一種二氧化碳捕集變壓吸附塔的製作方法

2023-05-10 02:16:41 2

一種二氧化碳捕集變壓吸附塔的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特徵在於：包括進口煙道(1)，出口煙道(8)，至少兩個矩形的氣體吸附通道，相鄰的氣體吸附通道通過折流板(6)隔開，上部通過壓緊墊(9)壓緊固定；設第奇數個氣體吸附通道為第n個氣體吸附通道，與之順序相鄰的第偶數個氣體吸附通道為第n+1個氣體吸附通道，n≥1，則:第n個與第n+1個氣體吸附通道的壓緊墊(9)的上部設有環形導流板(7)；所述進口煙道(1)呈矩形，並與第一氣體吸附通道(3)同徑配合。本發明二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔具有氣體均布性好、氣體流程長、吸附劑利用率高、床層穩定等優勢，且適用於大中小各種規模的二氧化碳捕集變壓吸附工程。
【專利說明】一種二氧化碳捕集變壓吸附塔

【技術領域】
[0001]本發明涉及煙道廢氣分離【技術領域】，具體來說，是一種二氧化碳捕集變壓吸附塔及其組合。

【背景技術】
[0002]氣候變化問題已經越來越被國際社會所重視。世界各國政府一直致力於相關的科學研究和技術開發，以提高應對氣候變化的科技能力。作為最大的發展中國家，中國政府高度重視依靠科學技術進步應對氣候變化。
[0003]二氧化碳捕集與封存(C02 Capture and Storage, CCS)技術被認為是能夠大幅減少來自大量化石燃料使用的溫室氣體(GHG)排放的技術，受到了廣泛關注。我國有眾多的鍋爐、窯爐、燃燒爐等爐，向大氣排放C02氣體，在2007年已成為全球二氧化碳排放量最大的國家，並且將長期主要依賴化石燃料特別是煤作為能源，C02的減排任務非常艱巨。我國將CCS看作是未來溫室氣體減排的潛在選擇措施，正在大幅增加CCS的相關活動。2005年12月和2006年I月，中國科技部籤署了一項CCS備忘錄，標誌著政府研究計劃的正式開始。我國已經把CCS作為一項尖端技術，通過國家高科技項目納入到了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》之中。
[0004]目前，CO2的分離和捕集主要有溶劑吸收法、吸附法、膜分離等方法。由於吸附法捕集CO2具有操作條件溫和、能耗低、性能穩定、再生性強、吸附速率快、節水等優點，成為了一種十分有潛力的方法。目前工業上應用較多的是變壓吸附工藝。
[0005]而現有的變壓吸附器在應用中存在著如下問題:1、吸附塔的直徑相對於氣體進氣管道一般較大，氣體進入吸附塔後，在吸附塔中沿直徑方向分布不均，吸附劑利用率低；2、吸附塔的高徑比對吸附率和氣體純度有很大影響，高徑比越大，吸附率越高。但是吸附塔還受到本身結構的限制，單純增高會導致吸附塔的不穩定性與增大成本，如何進一步提高高徑比一直困擾著專業領域的技術人員；3、現有變壓吸附器由於較高頻率的壓力變化，局部吸附劑會在容器內移動並導致吸附量波動，造成吸附器的不穩定工作狀態，降低吸附效率。


