CO2捕集装置及其方法、吸附剂再生的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及烟气CO2脱除技术领域，具体涉及一种CO2捕集装置及其方法、一种吸附剂再生的方法。本发明专利技术采用包含(N

【技术实现步骤摘要】
CO2捕集装置及其方法、吸附剂再生的方法


[0001]本专利技术涉及烟气CO2脱除
，具体涉及一种CO2捕集装置及其方法、一种吸附剂再生的方法。

技术介绍

[0002]烟气中CO2的捕集分离方法是目前全球广泛关注的研究热点，各种新的技术不断被提出和发展；目前，CO2的捕集分离方法主要有液态溶剂吸收法、吸附法、生物法、膜分离法以及低温冷冻法等，而吸附法由于能耗低、污染小、易于自动化等，是一种良好的减排技术。
[0003]CN107485960A公开了一种胺类固体吸附剂脱除烟气中CO2的装置及脱除方法，该方法将固体吸附剂装入吸附床中对烟气中的CO2进行吸附，然后通过真空再生、热再生或两种组合再生方法对吸附后的吸附剂进行再生，该方法烟气中CO2的吸附和再生在同一个反应器中进行。但该方法涉及的吸附装置属于传统的固定床，在烟气中CO2吸附过程中，会存在较大的压降，严重限制了该装置在大规模CO2捕集中的应用。
[0004]CN108339371A公开了一种连续吸附CO2的装置和方法，该吸附系统包括：吸附装置、筛分器、提升机和气液分离器；所述吸附装置包括移动床吸附器主要包括吸附段、脱附段和冷却段。该方法实现虽然实现了CO2吸附的连续操作，但该装置对吸附剂提出了更高的要求，需要吸附剂具有较低的密度，且由于吸附剂自身重力的影响，难以将该装置用于大规模CO2捕集。
[0005]因此，现有技术受到吸附剂和吸附装置的双重制约，尚难以实现大规模CO2捕集，亟需一种用于大规模捕集CO2的装置和方法。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的是为了克服现有吸附法捕集CO2过程中由于高压降和低吸附剂密度，导致难以大规模捕集CO2的问题，提供一种CO2捕集装置及其方法、一种吸附剂再生的方法，该捕集装置能够有效降低吸附装置压降，显著提高原烟气处理通量，实现大规模CO2捕集。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种CO2捕集装置，该装置包括：依次连通的进料管线、吸附装置和出料管线；所述进料管线和出料管线上分别设置有进料CO2在线分析仪和出料CO2在线分析仪；所述吸附装置的内部设置有N个吸附剂床层和N个支撑管，且所述吸附剂床层的底部设置有所述支撑管；所述吸附装置的壳体设置有(N
‑
1)个原烟气辅助进料口和(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪，且相邻两个所述吸附剂床层之间设置有原烟气辅助进料口和辅助CO2在线分析仪；
[0008]所述吸附剂床层装填有吸附剂，且所述吸附剂为蜂窝状吸附剂；
[0009]所述吸附装置用于将原烟气中CO2与吸附剂床层中吸附剂进行吸附，得到净烟气；所述进料CO2在线分析仪和出料CO2在线分析仪分别用于监测所述原烟气和净烟气中CO2含
量；
[0010]第(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪用于监测所述原烟气通过第(N
‑
1)个吸附剂床层后烟气中CO2含量；
[0011]第(N
‑
1)个原烟气辅助进料口中原烟气的流量取决于所述第(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪中CO2含量；
[0012]其中，N为正整数且N≥2。
[0013]本专利技术第二方面提供一种CO2捕集方法，该方法包括：将所述原烟气由上至下或由下至上通过第一方面提供的装置，使所述吸附装置含有的吸附剂床层中装填的吸附剂对所述原烟气中的CO2进行吸附，得到净烟气；
[0014]其中，所述净烟气中CO2含量≤通过第N个吸附剂床层后烟气中CO2浓度≤所述原烟气中CO2含量。
[0015]本专利技术第三方面提供一种吸附剂再生的方法，该方法在第一方面提供的装置中进行，其中，当所述吸附装置处于停工状态时，将所述处于停工状态的吸附装置中装填的吸附剂进行脱附再生。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术采用包含(N
‑
1)个原烟气辅助进料口、N个吸附剂床层、N个支撑管和(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪的吸附装置，以及特定的吸附剂，通过降低吸附装置内压降，显著提高原烟气的处理量和CO2捕集装置的工作效率，能够实现大规模CO2捕集。同时，本专利技术提供的吸附装置含有至N个支撑管，通过热传递，能够实现吸附剂床层中吸附CO2的吸附剂进行脱附再生，实现CO2捕集装置的长期稳定运转，简化装置，并降低生产成本。此外，本专利技术提供的吸附装置中的进料CO2在线分析仪、出料CO2在线分析仪和辅助CO2在线分析仪，通过监测原烟气和净烟气中CO2的含量，以及通过第N个吸附剂床层后烟气中CO2含量，能够及时反映每个所述吸附床层中吸附剂的吸附状态，确定所述吸附剂是否吸附饱和，从而实时调控原烟气辅助进料口的流量。
附图说明
[0017]图1是本专利技术提供的一种CO2捕集装置示意图。
[0018]附图标记说明
[0019]1、原烟气2、净烟气3、吸附剂床层
[0020]4、吸附剂5、支撑管6、气体分布器
[0021]7、进料CO2在线分析仪8、出料CO2在线分析仪
[0022]9‑
1、第1个辅助CO2在线分析仪9
‑
2、第2个辅助CO2在线分析仪
[0023]9‑
(N
‑
1)、第(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪10
‑
1、第1个原烟气辅助进料口
[0024]10
‑
2、第2个原烟气辅助进料口10
‑
(N
‑
1)、第(N
‑
1)个原烟气辅助进料口
[0025]11、吸附装置
具体实施方式
[0026]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。
[0027]在本专利技术中，所述“第一”、“第二”、“第(N
‑
1)”和“第N”均不代表先后次序，也不对各个物料或组分起到限定作用，仅为为了区分各个物料或组分。例如，“第一CO2辅助在线分析仪”和“第二CO2辅助在线分析仪”中的“第一”和“第二”仅是为了区分这不是同一CO2辅助在线分析仪。
[0028]本专利技术第一方面提供一种CO2捕集装置，该装置包括：依次连通的进料管线、吸附装置和出料管线；所述进料管线和出料管线上分别设置有进料CO2在线分析仪和出料CO2在线分析仪；所述吸附装置的内部设置有N个吸附剂床层和N个支撑管，且所述吸附剂床层的底部设置有所述支撑管；所述吸附装置的壳体设置有(N
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1)个原烟气辅助进料口和(N
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1)个辅助CO2在线分析仪，且相邻两个所述吸附剂床层之间设置有原烟气辅助进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2捕集装置，其特征在于，该装置包括：依次连通的进料管线、吸附装置和出料管线；所述进料管线和出料管线上分别设置有进料CO2在线分析仪和出料CO2在线分析仪；所述吸附装置的内部设置有N个吸附剂床层和N个支撑管，且所述吸附剂床层的底部设置有所述支撑管；所述吸附装置的壳体设置有(N
‑
1)个原烟气辅助进料口和(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪，且相邻两个所述吸附剂床层之间设置有原烟气辅助进料口和辅助CO2在线分析仪；所述吸附剂床层装填有吸附剂，且所述吸附剂为蜂窝状吸附剂；所述吸附装置用于将原烟气中CO2与吸附剂床层中吸附剂进行吸附，得到净烟气；所述进料CO2在线分析仪和出料CO2在线分析仪分别用于监测所述原烟气和净烟气中CO2含量；第(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪用于监测所述原烟气通过第(N
‑
1)个吸附剂床层后烟气中CO2含量；第(N
‑
1)个原烟气辅助进料口中原烟气的流量取决于所述第(N
‑
1)个辅助CO2在线分析仪中CO2含量；其中，N为正整数且N≥2。2.根据权利要求1所述的装置，其中，每个所述吸附剂床层的高度与所述支撑管的直径比为5
‑
20：1，优选为8
‑
15：1；和/或，所述吸附剂床层与吸附装置的高度比为0.5
‑
0.9：1，优选为0.6
‑
0.8：1；和/或，所述吸附剂床层的数量≥1个，优选为2
‑
10个。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述吸附剂的体积堆密度≤0.7g/cm3，优选为0.45
‑
0.65g/cm3；和/或，所述吸附剂选自碳基蜂窝基吸附剂、氨基蜂窝基吸附剂、分子筛基蜂窝吸附剂和金属氧化物基蜂窝吸附剂中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的装置，其中，所述支撑管和吸附剂床层间隔层叠设置；和/或，所述支撑管的排布密度为0.1
‑
1，优选为0.2
‑
0.6。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的装置，其中，所述吸附装置为轴对称反应器，优选为轴向固定床反应器；和/或，所述吸附装置还含有气体分布器，且所述气体分布器设置于所述吸附装置的气体入口，用于将所述原烟气进行分布。6.一种CO2捕集方法，其特征在于，该方法包括：将所述原烟气由下至上或由上至下通过权利要求1
‑
5中任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊日华，王保登，崔倩，郭禹，王岸楠，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：