一种燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳捕集装置，尤其涉及一种燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法。

背景技术

随着全球气候变暖，关于二氧化碳的减排措施已刻不容缓，而燃煤电厂烟气作为二氧化碳的主要来源，更是有必要进行二氧化碳的捕集与提取，从而进行二氧化碳的有效减排。二氧化碳的捕集可以通过碱性溶液与燃煤电厂的烟气反应来实现，碱性溶液与烟气中的二氧化碳发生化学反应会产生碳酸钙颗粒，再对碳酸钙颗粒进行高温加热，使其产生高纯度的二氧化碳，从而提取二氧化碳。

现有的捕集二氧化碳装置存在碱性溶液与燃煤电厂的烟气接触不够充分、接触时间过短的问题，导致碱性溶液与二氧化碳反应不够充分，使得二氧化碳的捕集效率不高，且碱性溶液一直喷淋也存在浪费的问题，造成碱性溶液利用率低，导致捕集成本较大。

因此，我们亟需研发一种能够让碱性溶液与燃煤电厂的烟气充分接触进而充分捕集二氧化碳，且可以减少碱性溶液浪费的燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法。

发明内容

以解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种能够让碱性溶液与燃煤电厂的烟气充分接触进而充分捕集二氧化碳，且可以减少碱性溶液浪费的种燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法。

一种燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法，包括有底座框、烟道排放框体、进气管道、碱性溶液喷淋机构和喷淋量控制机构，所述底座框内设有一个斜面过滤板和一个带口隔板，所述烟道排放框体固定连接在底座框上，所述烟道排放框体顶部开有一个排放口，所述烟道排放框体下部开有一个出口，所述烟道排放框体的底部设有斜面，所述烟道排放框体与底座框连通，所述进气管道连接在烟道排放框体上且与烟道排放框体连通，所述碱性溶液喷淋机构设在底座框上且与烟道排放框体连接，所述喷淋量控制机构设在碱性溶液喷淋机构上且与烟道排放框体连接。

进一步说明，所述碱性溶液喷淋机构包括有增压泵、输送管、分流管、固定架、喷淋管和球形喷头，所述增压泵固定连接在底座框内侧底部，所述输送管的下端连接在增压泵上且与增压泵连通，所述分流管连接在输送管的上端且与输送管连通，所述固定架固定连接在烟道排放框体内侧上部，所述分流管上连通有三个喷淋管，所述喷淋管穿过烟道排放框体，所述喷淋管与固定架固定连接，所述喷淋管底部连通有若干个球形喷头，若干个所述球形喷头都位于烟道排放框体内，所述球形喷头上开有若干个小孔。

进一步说明，所述喷淋量控制机构包括有转动轴、扇叶、旋转推动槽板、拉力弹簧一、滑动磁块、阻挡圆柱、磁铁杆、固定凸轮和闭合架，所述转动轴转动式连接在烟道排放框体上，所述转动轴与进气管道位于同一水平线，所述扇叶固定连接在转动轴靠近进气管道的一端，所述扇叶位于进气管道内，所述旋转推动槽板固定连接在转动轴远离扇叶的一端，所述旋转推动槽板上设有滑槽，所述滑动磁块滑动式连接在旋转推动槽板的滑槽上，所述旋转推动槽板与滑动磁块之间连接有拉力弹簧一，所述阻挡圆柱滑动式连接在输送管内，所述磁铁杆固定连接在阻挡圆柱位于输送管外的一端，所述固定凸轮固定连接在转动轴靠近旋转推动槽板的一侧，所述固定凸轮位于烟道排放框体与旋转推动槽板之间，所述底座框和烟道排放框体之间滑动式连接有闭合架，所述闭合架上端与固定凸轮接触。

进一步说明，还包括有摆动机构，所述摆动机构设在烟道排放框体上，所述摆动机构包括有固定槽板、滑动L形槽板、拉力弹簧二、活动摆杆和固定网格条，所述固定槽板固定连接在烟道排放框体上部靠近输送管的一侧，所述固定槽板位于分流管下方，所述滑动L形槽板滑动式连接在固定槽板上，所述滑动L形槽板上开有若干个短槽，所述固定槽板与滑动L形槽板之间连接有拉力弹簧二，所述烟道排放框体上部转动式连接有若干个活动摆杆，所述活动摆杆位于喷淋管下方，所述活动摆杆与滑动L形槽板上的短槽滑动式连接，所述固定网格条固定连接在活动摆杆上，所述固定网格条位于烟道排放框体内，每两个所述固定网格条呈错位设置。

进一步说明，还包括有间歇开合机构，所述间歇开合机构设在输送管上，所述间歇开合机构包括有固定齿条、球阀和旋转齿轮，所述固定齿条固定连接在滑动L形槽板顶部，所述球阀转动式连接在输送管内侧上部，所述旋转齿轮固定连接在球阀位于输送管外的一端，所述旋转齿轮位于固定齿条上方，所述固定齿条与旋转齿轮啮合。

进一步说明，还包括有弹簧拨片，所述输送管靠近磁铁杆的一侧固定连接有两个弹簧拨片，两个所述弹簧拨片呈对称设置，所述阻挡圆柱位于两个弹簧拨片之间，所述阻挡圆柱与弹簧拨片接触。

进一步说明，还包括有带电磁阀抽取管，所述带电磁阀抽取管连接在底座框顶部且与底座框连通。

进一步说明，包括以下工作步骤：

步骤一：当需要进行二氧化碳捕集工作时，将经过脱硫脱硝脱尘的烟气通入进气管道；

步骤二：增压泵开始工作将碱性溶液泵入喷淋管通过球形喷头进行喷淋，碱性溶液将二氧化碳吸收后变成碳酸钙颗粒和水的混合物；

步骤三：同时当烟气通过进气管道时，烟气会带动扇叶旋转，通过离心力和磁铁的作用，磁铁杆和阻挡圆柱会在弹簧拨片的作用下稳定左右移动控制输碱性溶液的泵送量，减少碱性溶液的浪费；

步骤四：当烟气带动转动轴以及旋转推动槽板转动时，推动滑动L形槽板移动，活动杆和固定网格条摆动一定角度折叠起来，达到减缓烟气上飘的速度，使碱性溶液能够更充分的跟烟气中的二氧化碳发生反应的作用；

步骤五：当滑动L形槽板往复移动时，会带动固定齿条往复移动，球阀会对输送管进行闭合与接通，达到间歇喷淋减少碱性溶液浪费的目的；

步骤六：当烟气带动转动轴以及旋转推动槽板转动时，同样带动固定凸轮转动，推动闭合架进行升降开合；

步骤七：当对烟气喷淋到一定时间后，碳酸钙颗粒会在底座框底部堆积，其余碱性溶液达到一定高度会向增压泵；

步骤八：当不再对烟气进行二氧化碳捕集时，堆积的碳酸钙颗粒会被天然气加热到900度，提取出高纯度的二氧化碳气体，然后将其收集并压缩。

本发明的有益效果为：

1、工作人员将经过脱硫脱硝脱尘的烟气通入进气管道，然后启动增压泵，增压泵运作会将底座框内的碱性溶液抽取到输送管中，进而由喷淋管上的若干个球形喷头喷洒出来，若干个球形喷头同时喷洒能够让碱性溶液喷洒得更加均匀，从而让碱性溶液可以充分吸收烟气中的二氧化碳气体，以便可以捕集更多的二氧化碳气体，烟气中的其他气体会从烟道排放框体的排放口中排出。

2、脱硫脱硝脱尘的烟气在进入进气管道时会带动扇叶转动，进而带动固定凸轮转动，固定凸轮转动会挤压闭合架向上移动，闭合架向上移动将不再堵住烟道排放框体的出口，堆积在烟道排放框体底部的碳酸钙颗粒、水的混合物和多余的碱性溶液会从出口落到底座框中，底座框中的斜面过滤板会过滤掉碳酸钙颗粒，多余的碱性溶液会从底座框的带口隔板流到增压泵处，从而实现碱性溶液的循环使用，减少碱性溶液的浪费，进而充分利用碱性溶液捕集二氧化碳气体。

