【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废气资源化处理，具体涉及多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法及装置。
技术介绍
1、工业气体的回收最先使用的方法是深冷分离法，上世纪九十年代和八十年代先后研发成功了变压吸附法和膜分离技术。其中变压吸附法作用机理是恒温下利用吸附剂对某种特定气体吸附或解吸能力的差异进行分离。气体分压增大吸附剂的吸附量随之增加，而当减压时吸附剂则解吸气体，从而达到分离特定气体并使吸附剂再生的目的，但提纯的目标气体浓度通常不太高，导致产品气使用范围局限。因此，针对传统变压吸附法，开发一个气体分离纯化效率更高、操作更简便的方法尤为关键。
2、研究显示外加电磁场对选择性吸附剂的吸附解吸性能具有一定的促进作用，一方面电磁场下使气体体系温度升高，导致吸附剂的吸附势阱深度降低，降低了吸附性能，吸附量减小，因此也可用于吸附剂的解吸；另一方面电磁场使得分子内凝聚力减小，使气体混合物粘度降低，促进气体分子流动，增大了气体解吸扩散速度，提高了气体在吸附剂中的渗透率。但目前尚无将电磁场和温度场作用于变压吸附过程中对气体进行分离纯化的相关专利。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法及装置，用于对含有多种有价气体组分的烟气（沼气、弛放气、电石气）中的多种有价气体组分进行分离与纯化；该方法中使用的多物理场强化变温变压吸附分离纯化装置包括反应罐、进气口、储液斗、喷淋系统、挡流板、气泵、抽气管、吸附层、电极、螺线圈、带可调节气阀的隔板、排气口
2、将含有多种有价气体组分的烟气通入多物理场强化变温变压吸附分离纯化装置中，打开喷淋系统和可调节气阀，烟气通过喷淋系统脱除气态污染物（如h2s、hcn等）后，通入带吸附层的腔室内，设置电极电压和磁场强度，使用气泵加压，调整反应温度，使目标组分气体被选择性吸附剂吸附完全后，使用气泵缓慢降压，提高反应温度，关闭可调节气阀，打开出气口，收集出口气体，得到高纯单一组分气体，实现工业尾气中有价气体组分高效分离。
3、所述电极的材料为石墨、不锈钢、镀ti/iro3、ti、镀fe/mn/pd不锈钢，bbd电极中的一种；阴电极为柱状电极，阳电极为中空圆筒电极。
4、混合烟气从下方进气口进入，气体流量为2.0~15.0 l/min，喷淋系统中的吸收液为络合铁、pds、栲胶溶液中的一种，浓度为0.01~5 g/l。
5、吸附层吸附压力为2.5~4.5mpa，吸附时间为150~300s，反应温度设定为常温；解吸过程压力在150~200s内逐渐降低至0.01~0.05mpa，反应温度升高至150~430℃；在吸附和解吸过程中施加电场与磁场，其中施加电压范围为3~30v，磁场强度为0.1~5t。
6、吸附层填充的吸附剂根据目标气体进行调整，分为极性气体和非极性气体，其中n2、co2、coh2、ph3为非极性气体，cos为极性气体。其中co2吸附剂为tepa功能离子液体包覆的sio2气凝胶、氨基酸-碳酸钾、peg包覆的碳气凝胶中的一种或几种；co吸附剂为碳分子筛、活性炭-mof中的一种；h2吸附剂为氮基活性炭、镁基活性炭、5a沸石分子筛/mgmof-74中的一种；ph3吸附剂为cu-cospc活性炭、改性5a分子筛中的一种；n2吸附剂为锂离子分子筛、钠离子分子筛、改性斜发沸石分子筛、13x-ca/mg沸石分子筛中的一种或几种。cos吸附剂为碳分子筛、co/ce气凝胶、cu-mof的一种或几种。
7、所述螺线圈和加热履带为市售装备。
8、本专利技术方法与装置通过电磁调控作用加强吸附剂对烟气中某组分的变压吸附和解吸，通过辅助变温变压实现烟气中有价组分的高效分离纯化，可破除传统变压吸附气体分离方法吸附解吸反应速度慢的问题，同时也能实现工业尾气高附加值利用。
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1.一种多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：将含有多种有价气体组分的烟气通入多物理场强化变温变压吸附分离纯化装置中；
2.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：电极的材料为石墨、不锈钢、镀Ti/IrO3、Ti、镀Fe/Mn/Pd不锈钢，BBD电极中的一种；阴电极为柱状电极，阳电极为中空圆筒电极。
3.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：喷淋系统中的吸收液为络合铁、PDS脱硫剂、栲胶溶液中的一种，浓度为0.01~5g/L。
4.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：针对非极性气体CO2的吸附剂为TEPA功能离子液体包覆的SiO2气凝胶、氨基酸-碳酸钾、PEG包覆的碳气凝胶中的一种或几种；非极性气体CO的吸附剂为碳分子筛、活性炭-MOF中的一种；非极性气体H2吸附剂为氮基活性炭、改性介孔碳、镁基活性炭中的一种；非极性气体PH3吸附剂为Cu-CoSPc活性炭、改性5A分子筛中的一种；非极性气体N2吸附剂为锂离子分子筛
5.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：吸附层吸附压力为2.5~4.5 MPa，吸附时间为150~300s，反应温度为常温；解吸过程压力在150~200s内逐渐降低至0.01~0.05MPa，反应温度升高至150~430℃；在吸附和解吸过程中施加电场与磁场，其中施加电压范围为3~30V，磁场强度为0.1~15mT。
...【技术特征摘要】
1.一种多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：将含有多种有价气体组分的烟气通入多物理场强化变温变压吸附分离纯化装置中；
2.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：电极的材料为石墨、不锈钢、镀ti/iro3、ti、镀fe/mn/pd不锈钢，bbd电极中的一种；阴电极为柱状电极，阳电极为中空圆筒电极。
3.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：喷淋系统中的吸收液为络合铁、pds脱硫剂、栲胶溶液中的一种，浓度为0.01~5g/l。
4.根据权利要求1所述的多物理场强化变温变压吸附分离纯化废气的方法，其特征在于：针对非极性气体co2的吸附剂为tepa功能离子液体包覆的s...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，赵晨阳，刘国军，袁正，罗臻，李志顺成，李军燕，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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