【發明內容】

[0006]本發明旨在克服上文中提出的技術問題，提供一種二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔，該結構的變壓吸附塔具有氣體均布性好、氣體流程長、吸附劑利用率高、床層穩定等優勢。
[0007]本發明採取以下技術方案:
[0008]一種二氧化碳捕集變壓吸附塔，包括進口煙道1，出口煙道8，至少兩個矩形的氣體吸附通道，相鄰的氣體吸附通道通過折流板6隔開，上部通過壓緊墊9壓緊固定；設第奇數個氣體吸附通道為第η個氣體吸附通道，與之順序相鄰的第偶數個氣體吸附通道為第n+1個氣體吸附通道，η彡1，則:第η個與第n+1個氣體吸附通道的壓緊墊9的上部設有環形導流板7 ;所述進口煙道I呈矩形，並與第一氣體吸附通道3同尺寸配合。
[0009]本技術方案的特點是，採用了矩形結構的氣體吸附通道，並通過折流板隔開，形成折流式固定床吸附塔，氣體吸附通道的上部設置統一的壓緊墊9，壓緊墊9能夠隔開吸附材料，但允許氣體通過，有效防止了由於高頻率的壓力變化導致的局部吸附劑移動並導致吸附量波動，從而提高吸附塔的穩定性和延長使用壽命；第η和第n+1氣體吸附通道的壓緊墊9的上部設有環形導流板7，對氣流起到引導作用，同時降低氣流阻力，同時形成空腔結構，有利於煙氣重新混合均勻，提高吸附效率。
[0010]進一步的，第n+1個與第n+2個氣體吸附通道的下部通過彎板11連通。既可節省吸附劑，還可有利於氣體流場的均勻性。
[0011]更進一步的，所述出口煙道8也呈矩形，並與最末端的氣體吸附通道同徑配合。
[0012]更進一步的，所述導流板7通過卡槽10卡合固定在壓緊墊9上方。
[0013]一種上述二氧化碳捕集變壓吸附塔所組成的變壓吸附塔組合，它由多個二氧化碳捕集變壓吸附塔並聯連接而成。可以滿足不同煙氣量大小的工程應用。
[0014]本發明的有益效果在於:
[0015]①進出口煙道與氣體吸附通道同等尺寸，氣體均布效果好，床層無死角，吸附劑得到充分利用，且該結構非常簡單，易加工，製造費用低。
[0016]②氣體吸附通道為多個，可以通過增加氣體吸附通道而非增加塔高來延長氣體流程，得到更高的吸附率，大大提高了裝置的穩定性。
[0017]③變壓吸附塔為多個折流式固定床吸附塔並聯組合，可以滿足不同煙氣量大小的工程應用。
[0018]④床層上方布置壓緊墊，有效防止了由於高頻率的壓力變化導致的局部吸附劑移動並導致吸附量波動，從而提高吸附塔的穩定性和延長使用壽命。
[0019]⑤第一氣體吸附通道與第二氣體吸附通道的環形導流板的設置，形成空腔結構，有利於煙氣重新混合均勻，提高吸附效率。第二氣體吸附通道與第三氣體吸附通道的兩個彎板的設置，即可節省吸附劑，還可有利於氣體流場的均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔的結構示意圖。
[0021]圖2是圖1的局部放大圖。
[0022]圖3是圖1中A-A剖面示意圖。
[0023]圖4是圖1中B-B剖面示意圖。
[0024]圖5是多個二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔並聯後的示意圖。
[0025]圖中:1.進口煙道，2.折流式固定床吸附塔，3.第一氣體吸附通道，4.第二氣體吸附通道，5.第三氣體吸附通道，6.折流板，7.環形導流板，8.出口煙道，9.壓緊墊，10.卡槽，11.彎板。

【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例和附圖對本發明進一步說明。
[0027]本發明提出了一種碳捕集變壓吸附塔，變壓吸附塔為多個折流式固定床吸附塔2並聯組合，折流式固定床吸附塔2通過折流板6將固定床分為多個氣體吸附通道，床層上方布置壓緊墊9，氣體吸附第一通道與第二通道拐彎處設置環形導流板7，氣體吸附第二通道與第三通道拐彎處布置兩塊彎板11。
[0028]折流式固定床吸附塔2為矩形結構，進、出口煙道均為矩形或方行煙道。
[0029]每個折流式固定床吸附塔2內的氣體吸附通道數彡2。
[0030]環形導流板7通過卡槽10固定在折流式固定床吸附塔2上。
[0031]詳細的實施方式如下:
[0032]如圖1、圖2、圖3所示，本實施例提出的一種碳捕集變壓吸附塔為多個折流式固定床吸附塔並聯組合，折流式固定床吸附塔2通過折流板6將固定床分為多個氣體吸附通道，床層上方布置壓緊墊9，第一氣體吸附通道3與第二氣體吸附通道4拐彎處設置環形導流板7，第二氣體吸附通道4與第三氣體吸附通道5拐彎處布置兩塊彎板11。
[0033]結合圖4和圖5，本實施例的折流式固定床吸附塔2為矩形結構，進口煙道1、出口煙道8均為矩形或方行煙道，折流式固定床吸附塔的數量η > I。
[0034]如圖1所示的氣體吸附通道數為3，但實際氣體吸附通道數彡2，根據煙氣量大小決定。
[0035]圖2為圖1局部的放大圖，圖中可看到環形導流板7通過卡槽10固定在折流式固定床吸附塔2。
[0036]本實施例的碳捕集變壓吸附塔專業用於燃煤鍋爐電廠煙氣中的二氧化碳分離捕集領域。示例性的，設計兩種工況:工況I煙氣量50Χ 104m3/h，工況2煙氣量120X 104m3/h。此時吸附溫度相同，氣體吸附通道數可均為三個。工況I的變壓吸附塔由3個折流式固定床吸附塔並聯組合。工況2的變壓吸附塔由5個折流式固定床吸附塔並聯組合，且單個固定床吸附塔的尺寸會比工況I的單個吸附塔相應增大1.5倍。吸附劑可以選擇:分子篩、活性炭等。
[0037]電廠脫硫之後的煙氣經過降溫、除溼乾燥後，分為三/五股並聯通過矩形進口煙道進入碳捕集變壓吸附塔，矩形的煙道連接矩形的氣體吸附通道，首先煙氣均勻的進入第一氣體吸附通道，一部分二氧化碳被吸附，然後通過環形導流板下的空腔，煙氣進行重新混合均勻，再次通過第二氣體吸附通道，完成二氧化碳的進一步吸附。在第二氣體吸附通道與第三氣體吸附通道底部均各設置了兩塊彎板，根據煙氣流場特點，直角區部分空間沒有煙氣通過，所以，通過彎板的設置，既可以節省吸附劑的裝填，還可以對煙氣進行導流的作用。最後，淨化的煙氣通過出口煙道進入外部管路，實現後續處理應用。之後通過均壓、降壓實現二氧化碳的逆脫附。當吸附塔內的吸附劑更換時，可以移動卡槽10，打開吸附塔上部封蓋與床層壓緊墊9，進行更新。
[0038]以上是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍與權利要求書限定的範圍等效界定。
【權利要求】
1.一種二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特徵在於: 包括進口煙道(1)，出口煙道(8)，至少兩個矩形的氣體吸附通道，相鄰的氣體吸附通道通過折流板￠)隔開，上部通過壓緊墊(9)壓緊固定； 設第奇數個氣體吸附通道為第η個氣體吸附通道，與之順序相鄰的第偶數個氣體吸附通道為第n+1個氣體吸附通道，η彡1，則: 第η個與第n+1個氣體吸附通道的壓緊墊(9)的上部設有環形導流板(7)； 所述進口煙道(I)呈矩形，並與第一氣體吸附通道(3)同尺寸配合。
2.如權利要求1所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特徵在於--第n+1個與第n+2個氣體吸附通道的下部通過彎板(11)連通。
3.如權利要求1或2所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特徵在於:所述出口煙道(8)也呈矩形，並與最末端的氣體吸附通道同尺寸配合。
4.如權利要求1或2所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特徵在於:所述導流板(7)通過卡槽(10)卡合固定在壓緊墊(9)上方。
5.一種權利要求1所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔所組成的變壓吸附塔組合，其特徵在於:它由多個二氧化碳捕集變壓吸附塔並聯連接而成。
【文檔編號】B01D53/047GK104128072SQ201410379889
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】高繼賢, 李靜 申請人:上海龍淨環保科技工程有限公司