本发明涉及碳捕集,具体而言,涉及一种球磨法形成水合物并海水淡化的方法。
背景技术:
1、二氧化碳是引起温室效应的重要物质,在未来数十年内,化石燃料仍将在世界能源供应中占据主导地位,碳减排仍然面临着巨大的挑战,目前国际社会根据环境领域的相关要求,广泛认为二氧化碳捕获与封存(英文名:carbon dioxide capture andsequestration,简称:ccs)技术的深入开展对缓解全球气候变暖具有重要意义,如何将co2从混合气体中捕集并分离是减少co2排放的前提和基础。
2、传统的碳捕集方法有吸收法、吸附法、低温分离法、金属氧化物法、膜分离法等,其中,化学吸收法较为成熟,并且适用于co2浓度不高且常压的状态,但是吸收剂用量大,循环过程中需进行补充,试剂要求高,且其再生过程能耗高。而膜分离法虽然工艺过程简单,操作简便,但其对原料气要求高,要进行前处理、脱水和过滤,且得到的产物纯度不高。
3、目前已有水合物法捕集、分离废气co2技术均具有单一功能。无论是在纯水或溶液中形成水合物,还是在多孔介质内形成,均是通过持续扰动液体相来增大气与液的接触面积(如搅拌、喷淋、鼓泡等),或者液体稳定存在于多孔介质内以持续获得巨大的气与液的接触面积,最终实现单一地对废气中co2的捕集与分离。例如,较为广泛关注的水合物法碳捕集技术,例如水合物膜法、tbab/thf水合物法、外加场水合物法等,这些也仅仅是单一地实现了水合物法捕集废气中co2,均未能在水合物形成过程中同步地复合处理其它物质的功能。
4、因此,亟需高捕集效率及低捕集成本的方法和设备。
技术实现思路
1、本发明的目的包括提供了一种球磨法形成水合物并海水淡化的方法,其能够通过球磨冰粉快速生成co2水合物,并同步实现废气中co2的捕集与分离及海水的高效淡化。
2、本发明的实施例可以这样实现:
3、第一方面,本发明提供一种球磨法形成水合物并海水淡化的设备,设备包括球磨机、海水注射泵、废气存储容器和喷头;
4、球磨机包括外筒、内筒、转动接头、驱动电机和球磨珠;转动接头安装在外筒的端部,内筒安装在外筒内、且连接到转动接头上,驱动电机用于驱动转动接头,球磨珠设置在内筒的内部,内筒的侧壁上开设有渗滤孔;
5、喷头延伸到内筒的内部,海水注射泵和废气存储容器通过管道连接到喷头。
6、在可选的实施方式中,设备还包括释放阀和安全阀,释放阀安装在外筒上,安全阀安装在废气存储容器上。
7、在可选的实施方式中,设备还包括海水管路手动阀和废气管路手动阀,海水管路手动阀安装在海水注射泵与喷头之间的管道上,废气管路手动阀安装在废气存储容器与喷头之间的管道上。
8、在可选的实施方式中,多套球磨机并联到同一套废气存储容器以及海水注射泵。
9、第二方面,本发明提供一种球磨法形成水合物并海水淡化的方法,方法采用前述实施方式的球磨法形成水合物并海水淡化的设备,方法包括以下步骤:
10、步骤一:将废气存储于废气存储容器,将天然海水注入海水注射泵,将冰粉装入球磨机的内筒;
11、步骤二:由废气存储容器向球磨机内注入预设量的废气,再启动驱动电机,使冰粉转化为co2水合物;
12、步骤三:待内筒中冰粉全部转化为co2水合物后,停止向球磨机内注入废气,启动海水注射泵向球磨机的内筒内间歇式喷洒海水,为水合物形成反应提供淡水;
13、步骤四:水合物淡化海水处理过程结束后,将反应剩余废气排出球磨机,并注回至废气存储容器中;
14、步骤五:球磨机内废气排放完毕后,将内筒内的混合物以及外筒内的下渗海水收集液取出;
15、步骤六:将球磨珠与co2水合物分离。
16、在可选的实施方式中,步骤一包括:
17、将点源污染单元排放出的工业废气,经增压泵增压存储于废气存储容器中;向球磨机的内筒中装入球磨机的总容量1/50的冰粉,并封闭球磨机,将球磨机置于冷库中。
18、在可选的实施方式中,设备还包括海水管路手动阀和废气管路手动阀,海水管路手动阀安装在海水注射泵与喷头之间的管道上,废气管路手动阀安装在废气存储容器与喷头之间的管道上,步骤三包括:
19、待内筒中冰粉全部转化为co2水合物后,关闭废气管路手动阀,并启动海水管路手动阀,启动海水注射泵向球磨机的内筒内间歇式喷洒海水,为水合物形成反应提供新鲜淡水;之后,关闭海水管路手动阀以及海水注射泵。
20、在可选的实施方式中,步骤三还包括:
21、消耗完注射的海水后,开启海水管路手动阀,并启动海水注射泵,再次向球磨机的内筒内注入海水,补充水合物形成反应所需的纯水组分,进行下一轮的海水淡化处理。
22、在可选的实施方式中,设备还包括释放阀,释放阀安装在外筒上,步骤四包括:
23、水合物淡化海水处理过程结束后,开启释放阀将反应剩余废气排出球磨机,并经增压泵增压反向注回至废气存储容器中,继续用于下次的海水淡化流程。
24、在可选的实施方式中,步骤六包括:
25、在冷库中,使用分选筛将球磨珠与co2水合物分离。
26、本发明实施例提供的球磨法形成水合物并海水淡化的设备和方法的有益效果包括:
27、在同一套反应器中,实现水合物法快速捕集、分离烟道废气中co2的同时完成对天然海水的淡化处理,且此过程可在反应器内反复进行,以实现对废气及海水的最大限度处理,进而确保对周围环境不会造成二次污染。
1.一种球磨法形成水合物并海水淡化的方法,其特征在于,所述方法采用球磨法形成水合物并海水淡化的设备,所述设备包括球磨机、海水注射泵(6)、废气存储容器(9)和喷头(11);
2.根据权利要求1所述的球磨法形成水合物并海水淡化的方法,其特征在于,所述步骤一包括:
3.根据权利要求2所述的球磨法形成水合物并海水淡化的方法,其特征在于,所述步骤三还包括:
4.根据权利要求3所述的球磨法形成水合物并海水淡化的方法,其特征在于,所述设备还包括释放阀(18),所述释放阀(18)安装在所述外筒(1)上,所述步骤四包括: