本發(fā)明屬于化學(xué)原料分離，具體涉及一種相變吸收劑脫碳的超重力反應(yīng)器及工作方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、超重力旋轉(zhuǎn)填料床在運(yùn)行時(shí)，電機(jī)驅(qū)動裝有填料的轉(zhuǎn)子部分以特定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。液體通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心區(qū)域的噴淋管上的噴水孔噴向填料層，在巨大離心力作用下，液體沿著徑向穿過填料，被高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割后拋向器壁。隨后，在重力作用下沿著旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)壁流下，并通過下方液體出口排出。在氣液逆流旋轉(zhuǎn)填料床中，氣體由旋轉(zhuǎn)填料床側(cè)面進(jìn)入，在氣壓作用下沿直徑方向從填料層外緣流向內(nèi)部，在旋轉(zhuǎn)中心區(qū)域聚集，最終通過旋轉(zhuǎn)填料床上部氣體出口排出。

3、液-液相變型溶劑在吸收co2之后會分離成兩種不混合的液態(tài)相，即富含co2的富液相和較貧乏的貧液相。富液相需被引入解吸塔以便進(jìn)行再生處理，而貧液相則被重新導(dǎo)入吸收塔，實(shí)現(xiàn)其循環(huán)再用。這種相變特性使得相較于常規(guī)化學(xué)吸收法，所需處理的液體量減少，從而在解吸階段顯著降低了能量消耗。

4、然而，傳統(tǒng)超重力填料床在使用相變吸收劑進(jìn)行脫除二氧化碳時(shí)會存在以下問題：相分離不足，分離效率底下：相變吸收劑反應(yīng)后形成貧液(低co2負(fù)載相)與富液(高co2負(fù)載相)，需額外分離設(shè)備，占用空間大且能耗較高；并不能很好的適應(yīng)相變吸收劑的使用工況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供的一種相變吸收劑脫碳的超重力反應(yīng)器及工作方法，解決了目前存在的相分離不足，分離效率底下的問題，需額外分離設(shè)備輔助的問題，占用空間大且能耗較高、設(shè)備適用性差的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種相變吸收劑脫碳的超重力反應(yīng)器，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有腔體；所述腔體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)鼓、填料下夾板和填料上夾板；所述殼體上設(shè)置有液體入口、液體出口、氣體入口、氣體出口、輕相出口和重相出口；

4、所述填料上夾板和填料下夾板中間布設(shè)有噴淋管，所述噴淋管與液體入口相連；所述轉(zhuǎn)軸一端設(shè)在腔體內(nèi)并與填料下夾板固定連接，另一端伸出所述殼體外，且連接有驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述填料下夾板和填料上夾板之間固定設(shè)置有立柱；

5、所述轉(zhuǎn)鼓的底端懸置在所述殼體內(nèi)，所述殼體的側(cè)壁上開設(shè)有多個(gè)進(jìn)液口，所述轉(zhuǎn)鼓與所述殼體之間形成混合通道；所述轉(zhuǎn)鼓的頂部設(shè)置有輕相分離單元和重相分離單元，所述輕相分離單元設(shè)置于所述重相分離單元的下方，所述殼體的側(cè)壁上設(shè)置有輕相出口和重相出口，所述輕相分離單元與所述輕相出口連通，所述重相分離單元與所述重相出口連通；

6、所述輕相分離單元和重相分離單元設(shè)置于蓋板的上下兩側(cè)，所述蓋板的邊緣開設(shè)有用于重相通過的孔，所述轉(zhuǎn)軸通過蓋板與所述轉(zhuǎn)鼓固定連接，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有葉片。

7、進(jìn)一步，所述輕相分離單元包括輕相堰板和輕相收集腔，所述輕相堰板固定連接在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，所述輕相堰板與蓋板之間形成輕相通道，所述輕相收集腔設(shè)置于所述殼體的內(nèi)壁上，所述輕相通道和輕相出口均與輕相收集腔連通。

8、進(jìn)一步，所述重相分離單元包括重相堰板和重相收集腔，重相堰板固定連接在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁且位于輕相堰板的上方，所述重相堰板與填料下夾板之間形成重相通道，所述重相收集腔設(shè)置于殼體的內(nèi)壁上，所述重相通道和重相出口均與所述重相收集腔連通。

9、進(jìn)一步，所述輕相分離單元和重相分離單元之間采用輕相堰板和重相堰板形成上下分層布局，且所述輕相出口位于所述重相出口的下方。

10、進(jìn)一步，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器與電機(jī)；所述電機(jī)設(shè)置在所述殼體的底部，所述電機(jī)的輸出軸通過所述聯(lián)軸器與所述轉(zhuǎn)軸連接。

11、進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有擋流盤，所述擋流盤位于所述轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，且位于所述葉片的下方。

