高压反应塔第一入口进入高温高压反应塔；蓄水池的水从蓄水池第二出口排出，经第五止回阀输入端输入，从第五止回阀输出端输出，再由第三离心泵进液端进入，从第三离心泵排液端排出，后通过电蒸发器加热变成水蒸气，再经第四单向气阀输入端进入，从第四单向气阀输出端输出，由高温高压反应塔第二入口进入高温高压反应塔中；而碳粉则由螺旋给量器从高温高压反应塔第三入口送入高温高压反应塔中；高温高压反应塔中反应生成的混合气体，通过布风板，由高温高压反应塔出口排出，经第四截止阀输入端进入，从第四截止阀输出端输出，后通过三相分离器进气口输送到三相分离器中进行气体分离，分离出的液体通过三相分离器的排液口从第九截止阀输入端进入，经第九截止阀输出端外排；而分离出的杂质则通过三相分离器的排污口从第八截止阀输入端进入，经第八截止阀输出端外排；至于提纯后的气体通过三相分离器的排气口输出从换热器入口进入，经过换热后并由换热器出口输出，接着由高压螺杆式压缩机进气口进入，使气体升压，后从高压螺杆式压缩机排气口输出，再由安全阀输入端进入，从安全阀输出端输出，最后通过第二反应釜的第一入口进入第二水合反应釜，使其内的压力维持在10‑12MPa，温度由第二循环氨制冷装置控制在3‑4℃之间，进行水合生成过程，生成的二氧化碳水合物浆液经第二水合反应釜的第一出口排出，由第五截止阀输入端进入，从第五截止阀输出端输出，然后通过第二浆液泵进液口输入，从第二浆液泵排液口输出，最后经第三截止阀输入端进入，从第三截止阀输出端输出，由第一分解单元第二入口返回第一分解单元；而第二水合反应釜内除去CO2后剩余的H2、CO则由第二水合反应釜的第二出口排出，经第五单向气阀输入端进入，从第五单向气阀输出端输出，再通过第三压缩机进气口输入，使气体升压，后由第三压缩机排气口输出，再从第三稳压阀输入端进入，经第三稳压阀输出端输出，由第三水合反应釜第一入口进入到第三水合反应釜，使其内的压力维持在16‑18MPa，温度由第三循环氨制冷装置控制在3‑4℃，进行水合生成过程，生成的氢气水合物浆液经第三水合反应釜的第一出口排出，由第七截止阀输入端进入，从第七截止阀输出端输出，后通过第三浆液泵进液口输入，从第三浆液泵排液口输出，最后由第六截止阀输入端进入，从第六截止阀输出端输出，经第二分解单元的入口进入第二分解单元；而第三水合反应釜内除去H2后剩余的CO则通过第三水合反应釜第二出口排出，经第七单向气阀输入端输入，从第七单向气阀输出端输出，然后由第四压缩机进气口输入，使气体升压，后从第四压缩机排气口输出，最后经第四稳压阀输入端输入，从第四稳压阀输出端输出，送入第二储气罐储存；第二分解单元分解出的H2则通过第二分解单元第一出口排出，经第六单向气阀输入端进入，从第六单向气阀输出端输出，然后由第二压缩机进气口输入，使气体升压，后从第二压缩机排气口输出，最后经第二稳压阀输入端进入，从第二稳压阀输出端输出，送入第一储气罐储存；第一分解单元和第二分解单元分离出来的水分别经过各自的路线返回蓄水池；一条是由第一分解单元分离出来的水通过第一分解单元第二出口排出，经第四止回阀输入端进入，从第四止回阀输出端输出，然后由第二离心泵进液口输入，从第二离心泵排液口输出，最后通过第三止回阀输入端进入，从第三止回阀输出端输出，由蓄水池第一入口输入蓄水池；而蓄水池的水则通过蓄水池第一出口排出，经第二止回阀输入端进入，从第二止回阀输出端输出，然后由第一离心泵进液口输入，从第一离心泵排液口输出，最后通过第一止回阀输入端进入，从第一止回阀输出端输出，将水由第一水合反应釜第二入口返送回第一水合反应釜中用于水和反应；另一条是由第二分解单元分离出的水通过第二分解单元第二出口排出，经第十止回阀输入端进入，从第十止回阀输出端输出，然后由第六离心泵进液口输入，从第六离心泵排液口输出，最后通过第九止回阀输入端进入，从第九止回阀输出端输出，由蓄水池第二入口输入蓄水池；而蓄水池的水通过蓄水池的第三出口排出，经第八止回阀输入端进入，从第八止回阀输出端输出，然后由第五离心泵进液口输入，从第五离心泵排液口输出，最后通过第十一止回阀输入端进入，从第十一止回阀输出端输出，由第三水合反应釜的第二入口将水返送回第三水合反应釜用于水和反应；此外还有一条是蓄水池的水通过蓄水池第二出口排出，经第七止回阀输入端进入，从第七止回阀输出端输出，然后通过第四离心泵进液口输入，从第四离心泵排液口输出，最后通过第六止回阀输入端进入，从第六止回阀输出端输出，将水由第二水合反应釜第二入口送入第二水合反应釜用于水和反应，而反应后的水合物浆液则通过第二水合反应釜的第一出口排出，经第五截止阀输入端进入，从第五截止阀输出端输出，然后由第二浆液泵进液口输入，从第二浆液泵排液口输出，最后通过第三截止阀输入端进入，从第三截止阀输出端输出，将水由第一分解单元的第二入口送入第一分解单元；第一分解单元内水合物分解后得到的水再通过第一分解单元的第二出口，经第四止回阀输入端进入，从第四止回阀输出端输出，然后由第二离心泵进液口输入，从第二离心泵排液口输出，最后通过第三止回阀输入端进入，从第三止回阀输出端输出，由蓄水池第一入口返回蓄水池。