一種二氧化碳捕集變壓吸附塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特征在于：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(shè)第奇數(shù)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(shù)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(shè)有環(huán)形導流板(7)；所述進口煙道(1)呈矩形，并與第一氣體吸附通道(3)同徑配合。本實用新型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(wěn)定等優(yōu)勢，且適用于大中小各種規(guī)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煙道廢氣分離【技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]氣候變化問題已經(jīng)越來越被國際社會所重視。世界各國政府一直致力于相關(guān)的科學研究和技術(shù)開發(fā)，以提高應(yīng)對氣候變化的科技能力。作為最大的發(fā)展中國家，中國政府高度重視依靠科學技術(shù)進步應(yīng)對氣候變化。
[0003]二氧化碳捕集與封存(C02 Capture and Storage, CCS)技術(shù)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(shù)，受到了廣泛關(guān)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，并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(wù)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(guān)活動。2005年12月和2006年I月，中國科技部簽署了一項CCS備忘錄，標志著政府研究計劃的正式開始。我國已經(jīng)把CCS作為一項尖端技術(shù)，通過國家高科技項目納入到了《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)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。由于吸附法捕集CO2具有操作條件溫和、能耗低、性能穩(wěn)定、再生性強、吸附速率快、節(jié)水等優(yōu)點，成為了一種十分有潛力的方法。目前工業(yè)上應(yīng)用較多的是變壓吸附工藝。
[0005]而現(xiàn)有的變壓吸附器在應(yīng)用中存在著如下問題:1、吸附塔的直徑相對于氣體進氣管道一般較大，氣體進入吸附塔后，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(jié)構(gòu)的限制，單純增高會導致吸附塔的不穩(wěn)定性與增大成本，如何進一步提高高徑比一直困擾著專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員；3、現(xiàn)有變壓吸附器由于較高頻率的壓力變化，局部吸附劑會在容器內(nèi)移動并導致吸附量波動，造成吸附器的不穩(wěn)定工作狀態(tài)，降低吸附效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型旨在克服上文中提出的技術(shù)問題，提供一種二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔，該結(jié)構(gòu)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(wěn)定等優(yōu)勢。
[0007]本實用新型采取以下技術(shù)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(shè)第奇數(shù)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(shù)個氣體吸附通道為第η+1個氣體吸附通道，η彡1，則:第η個與第η+1個氣體吸附通道的壓緊墊9的上部設(shè)有環(huán)形導流板7 ;所述進口煙道I呈矩形，并與第一氣體吸附通道3同尺寸配合。
[0009]本技術(shù)方案的特點是，采用了矩形結(jié)構(gòu)的氣體吸附通道，并通過折流板隔開，形成折流式固定床吸附塔，氣體吸附通道的上部設(shè)置統(tǒng)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，有效防止了由于高頻率的壓力變化導致的局部吸附劑移動并導致吸附量波動，從而提高吸附塔的穩(wěn)定性和延長使用壽命；第η和第η+1氣體吸附通道的壓緊墊9的上部設(shè)有環(huán)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(jié)構(gòu)，有利于煙氣重新混合均勻，提高吸附效率。
[0010]進一步的，第η+1個與第η+2個氣體吸附通道的下部通過彎板11連通。既可節(jié)省吸附劑，還可有利于氣體流場的均勻性。
[0011]更進一步的，所述出口煙道8也呈矩形，并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并聯(lián)連接而成?？梢詽M足不同煙氣量大小的工程應(yīng)用。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[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(jié)構(gòu)非常簡單，易加工，制造費用低。
[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(wěn)定性。
[0017]③變壓吸附塔為多個折流式固定床吸附塔并聯(lián)組合，可以滿足不同煙氣量大小的工程應(yīng)用。
[0018]④床層上方布置壓緊墊，有效防止了由于高頻率的壓力變化導致的局部吸附劑移動并導致吸附量波動，從而提高吸附塔的穩(wěn)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(huán)形導流板的設(shè)置，形成空腔結(jié)構(gòu)，有利于煙氣重新混合均勻，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(shè)置，即可節(jié)省吸附劑，還可有利于氣體流場的均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型二氧化碳捕集折流式固定床吸附塔的結(jié)構(gòu)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并聯(lián)后的示意圖。
[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(huán)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(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。
[0027]本實用新型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并聯(lián)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(shè)置環(huán)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(jié)構(gòu)，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(nèi)的氣體吸附通道數(shù)彡2。
[0030]環(huán)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并聯(lián)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(shè)置環(huán)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(jié)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(jié)構(gòu)，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(shù)量η > I。
[0034]如圖1所示的氣體吸附通道數(shù)為3，但實際氣體吸附通道數(shù)彡2，根據(jù)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(huán)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(yè)用于燃煤鍋爐電廠煙氣中的二氧化碳分離捕集領(lǐng)域。示例性的，設(shè)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(shù)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并聯(lián)組合。工況2的變壓吸附塔由5個折流式固定床吸附塔并聯(lián)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(yīng)增大1.5倍。吸附劑可以選擇:分子篩、活性炭等。
[0037]電廠脫硫之后的煙氣經(jīng)過降溫、除濕干燥后，分為三/五股并聯(lián)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，然后通過環(huán)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(shè)置了兩塊彎板，根據(jù)煙氣流場特點，直角區(qū)部分空間沒有煙氣通過，所以，通過彎板的設(shè)置，既可以節(jié)省吸附劑的裝填，還可以對煙氣進行導流的作用。最后，凈化的煙氣通過出口煙道進入外部管路，實現(xiàn)后續(xù)處理應(yīng)用。之后通過均壓、降壓實現(xiàn)二氧化碳的逆脫附。當吸附塔內(nèi)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]以上是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍與權(quán)利要求書限定的范圍等效界定。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特征在于: 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(shè)第奇數(shù)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(shù)個氣體吸附通道為第η+1個氣體吸附通道，η彡1，則: 第η個與第η+1個氣體吸附通道的壓緊墊(9)的上部設(shè)有環(huán)形導流板(7)； 所述進口煙道(I)呈矩形，并與第一氣體吸附通道(3)同尺寸配合。
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特征在于--第η+1個與第η+2個氣體吸附通道的下部通過彎板(11)連通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特征在于:所述出口煙道(8)也呈矩形，并與最末端的氣體吸附通道同尺寸配合。
4.如權(quán)利要求1或2所述的二氧化碳捕集變壓吸附塔，其特征在于: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(quán)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，其特征在于:它由多個二氧化碳捕集變壓吸附塔并聯(lián)連接而成。
【文檔編號】C01B31/20GK203990246SQ201420436430
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】高繼賢, 李靜 申請人:上海龍凈環(huán)?？萍脊こ逃邢薰?br>