12、進(jìn)一步，所述填料下夾板和填料上夾板之間的立柱有多個(gè)，且繞所述轉(zhuǎn)軸的周向固定布置，呈圓柱籠結(jié)構(gòu)。

13、進(jìn)一步，所述葉片為角度可調(diào)或伸縮式葉片結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)混合相黏度調(diào)整攪拌強(qiáng)度，避免過度剪切導(dǎo)致乳化現(xiàn)象。

14、進(jìn)一步，所述輕相堰板和重相堰板為可伸縮擋板，使其動態(tài)可調(diào)堰板結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)兩相密度差調(diào)整堰板高度與間距。

15、第二方面，本發(fā)明還提供了一種相變吸收劑脫碳的超重力反應(yīng)器的工作方法，包括以下步驟：

16、s1.啟動階段，開啟電機(jī)，調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)鼓至設(shè)定轉(zhuǎn)速；待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，通過液體入口注入相變吸收劑，所述噴淋管將其均勻分布至填料層；

17、s2.含co2的氣體由氣體入口進(jìn)入，在填料層與吸收劑逆流接觸，完成co2吸收后由氣體出口引出，吸收后的混合液被填料的巨大剪切力分散、切割、破碎，形成液絲、液膜和液滴的狀態(tài)，匯聚后從液體出口經(jīng)混合通道進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在葉片攪拌及離心力作用下，重相與輕相分層；

18、s3.輕相通過輕相堰板進(jìn)入輕相收集腔，經(jīng)輕相出口排出；重相通過重相堰板進(jìn)入重相收集腔，經(jīng)重相出口排出。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

20、本發(fā)明在填料上夾板和下夾板間布設(shè)噴淋管，將相變吸收劑均勻噴灑至填料層，極大增加吸收劑與含co2氣體的接觸面積，結(jié)合氣體與吸收劑在填料層的逆流接觸方式，維持較高濃度差，大幅提升co2吸收效率；在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部增設(shè)輕相分離單元和重相分離單元，實(shí)現(xiàn)氣液吸收反應(yīng)與液-液相變分離的同步進(jìn)行，無需額外分離設(shè)備，降低了設(shè)備的制造和維護(hù)成本，減少了能耗，提升了整體效率；結(jié)合轉(zhuǎn)鼓的高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力差異實(shí)現(xiàn)兩相流體的高效分離。輕相通道位于重相通道下方，符合兩相密度差異特性，提升分離純度。

21、本發(fā)明的輕相分離單元和重相分離單元安裝在蓋板的上下兩側(cè)，蓋板邊緣開有供重相通過的孔。轉(zhuǎn)軸穿過蓋板與轉(zhuǎn)鼓固定相連，轉(zhuǎn)軸上安裝葉片。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，葉片高速攪拌，強(qiáng)化混合相中兩相的界面接觸，加速相分離進(jìn)程，相較于傳統(tǒng)靜態(tài)分離，極大地縮短了滯留時(shí)間。轉(zhuǎn)鼓與離心轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部葉片進(jìn)一步增強(qiáng)攪拌混合強(qiáng)度，頂部的輕相堰板和重相堰板促使兩相分層，分別收集至輕相收集腔與重相收集腔，隨后通過輕相出口和重相出口排出。

22、本發(fā)明的輕相分離單元由輕相堰板和輕相收集腔組成，輕相堰板固定在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，與蓋板形成輕相通道，輕相收集腔設(shè)置在殼體內(nèi)壁，輕相通道和輕相出口均與輕相收集腔相連通。重相分離單元由重相堰板和重相收集腔構(gòu)成，重相堰板固定在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁且位于輕相堰板上方，與填料下夾板形成重相通道，重相收集腔同樣設(shè)置在殼體內(nèi)壁，重相通道和重相出口與重相收集腔連通。輕相堰板和重相堰板的分層布局，結(jié)合轉(zhuǎn)鼓的高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力的差異，實(shí)現(xiàn)兩相流體的高效分離。輕相通道位于重相通道下方，完全符合兩相密度差異特性，進(jìn)一步提升分離純度。

23、本發(fā)明的在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)集成輕相、重相分離單元，實(shí)現(xiàn)氣液吸收反應(yīng)與液-液相變分離同步進(jìn)行，無需額外分離設(shè)備，降低設(shè)備制造和維護(hù)成本。同時(shí)，減少了因額外設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能耗，提升整體效率；葉片采用角度可調(diào)或伸縮式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)混合相黏度調(diào)整攪拌強(qiáng)度，避免過度剪切導(dǎo)致乳化現(xiàn)象；輕相堰板和重相堰板為可伸縮擋板，能根據(jù)兩相密度差調(diào)整堰板高度與間距，提高設(shè)備對不同工況的適應(yīng)性；轉(zhuǎn)鼓呈上下開口圓柱狀，蓋板與輕相堰板間對應(yīng)的轉(zhuǎn)鼓設(shè)有開口，方便輕相通道與輕相收集腔連通；轉(zhuǎn)鼓底板內(nèi)表面為5°-15°斜面，有利于液體流向分離區(qū)域。