二氧化碳捕集及提纯装置系统的制作方法

1.本发明涉及二氧化碳捕技术领域，具体为二氧化碳捕集及提纯装置系统。


背景技术：

2.目前工业烟气中二氧化碳大多采用化学化学吸收液来吸收和提纯，比如，将烟气通入二氧化碳吸收塔内的底部，同时在塔内顶部对烟气喷淋氨水，氨水吸收烟气内大部分二氧化碳后落入塔内底部的回收池内，烟气经过氨水喷淋后通过吸收塔顶部的排气管排出。
3.但是，但是吸收塔内许多氨水小水珠由于体积过过小会随着上升的烟气气流向上流动，并随着烟气排出吸收塔，从而造成氨水的外泄，增加了氨水的消耗量；且喷淋的氨水会在温度较高的烟气作用下发生蒸发或挥发，蒸发或挥发产生的水蒸气和氨气会随着烟气气流排出吸收塔，从而进一步提高了氨水的消耗量。
4.基于此，本发明设计了二氧化碳捕集及提纯装置系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供二氧化碳捕集及提纯装置系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：二氧化碳捕集及提纯装置系统，包括涡卷状通道和二氧化碳吸收塔，所述涡卷状通道上下两端分别固定连接有水平的上封堵板和下封堵板，所述涡卷状通道的内端连通有位于上封堵板上侧的s型排气管，所述s型排气管的底端与上封堵板中部固定连接，所述涡卷状通道的外端固定连通有位于下封堵板一侧边的弧形输气管，所述弧形输气管固定连通有位于下封堵板下方的弯管；所述s型排气管外侧固定连接有位于上封堵板上方中部的电机，所述电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴的下端延伸至弯管内底端且固定连接有风扇；所述二氧化碳吸收塔位于弯管下方，所述二氧化碳吸收塔底端的排气管与弯管的底端固定连通；
7.所述涡卷状通道的侧壁包括涡卷状中空腔、涡卷状隔热壁和涡卷状散热壁，所述涡卷状隔热壁位于涡卷状中空腔靠近转轴的一侧，所述涡卷状散热壁位于涡卷状中空腔远离转轴的一侧，所述涡卷状隔热壁和涡卷状散热壁固定连接，所述涡卷状中空腔内填充有冷却液；所述涡卷状中空腔与二氧化碳吸收塔之前设有循环冷却机构；所述下封堵板上开设有第一涡卷状排水槽和第二涡卷状排水槽，所述第一涡卷状排水槽位于涡卷状隔热壁靠近转轴的一侧，所述第二涡卷状排水槽位于涡卷状散热壁远离转轴的一侧，所述下封堵板底部固定连接有水平的第一涡卷状排水管和第二涡卷状排水管，所述第一涡卷状排水管和第二涡卷状排水管的上侧分别与第一涡卷状排水槽和第二涡卷状排水槽连通，所述第一涡卷状排水管的一端固定连通有回收管，所述回收管远离第一涡卷状排水管的一端与二氧化碳吸收塔底部固定连通，所述第二涡卷状排水管与弯管之间设有用于向弯管内喷水雾的喷雾机构。
8.作为本发明的进一步方案，所述喷雾机构包括圆柱筒、第一输送管和耐压筒，所述圆柱筒和耐压筒均与二氧化碳吸收塔固定连接且均位于下封堵板下方，所述圆柱筒的顶壁固定连通有第一输送管，所述第一输送管上设有第一单向阀，所述第一输送管远离圆柱筒的一端与第二涡卷状排水管固定连通，所述第一输送管内壁滑动连接有活塞，所述活塞上端固定连接有第一滑杆，所述第一滑杆上端延伸至第一输送管外部，所述第一滑杆上端与转轴之间设有传动机构，所述传动机构能够使第一滑杆进行上下反复移动，所述活塞上开设有通孔，所述通孔内设有第二单向阀，所述第一输送管的底端固定连通有第二输送管，所述第二输送管上设有第三单向阀，所述第二输送管远离第一输送管的一端与耐压筒的上端固定连通，所述耐压筒底端固定连通有第三输送管，所述第三输送管远离耐压筒的一端延伸至弯管内且固定连通有位于风扇上方的喷雾头。
