连续CO2吸附装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及CO2吸附领域，公开了连续CO2吸附装置和方法。装置包括：轴体、套装在轴体上的可转动的中分配盘、固定在轴体的两端的上分配盘和下分配盘、与中分配盘连通的可转动的吸附盘、驱动吸附盘转动的驱动装置，以及与上分配盘连接的CO2回收装置；其中，在下分配盘上设置相互之间隔离的烟气进入流道、水蒸汽进入流道和冷却气进入流道；在上分配盘上设置相互之间隔离的净气流出流道、脱附气流出流道和冷却气流出流道；在中分配盘与轴体之间设置多个相互隔离的气流通道，用于连通吸附盘和上分配盘、吸附盘和下分配盘。可以实现CO2连续旋转式吸附，能够降低CO2吸附能耗且提高吸附得到的CO2纯度。

Continuous CO2 adsorption device and method

The invention relates to the field of CO2 adsorption, and discloses a continuous CO2 adsorption device and method. The device includes a shaft body, a rotatable middle distribution disc set on the shaft, an upper distribution disk and a lower distributor fixed at both ends of the shaft, a rotating adsorbent disk connected with the middle distribution plate, a driving device to drive the rotating disk, and a CO2 recovery device connected to the upper distributor. The flue gas separated from each other enters the flow channel, the water vapor enters the flow channel and the cooling gas enters the flow channel; on the upper distribution plate, the separated net gas flow passage, the desorption gas outflow channel and the cooling gas flow channel are arranged on the upper distribution plate, and a number of separated airflow channels are set up between the middle distribution plate and the axle body to connect the adsorption disk. And the upper distribution plate, the adsorption disk and the lower distribution plate. It can realize CO2 continuous rotary adsorption, which can reduce the energy consumption of CO2 adsorption and improve the purity of CO2 obtained by adsorption.

【技术实现步骤摘要】
连续CO2吸附装置和方法
本专利技术涉及CO2吸附领域，具体涉及连续CO2吸附装置和方法。
技术介绍
以气候变化为核心的全球环境问题日益严重，控制温室气体排放已经成为当今国际社会普遍的共识。CO2捕集、利用与封存技术(CarbonCapture,Utilization&Storage，CCUS)作为减少化石燃料温室气体排放的重要手段仍将是全球研究热点。而目前制约CCUS技术发展的一个主要瓶颈是CO2捕集成本过高，开展新的更低成本的CO2捕集技术迫在眉睫。调研发现，溶剂法是目前最主要的CO2捕集工艺，但为了降低溶液粘度及有机胺的挥发性，溶剂法在使用过程中需要加入70％左右的水。在CO2吸收富液再生过程中，这些水同样需要加热，由此造成溶剂法碳捕集成本居高不下。为了进一步降低碳捕集成本，以吸附法为代表的非溶剂CO2捕集法应运而生。初步能耗核算结果表明，相比于溶剂法，吸附法能耗明显降低。但吸附法在使用过程中存在单塔无法实现连续吸附与再生，致使吸附、再生与冷凝操作操作需要频繁切换，增加了操作复杂性，同时由于吸附剂在捕集过程中活性逐渐降低，导致捕集产生的二氧化碳浓度不稳定，捕集效率逐渐降低。因此探索新的连续CO2吸附工艺显得尤为重要。CN106823684A公开了一种节能型分离了工业烟气中二氧化碳的变温吸附系统，包括：第一吸附床(1)、第二吸附床(2)和第三吸附床(3)，所述每个吸附床带有相互独立的换热室(17)和吸附室(16)，所述换热室(17)对所述吸附室(16)加热或冷却；以及包括：可切换地与每个所述吸附室(16)或所述换热室(17)连通的热烟气供给管路(8)，可切换地与每个所述换热室(17)连通的空气供给管路(10)、可切换地与每个所述吸附室(16)连通的CO2供给与回收管路(18)。系统的操作存在吸附过程CO2出口浓度会随着吸附时间的延长而下降，吸附系统的压力降较大；并且频繁的阀门及气路切换致使操作复杂，吸附质量及产品气CO2浓度很难保持稳定。再有该系统进行吸附所达到的效果，如整个系统的能耗，装置吸附效率以及得到的CO2的浓度均未有具体的数据公开。但是吸附CO2的现有技术一般能耗高且吸附效率低，脱附出的CO2的浓度低。需要改进的吸附烟气中CO2的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的能耗高且吸附效率低，脱附出的CO2的浓度低问题，提供了连续CO2吸附装置和方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种连续CO2吸附装置，包括：轴体1、套装在所述轴体上的可转动的中分配盘2、固定在所述轴体的两端的上分配盘3和下分配盘4、与所述中分配盘连通的可转动的吸附盘5、驱动所述吸附盘转动的驱动装置6，以及与所述上分配盘连接的CO2回收装置；其中，在所述下分配盘上设置相互之间隔离的烟气进入流道7、水蒸汽进入流道8和冷却气进入流道9；在所述上分配盘上设置相互之间隔离的净气流出流道10、脱附气流出流道11和冷却气流出流道12；在所述中分配盘与所述轴体之间设置多个相互隔离的气流通道13，用于连通所述吸附盘和所述上分配盘、所述吸附盘和所述下分配盘。优选地，所述CO2回收装置与所述脱附气流出流道相连通，用于将脱附产物进行水蒸汽与CO2的分离，回收CO2。优选地，所述轴体包括中轴a和连接在所述中轴两端的上轴b和下轴c，所述上轴、中轴和下轴设置为中心轴线重合。优选地，所述上轴和下轴的直径小于所述中轴的直径。优选地，所述气流通道设置在所述上轴和所述中分配盘之间、所述下轴和所述中分配盘之间。优选地，所述吸附盘的内部设置气流隔板14而分为上盘15和下盘16，所述气流隔板的外侧与所述吸附盘的外壳之间留有间隙，用作连通所述上盘和下盘的气路。优选地，所述吸附盘包括吸附剂加料口17、吸附剂排料口19、连通所述上盘和所述中分配盘的上连接管道18、连通所述下盘和所述中分配盘的下连接管道20。优选地，所述吸附盘的内部分隔为多个相互独立的扇形盘21。优选地，多个所述扇形盘均分所述吸附盘。优选地，所述扇形盘的数目为16-48，优选为32。优选地，所述下分配盘的烟气进入流道7、水蒸汽进入流道8和冷却气进入流道9，分别与所述上分配盘的净气流出流道10、脱附气流出流道11和冷却气流出流道12在垂直方向上相对应。本专利技术第二方面提供一种连续CO2吸附的方法，包括：将含CO2的烟气通入本专利技术提供的连续CO2吸附装置；该吸附装置包括的上分配盘3和下分配盘4固定，同时包括的轴体1、中分配盘2和吸附盘5连续转动，使所述吸附盘中的吸附剂通过所述中分配盘的气流通道13循环连通烟气进入流道7和净气流出流道10、水蒸汽进入流道8和脱附气流出流道11、冷却气进入流道9和冷却气流出流道12，连续进行所述烟气的CO2吸附、所述吸附剂的脱附和冷却。优选地，所述吸附盘的转动速率为0.6-60°/min；吸附温度为20-60℃，吸附压力为0.1-0.5MPa，吸附时间为5-60min；脱附温度为110-150℃，脱附压力为0.2-0.5MPa，脱附时间为5-30min；冷却温度为30-50℃，冷却时间为5-20min。通过上述技术方案，本专利技术可以实现CO2连续旋转式吸附，能够降低CO2吸附能耗且提高吸附得到的CO2纯度。