3、扇叶转动会带动转动轴转动，进而带动旋转推动槽板转动，在离心的作用下，滑动磁块会向远离转动轴的方向移动，在磁力的作用下，滑动磁块会吸附磁铁杆移动，进而带动阻挡圆柱移动，阻挡圆柱移动会增大碱性溶液在进气管道的流动量，从而增大碱性溶液的喷洒量，捕集更多的二氧化碳气体；由于废气的通入速度越快，扇叶的转动速度就越快，进而滑动磁块的离心力就越大，使得阻挡圆柱移动会增大碱性溶液在进气管道的流动量，反之滑动磁块的离心力越小，使得阻挡圆柱反向移动会减小碱性溶液在进气管道的流动量，从而控制了碱性溶液的喷洒量，让碱性溶液的喷洒量与废气的通入速度成正比，能够及时捕集更多的二氧化碳气体。

4、旋转推动槽板转动会挤压滑动L形槽板向远离转动轴的方向移动，进而带动若干个活动摆杆向上摆动，活动摆杆摆动会带动固定网格条向上摆动，固定网格条向上摆动会减缓烟气上飘的速度，让碱性溶液有充足的时间与跟烟气中的二氧化碳气体发生反应；若干个固定网格条上下摆动的同时会扇动通入的烟气，将烟气均匀地铺设在烟道排放框体内，进而让二氧化碳气体可以和碱性溶液均匀地接触，从而让二氧化碳气体与碱性溶液反应得更加彻底。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明碱性溶液喷淋机构的第一种局部剖视立体结构示意图。

图4为本发明底座框的剖视立体结构示意图。

图5为本发明喷淋量控制机构的局部剖视立体结构示意图。

图6为本发明A的放大立体结构示意图。

图7为本发明碱性溶液喷淋机构的第二种局部剖视立体结构示意图。

图8为本发明B的放大立体结构示意图。

图9为本发明喷淋量控制机构的局部剖视立体结构示意图。

图10为本发明摆动机构的第一种剖视立体结构示意图。

图11为本发明滑动L形槽板的立体结构示意图。

图12为本发明活动摆杆和固定网格条的分离立体结构示意图。

图13为本发明摆动机构的第二种剖视立体结构示意图。

图14为本发明C的放大立体结构示意图。

图15为本发明间歇开合机构的局部分离立体结构示意图。

图16为本发明烟道排放框体的立体结构示意图。

图17为本发明的工作流程示意图。

附图中的标记：1：底座框，2：烟道排放框体，3：进气管道，4：碱性溶液喷淋机构，41：增压泵，42：输送管，43：分流管，44：固定架，45：喷淋管，46：球形喷头，5：喷淋量控制机构，51：转动轴，52：扇叶，53：旋转推动槽板，54：拉力弹簧一，55：滑动磁块，56：阻挡圆柱，57：磁铁杆，581：固定凸轮，582：闭合架，6：摆动机构，61：固定槽板，62：滑动L形槽板， 63：拉力弹簧二，64：活动摆杆，65：固定网格条，7：间歇开合机构，71：固定齿条，72：球阀，73：旋转齿轮，8：弹簧拨片，11：带电磁阀抽取管。