9.作为本发明的进一步方案，所述传动机构包括往复丝杆，所述往复丝杆的转动轴与转轴固定连接，所述往复丝杆螺纹连接有移动基座，所述移动基座与s型排气管外壁滑动连接，所述移动基座固定连接有升降架，所述升降架与涡卷状散热壁外侧滑动连接，所述升降架与第一滑杆上端固定连接。
10.作为本发明的进一步方案，所述升降架与涡卷状隔热壁之间设有刮水机构，所述刮水机构包括涡卷状刮板，所述涡卷状刮板位于涡卷状通道内且与涡卷状隔热壁靠近转轴的一侧面接触，所述涡卷状刮板固定连接有若干个竖立的第二滑杆，所述第二滑杆上端均延伸至上封堵板上方且均与升降架固定连接。
11.作为本发明的进一步方案，所述循环冷却机构包括水泵，所述水泵的输出端通过水管与涡卷状中空腔的外端固定连通，所述水泵的输入端通过水管固定连通有水箱，所述水箱一侧通过水管固定连通有冷排散热器，所述冷排散热器的输入端通过水管与涡卷状中空腔的内端固定连通。
12.作为本发明的进一步方案，所述水泵与涡卷状中空腔之间的水管、水泵与水箱之间的水管、水箱与冷排散热器之间的水管均采用保温隔热材料制作而成，所述水箱采用保温材料制作而成。
13.作为本发明的进一步方案，所述耐压筒顶壁固定连通有过压排气管，所述过压排气管上设有压力气阀。
14.作为本发明的进一步方案，所述电机的型号为y250m-2。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1.本发明能够将二氧化碳吸收塔排出的烟气适当加速通入涡卷状通道内，能够通过涡卷状通道使烟气以右外向内的涡卷状轨迹流动，从而使烟气中的氨水小水珠形成持续的且逐渐增大的离心力，能够通过持续的且逐渐增大的离心力离心力使小水珠与烟气分离，并能够将分离小水珠回收至二氧化碳吸收塔内底部的回收池内，从而避免体积过小的氨水小水珠随着烟气流动而外泄。
17.2.本发明能够通过循环冷却机构能够使涡卷状通道侧壁上的涡卷状散热壁保持持续的低温，低温的涡卷状散热壁能够凝结烟气中的水蒸气，能够通过喷雾机构将凝结水收集并以雾状的形式喷入弯管内，能够通过风扇的搅拌使雾状凝结水充分与弯管内的烟气混合，从而使雾状凝结水依次吸收烟气中挥发的氨气和残留的二氧化碳，最后还能够将吸收了氨气和二氧化碳水雾回收至二氧化碳吸收塔内底部的回收池内，从而避免二氧化碳吸
收塔内挥发的氨气的外泄，且提高了烟气中二氧化碳的吸收效率。
18.3.本发明中的升降架能够通过涡卷状刮板带动第二滑杆沿着涡卷状隔热壁表面记性上下往复移动，涡卷状刮板能够及时刮下涡卷状隔热壁表面形成的氨水水膜，从而减少水膜暴露在高速流动的烟气内的时间，进而减小氨水水膜水膜的蒸发量，进一步提高了氨水的回收效率。
附图说明
19.图1为本发明总体结构示意图；
20.图2为涡卷状通道及其内部结构的俯视角剖面示意图；
21.图3为涡卷状通道及其内部结构的前侧视角剖面示意图；
22.图4为图3中a处的局部放大图；
23.图5为圆柱筒及其内部结构剖面示意图；
24.图6为涡卷状通道及其底部结构的前仰视角示意图；
