專利名稱：一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于氣體吸/脫附的電解吸裝置，尤其是涉及二氧化碳(CO2) 脫附的電解吸裝置。
技術(shù)背景聯(lián)合國環(huán)境署的政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在2007年初發(fā)表的第四份報告指出，氣候變暖已是“毫無爭議”的事實，90%以上的可能性是人類活動導致了氣候變暖。 其中燃煤電廠、鋼鐵和水泥等行業(yè)大量排放的CO2是導致氣候變化的最重要的溫室氣體之 一。2005年我國CO2排放量僅次于美國的，預計很快將超過美國。作為《聯(lián)合國氣候變化 框架公約》簽約方之一，我國在該公約生效后所面臨的減少CO2排放的壓力十分嚴峻。除了 采用新技術(shù)節(jié)能降耗、開發(fā)可再生能源等以達到減少C02排放目的外，CO2捕集和封存技術(shù) (CCS)是目前國際公認的有效解決途徑之一。大規(guī)模捕集分離CO2的成本過高是CCS技術(shù) 至今難以真正獲得實際應用的瓶頸之一。目前普遍認為，吸收和吸附是兩種最有前途的分離手段，其中吸附分離技術(shù)是化 工領(lǐng)域較為成熟且獲得廣泛應用的分離技術(shù)。但該技術(shù)用于低壓、低濃度煙道氣中CO2的 分離需要解決兩個關(guān)鍵技術(shù)問題一是現(xiàn)有吸附材料表面積較低，對CO2的吸附量有限；二 是吸附捕集過程中運行費用和能耗過高，其中能耗主要是因吸附劑再生造成的。根據(jù)吸附劑再生方法的不同，吸附法捕集分離氣體技術(shù)可分為變壓吸附(PSA)、真 空變壓吸附(VSA)、變溫吸附(TSA)以及電解吸(ESA)技術(shù)。通過比較不同溫度和壓力條 件下吸附平衡等溫曲線，發(fā)現(xiàn)采用真空變壓吸附技術(shù)在常溫下捕集煙道氣中的CO2比較經(jīng) 濟，即在近常壓下吸附CO2,真空下解吸。VSA技術(shù)能避免PSA工藝要求煙道氣加壓至10 20個大氣壓后再捕集CO2而導致壓縮機耗能太高的問題。然而，為了提高吸附劑對CO2的 吸附容量和選擇性，一般都經(jīng)過表面改性成為化學吸附，需要較低的真空解吸壓力，通常小 于0. Olatm，真空泵能耗比較高。為了進一步降低吸附法捕集成本，已有學者開發(fā)了真空變 壓吸附與變溫吸附耦合的工藝，在真空解吸的同時加熱吸附劑，由于加熱可使CO2更容易從 吸附劑解吸出來，因而減少了真空泵的電力消耗，但是變溫吸附分離耗時較長。電解吸技術(shù)，是利用一些吸附劑具有一定導電性，采用直接通電或電磁誘導提供 熱量的方式加速CO2脫附，它實際上是一種新穎的變溫吸附技術(shù)。由于用電直接加熱到吸 附劑上，吸附劑升溫速度很快，解吸再生過程能耗較低，吸附/脫附的循環(huán)操作周期縮短， 產(chǎn)率提高。尤其是當工廠余熱不足以加熱吸附劑使其再生時，電解吸技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對變壓吸附或變溫吸附技術(shù)所存在的不足而提供一種能 耗低、吸附/脫附循環(huán)周期短且結(jié)構(gòu)簡單、易操作的電解吸裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置，其特征在于，所述裝置包括一個帶有外層反應器1和內(nèi)層反應器2的吸附反應器15，吸附反應器15上端設有進氣口 7和溫度檢測 接口 9，下端設有出氣口 8，吸附反應器15的上下兩端通過上密封蓋5和下密封蓋6密封， 上、下密封蓋5，6中部設有電極接口 11，兩個帶有電極板14的電極10通過電極接口 11與 吸附反應器15相連，電極10與電極接口 11之間具有密封裝置12，電極10通過接線13與 變壓器相連。所述的電解吸裝置在吸附反應器與密封蓋之間、上密封蓋與進氣口之間、下密封 蓋與出氣口之間、上/下密封蓋與電極之間、上密封蓋與溫度檢測接口之間均通過聚四氟 乙烯密封圈或密封卡套實現(xiàn)的氣體密封的，同時也保證了各部分間的電絕緣性。所述的電極10為“T”型結(jié)構(gòu)，其中與吸附劑接觸的電極板14為均勻分布的多孔 結(jié)構(gòu)，目的是保證氣體正常的擴散或流動，電極的接線柱與變壓器相接。有益效果該電解吸裝置，結(jié)構(gòu)簡單，氣體密封性好，電絕緣性好，升溫速度快，降溫速度快， 能耗低，吸脫附循環(huán)周期短，可廣泛應用于各種工況下的電解吸場所。