具体实施方式

为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种燃煤电厂烟道捕集二氧化碳装置及其使用方法，如图1-图17所示，包括有底座框1、烟道排放框体2、进气管道3、碱性溶液喷淋机构4和喷淋量控制机构5，所述底座框1内设有一个斜面过滤板和一个带口隔板，所述底座框1 内的斜面过滤板用于过滤固体颗粒，所述烟道排放框体2焊接在底座框1上，所述烟道排放框体2呈竖直设置，所述烟道排放框体2顶部开有一个排放口，所述烟道排放框体2的排放口用于排放烟气中的其他气体，所述烟道排放框体2 下部开有一个出口，所述烟道排放框体2用于排放烟气与碱性溶液化学作用产生的产物和剩余的碱性溶液，所述烟道排放框体2的底部设有斜面，所述烟道排放框体2与底座框1连通，所述进气管道3连接在烟道排放框体2上且与烟道排放框体2连通，所述进气管道3用于通入烟气，所述碱性溶液喷淋机构4 设在底座框1上且与烟道排放框体2连接，所述碱性溶液喷淋机构4用于喷洒碱性溶液，让碱性溶液和烟气中的二氧化碳发生化学反应，从而捕集二氧化碳气体，所述喷淋量控制机构5设在碱性溶液喷淋机构4上且与烟道排放框体2 连接，所述喷淋量控制机构5用于控制碱性溶液的喷洒量，从而减小碱性溶液的浪费，让碱性溶液发挥最大作用吸收二氧化碳气体。

所述碱性溶液喷淋机构4包括有增压泵41、输送管42、分流管43、固定架 44、喷淋管45和球形喷头46，所述增压泵41通过螺栓连接在底座框1内侧底部，所述输送管42的下端连接在增压泵41上且与增压泵41连通，所述输送管 42呈竖直设置，所述分流管43连接在输送管42的上端且与输送管42连通，所述分流管43呈水平设置，所述固定架44焊接在烟道排放框体2内侧上部，所述固定架44呈水平设置，所述分流管43上连通有三个喷淋管45，所述喷淋管 45穿过烟道排放框体2，所述喷淋管45呈水平设置，所述喷淋管45与固定架 44固定连接，所述喷淋管45底部连通有若干个球形喷头46，所述球形喷头46 用于喷洒碱性溶液，若干个所述球形喷头46都位于烟道排放框体2内，所述球形喷头46上开有若干个小孔。

所述喷淋量控制机构5包括有转动轴51、扇叶52、旋转推动槽板53、拉力弹簧一54、滑动磁块55、阻挡圆柱56、磁铁杆57、固定凸轮581和闭合架582，所述转动轴51转动式连接在烟道排放框体2上，所述转动轴51呈水平设置，所述转动轴51与进气管道3位于同一水平线，所述扇叶52设在转动轴51靠近进气管道3的一端，所述扇叶52位于进气管道3内，所述旋转推动槽板53设在转动轴51远离扇叶52的一端，所述旋转推动槽板53呈扇形结构，所述旋转推动槽板53上设有滑槽，所述滑动磁块55滑动式连接在旋转推动槽板53的滑槽上，所述旋转推动槽板53与滑动磁块55之间通过挂钩连接有拉力弹簧一54，所述阻挡圆柱56滑动式连接在输送管42内，所述阻挡圆柱56用于控制输送管 42内的碱性溶液流动量，所述磁铁杆57固定连接在阻挡圆柱56位于输送管42 外的一端，所述固定凸轮581固定连接在转动轴51靠近旋转推动槽板53的一侧，所述固定凸轮581位于烟道排放框体2与旋转推动槽板53之间，所述固定凸轮581呈扇形结构，所述底座框1和烟道排放框体2之间滑动式连接有闭合架582，所述闭合架582用于堵住烟道排放框体2的出口，所述闭合架582上端与固定凸轮581接触。

起初，底座框1内装有碱性溶液，碱性溶液为氢氧化钾(KOH)，闭合架582 堵住了烟道排放框体2的出口，在实际操作中，工作人员将经过脱硫脱硝脱尘的烟气通入进气管道3，然后启动增压泵41，增压泵41运作会将底座框1内的碱性溶液抽取到输送管42中，再由输送管42将碱性溶液分流到三个分流管43 内，分流管43内的碱性溶液会经过喷淋管45，再由喷淋管45上的若干个球形喷头46喷洒出来，若干个球形喷头46同时喷洒能够让碱性溶液喷洒得更加均匀，从而让碱性溶液可以充分吸收烟气中的二氧化碳气体，以便可以捕集更多的二氧化碳气体，烟气中的其他气体会从烟道排放框体2的排放口中排出，碱性溶液与二氧化碳气体发生化学反应会产生碳酸钙颗粒和水的混合物，碳酸钙颗粒、水的混合物和多余的碱性溶液会堆积在烟道排放框体2底部，脱硫脱硝脱尘的烟气在进入进气管道3时会带动扇叶52转动，扇叶52转动会带动转动轴51转动，转动轴51转动会带动旋转推动槽板53和固定凸轮581转动，固定凸轮581转动会挤压闭合架582向上移动，闭合架582向上移动将不再堵住烟道排放框体2的出口，堆积在烟道排放框体2底部的碳酸钙颗粒、水的混合物和多余的碱性溶液会从出口落到底座框1中，底座框1中的斜面过滤板会过滤掉碳酸钙颗粒，多余的碱性溶液会从底座框1的带口隔板流到增压泵41处，从而实现碱性溶液的循环使用，减少碱性溶液的浪费，进而充分利用碱性溶液捕集二氧化碳气体，固定凸轮581继续转动将不再挤压闭合架582，闭合架582会在重力的作用下向复位，重新堵住烟道排放框体2的出口，避免烟气泄露，旋转推动槽板53转动会带动拉力弹簧一54和滑动磁块55转动，同时在离心的作用下，滑动磁块55会向远离转动轴51的方向移动，拉力弹簧一54被拉伸，滑动磁块55转动至与磁铁杆57同一水平线时，在磁力的作用下，滑动磁块55会吸附磁铁杆57向远离转动轴51的方向移动，磁铁杆57移动会带动阻挡圆柱56 移动，阻挡圆柱56移动会增大碱性溶液在进气管道3的流动量，从而增大碱性溶液的喷洒量，捕集更多的二氧化碳气体，滑动磁块55继续转动将不再吸附磁铁杆57，由于废气的通入速度越快，扇叶52的转动速度就越快，进而滑动磁块 55的离心力就越大，使得阻挡圆柱56移动会增大碱性溶液在进气管道3的流动量，反之滑动磁块55的离心力越小，使得阻挡圆柱56反向移动会减小碱性溶液在进气管道3的流动量，从而控制了碱性溶液的喷洒量，让碱性溶液的喷洒量与废气的通入速度成正比，能够及时捕集更多的二氧化碳气体。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图10-图13所示，还包括有摆动机构6，所述摆动机构6设在烟道排放框体2上，所述摆动机构6用于间歇性地减缓烟气上飘的速度，让碱性溶液有充足的时间与跟烟气中的二氧化碳发生反应，同时将烟气均匀地铺设在烟道排放框体2内，进而让二氧化碳气体可以和碱性溶液均匀地接触，从而让二氧化碳与碱性溶液反应得更加彻底，进而更加有效地捕集二氧化碳气体，所述摆动机构6包括有固定槽板61、滑动L形槽板62、拉力弹簧二63、活动摆杆64和固定网格条65，所述固定槽板61焊接在烟道排放框体 2上部靠近输送管42的一侧，所述固定槽板61呈水平设置，所述固定槽板61 位于分流管43下方，所述滑动L形槽板62滑动式连接在固定槽板61上，所述滑动L形槽板62上开有若干个短槽，所述固定槽板61与滑动L形槽板62之间通过挂钩连接有拉力弹簧二63，所述烟道排放框体2上部转动式连接有若干个活动摆杆64，所述活动摆杆64呈水平设置，所述活动摆杆64位于喷淋管45下方，所述活动摆杆64与滑动L形槽板62上的短槽滑动式连接，所述固定网格条65固定连接在活动摆杆64上，所述固定网格条65呈水平设置，所述固定网格条65位于烟道排放框体2内，每两个所述固定网格条65呈错位设置。