25.图7为涡卷状通道及顶部结构的前俯视角示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1、涡卷状通道；2、上封堵板；3、下封堵板；4、s型排气管；5、弧形输气管；6、弯管；7、电机；8、转轴；9、风扇；10、二氧化碳吸收塔；11、涡卷状中空腔；12、涡卷状隔热壁；13、涡卷状散热壁；14、第一涡卷状排水槽；15、第二涡卷状排水槽；16、第一涡卷状排水管；17、第二涡卷状排水管；18、回收管；19、圆柱筒；20、第一输送管；21、第一单向阀；22、活塞；23、第一滑杆；24、通孔；25、第二单向阀；26、第二输送管；27、第三单向阀；28、耐压筒；29、压力气阀；30、第三输送管；31、喷雾头；32、往复丝杆；33、移动基座；34、升降架；35、涡卷状刮板；36、第二滑杆；37、水泵；38、水箱；39、冷排散热器。
具体实施方式
28.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：二氧化碳捕集及提纯装置系统，包括涡卷状通道1和二氧化碳吸收塔10，所述涡卷状通道1上下两端分别固定连接有水平的上封堵板2和下封堵板3，所述涡卷状通道1的内端连通有位于上封堵板2上侧的s型排气管4，所述s型排气管4的底端与上封堵板2中部固定连接，所述涡卷状通道1的外端固定连通有位于下封堵板3一侧边的弧形输气管5，所述弧形输气管5固定连通有位于下封堵板3下方的弯管6；所述s型排气管4外侧固定连接有位于上封堵板2上方中部的电机7，所述电机7的输出端固定连接有转轴8，所述转轴8的下端延伸至弯管6内底端且固定连接有风扇9；所述二氧化碳吸收塔10位于弯管6下方，所述二氧化碳吸收塔10底端的排气管与弯管6的底端固定连通；
29.所述涡卷状通道1的侧壁包括涡卷状中空腔11、涡卷状隔热壁12和涡卷状散热壁13，所述涡卷状隔热壁12位于涡卷状中空腔11靠近转轴8的一侧，所述涡卷状散热壁13位于涡卷状中空腔11远离转轴8的一侧，所述涡卷状隔热壁12和涡卷状散热壁13固定连接，所述涡卷状中空腔11内填充有冷却液；所述涡卷状中空腔11与二氧化碳吸收塔10之前设有循环冷却机构；所述下封堵板3上开设有第一涡卷状排水槽14和第二涡卷状排水槽15，所述第一涡卷状排水槽14位于涡卷状隔热壁12靠近转轴8的一侧，所述第二涡卷状排水槽15位于涡卷状散热壁13远离转轴8的一侧，所述下封堵板3底部固定连接有水平的第一涡卷状排水管
16和第二涡卷状排水管17，所述第一涡卷状排水管16和第二涡卷状排水管17的上侧分别与第一涡卷状排水槽14和第二涡卷状排水槽15连通，所述第一涡卷状排水管16的一端固定连通有回收管18，所述回收管18远离第一涡卷状排水管16的一端与二氧化碳吸收塔10底部固定连通，所述第二涡卷状排水管17与弯管6之间设有用于向弯管6内喷水雾的喷雾机构。
30.上述方案在投入实际使用时，烟气经过二氧化碳吸收塔10内的氨水吸收二氧化碳后，携带氨水小水珠(小水珠由于体积小，基本处于吸收二氧化碳的饱和状态)进入弯管6，启动电机7，电机7通过转轴8带动风扇9转动，转动的风扇9加强烟气流动的速度，烟气依次通过弯管6和弧形输气管5进入到涡卷状通道1内，烟气以由外到内的涡卷状轨迹沿着涡卷状通道1流动；此时，烟气中的小水珠会受到持续的离心力，且离心力会由外到内逐渐增大，烟气中的小水珠在离心力的作用向撞向涡卷状隔热壁12，小水珠在涡卷状隔热壁12表面堆积后沿着涡卷状隔热壁12表面依次流入第一涡卷状排水槽14/第一涡卷状排水管16和回收管18内，并最终流入二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