附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1 外層反應器，2 :內(nèi)層反應器，3、4 內(nèi)外螺紋，5 上密封蓋，6 下密封蓋， 7 進氣口，8出氣口，9 溫度檢測接口，10 電極，11 電極接口，12 密封裝置，13 接線，14: 電極板，15 吸附反應器。附圖2為電極板14的多孔結(jié)構(gòu)示意圖。其中14 電極板，16 模具的孔
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。本實用新型的電解吸裝置結(jié)構(gòu)如附圖1所示。實際操作時先按如下步驟組裝1) 將電極、溫度檢測元件與反應器的密封蓋連接；2)將密封墊圈置于密封蓋底部；3)將吸附 反應器與上密封蓋進行密封連接；4)將吸附劑置于吸附反應器中；5)將下密封蓋與吸附反 應器連接，采用聚四氟乙烯墊圈進行密封和絕緣；6)將進氣口、出氣口與相應設備連接，并 采用聚四氟乙烯卡套進行密封和絕緣；7)將電極與變壓器連接，采用聚四氟乙烯卡套進行 密封和絕緣；8)檢測電解吸裝置的密封和漏電性能。然后通過調(diào)節(jié)變壓器的電壓進行電解吸實驗，電極與吸附劑之間的距離由電極 柱在卡套中的定位實現(xiàn)，而接觸面積是通過控制電極板的直徑實現(xiàn)的；通過溫度檢測元件 (如熱電偶)從溫度檢測接口插入吸附反應器內(nèi)部進行溫度檢測，測試吸附材料內(nèi)部的溫 度，本裝置適合二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、硫化氫等各種氣體的電解吸，尤其適合二 氧化碳的電解吸脫附。
權(quán)利要求一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置，其特征在于，所述裝置包括一個帶有外層反應器(1)和內(nèi)層反應器(2)的吸附反應器(15)，吸附反應器(15)上端設有進氣口(7)和溫度檢測接口(9)，下端設有出氣口(8)，吸附反應器(15)的上下兩端通過上密封蓋(5)和下密封蓋(6)密封，上、下密封蓋(5，6)中部設有電極接口(11)，兩個帶有電極板(14)的電極(10)通過電極接口(11)與吸附反應器(15)相連，電極(10)與電極接口(11)之間具有密封裝置(12)，電極(10)通過接線(13)與變壓器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳脫附的電解吸裝置，其特征在于，在所述的吸附 反應器(15)與上、下密封蓋(5，6)之間，上密封蓋(5)與進氣口(7)之間，下密封蓋(6)與 出氣口(8)之間，上、下密封蓋(5，6)與電極(10)之間，上密封蓋(5)與溫度檢測接口(9) 之間，均通過聚四氟乙烯密封圈或密封卡套進行密封。
3.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳脫附的電解吸裝置，其特征在于，所述的電極板 (14)為均勻分布的多孔結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開一種電解吸裝置。所述裝置包括一個帶有外層反應器和內(nèi)層反應器的吸附反應器，吸附反應器上端設有進氣口和溫度檢測接口，下端設有出氣口，吸附反應器的上下兩端通過上、下密封蓋密封，上、下密封蓋中部設有電極接口，兩個帶有電極板的電極通過電極接口與吸附反應器相連，電極(10)與電極接口之間具有密封裝置，電極通過接線與變壓器相連。本實用新型氣體密封、電絕緣設計，不僅氣體密封性和電絕緣性好，而且結(jié)構(gòu)簡單、易操作。
文檔編號B01D53/02GK201565230SQ20092028656
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者喬文明, 凌立成, 葉冉, 唐麗, 梁曉懌, 葛明, 詹亮, 謝菲, 鄧洪貴 申請人:華東理工大學