附图说明图1是本专利技术的连续CO2吸附装置的吸附盘的俯视图；图2是图1中A-A’剖面的结构示意图；图3是本专利技术中扇形盘的结构示意图；图4是本专利技术中上分配盘上各流出流道的结构示意图；图5是本专利技术的中分配盘上气流通道的结构示意图；图6是本专利技术中下分配盘上各进入流道的结构示意图。附图标记说明1、轴体2、中分配盘3、上分配盘4、下分配盘5、吸附盘6、驱动装置7、烟气进入流道8、水蒸汽进入流道9、冷却气进入流道10、净气流出流道11、脱附气流出流道12、冷却气流出流道13、气流通道14、气流隔板15、上盘16、下盘17、吸附剂加料口18、上连接管道19、吸附剂排料口20、下链接管道21、扇形盘22、挡板具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供一种连续CO2吸附装置，如图2、4、5、6所示，包括：轴体1、套装在所述轴体上的可转动的中分配盘2、固定在所述轴体的两端的上分配盘3和下分配盘4、与所述中分配盘连通的可转动的吸附盘5、驱动所述吸附盘转动的驱动装置6，以及与所述上分配盘连接的CO2回收装置；其中，在所述下分配盘上设置相互之间隔离的烟气进入流道7、水蒸汽进入流道8和冷却气进入流道9；在所述上分配盘上设置相互之间隔离的净气流出流道10、脱附气流出流道11和冷却气流出流道12；在所述中分配盘与所述轴体之间设置多个相互隔离的气流通道13，用于连通所述吸附盘和所述上分配盘、所述吸附盘和所述下分配盘。根据本专利技术，所述吸附盘中装填吸附剂。所述下分配盘上设置的各流道主要用于通入含CO2的烟气、通入用于将吸附了CO2的吸附剂(又可以称为待生剂)进行脱附的水蒸汽、通入用于冷却经脱附后的吸附剂(又可以称为脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续CO2吸附装置，包括：轴体(1)、套装在所述轴体上的可转动的中分配盘(2)、固定在所述轴体的两端的上分配盘(3)和下分配盘(4)、与所述中分配盘连通的可转动的吸附盘(5)、驱动所述吸附盘转动的驱动装置(6)，以及与所述上分配盘连接的CO2回收装置；其中，在所述下分配盘上设置相互之间隔离的烟气进入流道(7)、水蒸汽进入流道(8)和冷却气进入流道(9)；在所述上分配盘上设置相互之间隔离的净气流出流道(10)、脱附气流出流道(11)和冷却气流出流道(12)；在所述中分配盘与所述轴体之间设置多个相互隔离的气流通道(13)，用于连通所述吸附盘和所述上分配盘、所述吸附盘和所述下分配盘。

【技术特征摘要】
1.一种连续CO2吸附装置，包括：轴体(1)、套装在所述轴体上的可转动的中分配盘(2)、固定在所述轴体的两端的上分配盘(3)和下分配盘(4)、与所述中分配盘连通的可转动的吸附盘(5)、驱动所述吸附盘转动的驱动装置(6)，以及与所述上分配盘连接的CO2回收装置；其中，在所述下分配盘上设置相互之间隔离的烟气进入流道(7)、水蒸汽进入流道(8)和冷却气进入流道(9)；在所述上分配盘上设置相互之间隔离的净气流出流道(10)、脱附气流出流道(11)和冷却气流出流道(12)；在所述中分配盘与所述轴体之间设置多个相互隔离的气流通道(13)，用于连通所述吸附盘和所述上分配盘、所述吸附盘和所述下分配盘。2.根据权利要求1所述的吸附装置，其中，所述CO2回收装置与所述脱附气流出流道相连通，用于将脱附产物进行水蒸汽与CO2的分离，回收CO2。3.根据权利要求1所述的吸附装置，其中，所述轴体包括中轴(a)和连接在所述中轴两端的上轴(b)和下轴(c)，所述上轴、中轴和下轴设置为中心轴线重合；优选地，所述上轴和下轴的直径小于所述中轴的直径；优选地，所述气流通道设置在所述上轴和所述中分配盘之间、所述下轴和所述中分配盘之间。4.根据权利要求1所述的吸附装置，其中，所述吸附盘的内部设置气流隔板(14)而分为上盘(15)和下盘(16)，所述气流隔板的外侧与所述吸附盘的外壳之间留有间隙，用作连通所述上盘和下盘的气路。5.根据权利要求4所述的吸附装置，其中，所述吸附盘包括吸附剂加料口(17)、吸附剂排料口(19)...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫学良，张峰，赵兴雷，崔倩，高星，孙永伟，龙银花，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11