内；同时，循环冷却机构启动，使涡卷状中空腔11内的冷却液始终保持循环的冷却状态，从而使涡卷状散热壁13始终处于低温状态，这样，烟气中水蒸汽会在涡卷状散热壁13表面凝结，冷凝水沿着涡卷状散热壁13表面依次流入第二涡卷状排水槽15和第二涡卷状排水管17内，这时，喷雾机构能够将第二涡卷状排水管17内的冷凝水抽取出来，并将冷凝水以雾状的形式喷入弯管6内，雾状冷凝水在风扇9的搅动下与弯管6内的烟气充分混合，雾状冷凝水吸收烟气中挥发的氨气形成雾状的氨水，雾状的氨水再吸收烟气中残留的二氧化碳，从而进一步提高二氧化碳的吸收效率，然后吸收了二氧化碳水雾进入涡卷状通道1内后，在逐渐增大的离心力的作用下撞向涡卷状隔热壁12，同上理，吸收了二氧化碳水雾最终被回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内；烟气在经过涡卷状通道1后通过s型排气管4排出；这样，该装置系统能够将二氧化碳吸收塔10排出的烟气适当加速通入涡卷状通道1内，能够通过涡卷状通道1使烟气以右外向内的涡卷状轨迹流动，从而使烟气中的氨水小水珠形成持续的且逐渐增大的离心力，能够通过持续的且逐渐增大的离心力离心力使小水珠与烟气分离，并能够将分离小水珠回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内，从而避免体积过小的氨水小水珠随着烟气流动而外泄；该装置系统能够通过循环冷却机构能够使涡卷状通道1侧壁上的涡卷状散热壁13保持持续的低温，低温的涡卷状散热壁13能够凝结烟气中的水蒸气，能够通过喷雾机构将凝结水收集并以雾状的形式喷入弯管6内，能够通过风扇9的搅拌使雾状凝结水充分与弯管6内的烟气混合，从而使雾状凝结水依次吸收烟气中挥发的氨气和残留的二氧化碳，最后还能够将吸收了氨气和二氧化碳水雾回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内，从而避免二氧化碳吸收塔10内挥发的氨气的外泄，且提高了烟气中二氧化碳的吸收效率。
31.作为本发明的进一步方案，所述喷雾机构包括圆柱筒19、第一输送管20和耐压筒28，所述圆柱筒19和耐压筒28均与二氧化碳吸收塔10固定连接且均位于下封堵板3下方，所述圆柱筒19的顶壁固定连通有第一输送管20，所述第一输送管20上设有第一单向阀21，所述第一输送管20远离圆柱筒19的一端与第二涡卷状排水管17固定连通，所述第一输送管20内壁滑动连接有活塞22，所述活塞22上端固定连接有第一滑杆23，所述第一滑杆23上端延伸至第一输送管20外部，所述第一滑杆23上端与转轴8之间设有传动机构，所述传动机构能够使第一滑杆23进行上下反复移动，所述活塞22上开设有通孔24，所述通孔24内设有第二单向阀25，所述第一输送管20的底端固定连通有第二输送管26，所述第二输送管26上设有
第三单向阀27，所述第二输送管26远离第一输送管20的一端与耐压筒28的上端固定连通，所述耐压筒28底端固定连通有第三输送管30，所述第三输送管30远离耐压筒28的一端延伸至弯管6内且固定连通有位于风扇9上方的喷雾头31。
32.上述方案在投入实际使用时，圆柱筒19内活塞22下方的空间内事先储存有适当量的冷凝水和空气，电机7启动并带动转轴8转动后，转轴8通过传动机构带动第一滑杆23进行上下往复移动，第一滑杆23带动活塞22沿着圆柱筒19内壁进行，上下往复移动；当活塞22下移时，圆柱筒19内活塞22上方的空间形成负压，负压使第一单向阀21自动打开并使第二单向阀25自动关闭，负压能够通过第一输送管20将第二涡卷状排水管17内的冷凝水抽入圆柱筒19内活塞22上方的空间内，负压在抽取完第二涡卷状排水管17内的冷凝水后还能够通过第一输送管20和第二涡卷状排水管17抽取一定量的空气，同时，下移的活塞22使圆柱筒19内活塞22下方的空间形成正压，正压使第三单向阀27自动打开，圆柱筒19内活塞22下方空间内的冷凝水和空气通过第二输送管26流入第三输送管30内；当活塞22上移时，圆柱筒19内活塞22上方的空间形成正压，圆柱筒19内活塞22下方的空间形成负压，从而使第一单向阀21和第三单向阀27自动关闭并使第二单向阀25自动打开，圆柱筒19内活塞22上方的冷凝水和空气通过通孔24进入圆柱筒19内活塞22下方的空间内；这样随着活塞22的上下往复移动，耐压筒28内的冷凝水逐渐增多，耐压筒28内空气逐渐增加，耐压筒28内的冷凝水在高压的空气的挤压下通过第三输送管30流至喷雾头31，从而使喷雾头31对弯管6内的烟气进行喷雾。
33.作为本发明的进一步方案，所述传动机构包括往复丝杆32，所述往复丝杆32的转动轴与转轴8固定连接，所述往复丝杆32螺纹连接有移动基座33，所述移动基座33与s型排气管4外壁滑动连接，所述移动基座33固定连接有升降架34，所述升降架34与涡卷状散热壁13外侧滑动连接，所述升降架34与第一滑杆23上端固定连接。
34.上述方案在投入实际使用时，当电机7带动转轴8转动时，转轴8带动往复丝杆32转动，往复丝杆32通过螺纹的传动作用推动移动基座33进行上下往复移动，移动基座33带动升降架34进行上下往复移动，从而使第一滑杆23进行上下往复移动。
35.作为本发明的进一步方案，所述升降架34与涡卷状隔热壁12之间设有刮水机构，所述刮水机构包括涡卷状刮板35，所述涡卷状刮板35位于涡卷状通道1内且与涡卷状隔热壁12靠近转轴8的一侧面接触，所述涡卷状刮板35固定连接有若干个竖立的第二滑杆36，所述第二滑杆36上端均延伸至上封堵板2上方且均与升降架34固定连接。
36.上述方案在投入实际使用时，当升降架34进行上下往复移动时，升降架34通过涡卷状刮板35带动第二滑杆36沿着涡卷状隔热壁12表面记性上下往复移动，涡卷状刮板35能够及时刮下涡卷状隔热壁12表面形成的氨水水膜，从而减少水膜暴露在高速流动的烟气内的时间，进而减小氨水水膜水膜的蒸发量，进一步提高了氨水的回收效率。
37.作为本发明的进一步方案，所述循环冷却机构包括水泵37，所述水泵37的输出端通过水管与涡卷状中空腔11的外端固定连通，所述水泵37的输入端通过水管固定连通有水箱38，所述水箱38一侧通过水管固定连通有冷排散热器39，所述冷排散热器39的输入端通过水管与涡卷状中空腔11的内端固定连通。
38.上述方案在投入实际使用时，水泵37启动，水泵37通过水管抽出水箱38内的冷却液，并通过水管将冷却液输送至涡卷状中空腔11的外端，冷却液自涡卷状中空腔11的外端
流至涡卷状中空腔11的内端并对涡卷状散热壁13进行冷却；流至涡卷状中空腔11内端的冷却液温度适当上升，并通过水管流入冷排散热器39内，冷排散热器39对冷却液进行降温至设计温度，冷排散热器39内降温后的冷却液通过水管流回至水箱38内，从而实现对涡卷状散热壁13的持续冷却。