旋转推动槽板53转动会与滑动L形槽板62接触，旋转推动槽板53继续转动会挤压滑动L形槽板62向远离转动轴51的方向移动，拉力弹簧二63被拉伸，滑动L形槽板62移动会带动若干个活动摆杆64向上摆动，活动摆杆64摆动会带动固定网格条65向上摆动，固定网格条65向上摆动会减缓烟气上飘的速度，让碱性溶液有充足的时间与跟烟气中的二氧化碳发生反应，旋转推动槽板53继续转动会与滑动L形槽板62脱离接触，拉力弹簧二63复位会带动滑动L形槽板62复位，滑动L形槽板62复位会带动活动摆杆64向下摆动，活动摆杆64 向下摆动会带动固定网格条65向下摆动，若干个固定网格条65上下摆动的同时会扇动通入的烟气，将烟气均匀地铺设在烟道排放框体2内，进而让二氧化碳气体可以和碱性溶液均匀地接触，从而让二氧化碳与碱性溶液反应得更加彻底，进而更加有效地捕集二氧化碳气体。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图14-图15所示，还包括有间歇开合机构7，所述间歇开合机构7设在输送管42上，所述间歇开合机构7用于间歇性地输送碱性溶液，既能减少碱性溶液的浪费，又能够在固定网格条65将烟气扇动均匀之前控制碱性溶液的喷洒，让通入的烟气铺设均匀后再喷洒碱性溶液，会让碱性溶液更加充分地与烟气中的二氧化碳气体接触，进而更加充分地捕集二氧化碳气体，所述间歇开合机构7包括有固定齿条71、球阀72和旋转齿轮73，所述固定齿条71焊接在滑动L形槽板62顶部，所述球阀72转动式连接在输送管42内侧上部，所述球阀72用于堵住输送管42，所述旋转齿轮73设在球阀72 位于输送管42外的一端，所述旋转齿轮73位于固定齿条71上方，所述固定齿条71与旋转齿轮73啮合。

起初，球阀72未堵住输送管42，滑动L形槽板62移动会带动固定齿条71 移动，固定齿条71移动会带动与其啮合的旋转齿轮73转动，旋转齿轮73转动会带动球阀72转动九十度，球阀72转动九十度会堵住输送管42，滑动L形槽板62复位会带动固定齿条71复位，固定齿条71复位会带动旋转齿轮73反向转动，旋转齿轮73反向转动会带动球阀72反向转动九十度，球阀72反向转动九十度将不再堵住输送管42，这样可间歇性堵住输送管42，从而间歇性地输送碱性溶液，既能减少碱性溶液的浪费，又能够在固定网格条65将烟气扇动均匀之前控制碱性溶液的喷洒，让通入的烟气铺设均匀后再喷洒碱性溶液，会让碱性溶液更加充分地与烟气中的二氧化碳气体接触，进而更加充分地捕集二氧化碳气体。

实施例4

在实施例3的基础之上，如图8所示，还包括有弹簧拨片8，所述输送管 42靠近磁铁杆57的一侧固定连接有两个弹簧拨片8，所述弹簧拨片8用于对磁铁杆57限位，使得磁铁杆57可以更加稳定地移动，进而让阻挡圆柱56更加稳定地移动，以便控制输送管42的碱性溶液流量，两个所述弹簧拨片8呈对称设置，所述阻挡圆柱56位于两个弹簧拨片8之间，所述阻挡圆柱56与弹簧拨片8 接触。

弹簧拨片8会对磁铁杆57限位，使得磁铁杆57可以更加稳定地移动，进而让阻挡圆柱56更加稳定地移动，以便控制输送管42的碱性溶液流量。

实施例5

在实施例4的基础之上，如图1所示，还包括有带电磁阀抽取管11，所述带电磁阀抽取管11连接在底座框1顶部且与底座框1连通，所述带电磁阀抽取管11用于接通二氧化碳压缩设备。

在烟气处理完毕时，工作人员不再往进气管道3内通入任何气体，然后将二氧化碳压缩设备连接到带电磁阀抽取管11上，接着使用天然气对着底座框1 内堆积的碳酸钙颗粒加热到九百度，碳酸钙颗粒经过高温会产生二氧化碳气体，二氧化碳气体会通入到二氧化碳压缩设备中，由二氧化碳压缩设备进行二氧化碳气体的收集和压缩，从而对二氧化碳气体进行捕集。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。