39.作为本发明的进一步方案，所述水泵37与涡卷状中空腔11之间的水管、水泵37与水箱38之间的水管、水箱38与冷排散热器39之间的水管均采用保温隔热材料制作而成，所述水箱38采用保温材料制作而成；工作中，由保温隔热材料制作而成的水管和水箱38能够起到对冷却液的保温效果，能够降低冷却冷却液的能耗。
40.作为本发明的进一步方案，所述耐压筒28顶壁固定连通有过压排气管，所述过压排气管上设有压力气阀29；工作中，当耐压筒28内气压超过设计值时，压力气阀29自动打开，耐压筒28内过量的空气通过过压排气管排出，当耐压筒28内的气压降低至或低于设计值时，压力气阀29自动关闭，从而避免耐压筒28内气压过大。
41.作为本发明的进一步方案，所述电机7的型号为y250m-2。
42.工作原理：烟气经过二氧化碳吸收塔10内的氨水吸收二氧化碳后，携带氨水小水珠(小水珠由于体积小，基本处于吸收二氧化碳的饱和状态)进入弯管6，启动电机7，电机7通过转轴8带动风扇9转动，转动的风扇9加强烟气流动的速度，烟气依次通过弯管6和弧形输气管5进入到涡卷状通道1内，烟气以由外到内的涡卷状轨迹沿着涡卷状通道1流动；此时，烟气中的小水珠会受到持续的离心力，且离心力会由外到内逐渐增大，烟气中的小水珠在离心力的作用向撞向涡卷状隔热壁12，小水珠在涡卷状隔热壁12表面堆积后沿着涡卷状隔热壁12表面依次流入第一涡卷状排水槽14/第一涡卷状排水管16和回收管18内，并最终流入二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内；同时，循环冷却机构启动，使涡卷状中空腔11内的冷却液始终保持循环的冷却状态，从而使涡卷状散热壁13始终处于低温状态，这样，烟气中水蒸汽会在涡卷状散热壁13表面凝结，冷凝水沿着涡卷状散热壁13表面依次流入第二涡卷状排水槽15和第二涡卷状排水管17内，这时，喷雾机构能够将第二涡卷状排水管17内的冷凝水抽取出来，并将冷凝水以雾状的形式喷入弯管6内，雾状冷凝水在风扇9的搅动下与弯管6内的烟气充分混合，雾状冷凝水吸收烟气中挥发的氨气形成雾状的氨水，雾状的氨水再吸收烟气中残留的二氧化碳，从而进一步提高二氧化碳的吸收效率，然后吸收了二氧化碳水雾进入涡卷状通道1内后，在逐渐增大的离心力的作用下撞向涡卷状隔热壁12，同上理，吸收了二氧化碳水雾最终被回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内；烟气在经过涡卷状通道1后通过s型排气管4排出；这样，该装置系统能够将二氧化碳吸收塔10排出的烟气适当加速通入涡卷状通道1内，能够通过涡卷状通道1使烟气以右外向内的涡卷状轨迹流动，从而使烟气中的氨水小水珠形成持续的且逐渐增大的离心力，能够通过持续的且逐渐增大的离心力离心力使小水珠与烟气分离，并能够将分离小水珠回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内，从而避免体积过小的氨水小水珠随着烟气流动而外泄；该装置系统能够通过循环冷却机构能够使涡卷状通道1侧壁上的涡卷状散热壁13保持持续的低温，低温的涡卷状散热壁13能够凝结烟气中的水蒸气，能够通过喷雾机构将凝结水收集并以雾状的形式喷入弯管6内，能够通过风扇9的搅拌使雾状凝结水充分与弯管6内的烟气混合，从而使雾状凝结水依次吸收烟气中挥发的氨气和残留的二氧化碳，最后还能够将吸收了氨气和二氧化碳水雾回收至二氧化碳吸收塔10内底部的回收池内，从而避免二氧化碳吸收塔10内挥
发的氨气的外泄，且提高了烟气中二氧化碳的吸收效率。