[發明專利]一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置

無效

• 申請號: 201110278132.7
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102432008A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 宋永臣;楊明軍;劉瑜;劉衛國;趙佳飛
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C01B31/20
• 分類號: C01B31/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于水合物應用技術領域，涉及到一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置。

背景技術

隨著溫室效應的日益嚴重，二氧化碳捕集與封存技術受到了廣泛的關注。CO₂高效捕集是實現CO₂封存的關鍵環節。水合物法CO₂捕集技術作為一種新興方法可以被應用到化石燃料電站煙氣(CO₂/N₂)和可燃氣(CO₂/H₂)中二氧化碳的捕集，它被美國能源部(DOE)認為是最具潛力的長期CO₂捕集技術，它的能源消耗只有6-8％。國外研究人員預測在未來5-10年中水合物法分離CO₂技術會得到工業化應用，分離費用比現在常用的化學吸收技術降低45％以上。水合物法CO₂捕集技術的基本原理是利用CO₂與N₂、H₂形成水合物所需溫度、壓力條件的差異，通過優先形成CO₂水合物(固體)實現CO₂氣體與N₂或H₂的分離。水合物法進行氣體分離的主要優點有：操作條件溫和，節約制冷能量；分離前后壓差小，節約增壓能量；工藝簡單，沒有原料損失。

目前科研人員在水合物法二氧化碳捕集技術領域取得了一定成果，但是現有水合物法二氧化碳捕集裝置在實施過程中仍存在如下問題，水合物形成速度慢、溫度響應慢、水合物容易阻塞通道、裝置拆卸困難等。

發明內容

本發明的目的是提供一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置，解決水合物法二氧化碳捕集過程中的速度慢、效率低、容易產生阻塞等問題。

本發明的技術方案是一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置，主要包括一個分離塔、溫度控制系統、供氣增壓系統、氣體收集系統、分離液循環系統、計算機數據采集系統，還包括一個氣相色譜分析儀和真空泵；所述分離塔采用環形耐高壓不銹鋼結構，在其徑向上設有5個等距離的熱電偶，分離塔包含上、下法蘭盤堵頭，其中上法蘭盤中心處設有一個排氣接口用于連接氣體收集系統，半徑中心位置設有4個分離液循環進口，下法蘭盤中心處設有分離液循環出口、半徑方向上設有溫控液進、出口，以及熱電偶接口，分離塔塔身側向設有4個進氣接口用于連接供氣系統，分離塔內部設有內、外環形多孔隔板、兩個隔板中間填裝多孔介質材料；

所述溫度控制系統將恒溫槽內乙二醇液體通過溫控液進口泵入分離塔換熱盤管并經溫控液出口返回恒溫槽；所述供氣增壓系統將混合氣體加壓后經進氣接口進入分離塔；所述氣體收集系統將分離塔內分離后的氣體經排氣接口進行回收；所述分離液循環系統將分離塔內底部的分離液體通過分離液出口流經循環泵并通入分離液進口最終達到多孔介質內部；所述計算機數據采集系統能夠實時采集并處理溫度、壓力、流量等數據。

本發明的效果和益處是一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置實現了對二氧化碳氣體的快速、高效捕集。改進了氣體捕集過程中對溫度的控制，提高了水合物生成速度，環形結構分離塔有效地避免了因水合物形成而引起的多孔介質孔隙堵塞，提高了氣體捕集效率。對分離液的重復利用有效的避免了分離液污染并提高了經濟性。

附圖說明

圖1是一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置工作原理框圖。

圖2是一種環形水合物法二氧化碳捕集裝置的系統圖。

圖3是高壓分離塔結構圖。

圖中：1分離塔；2CO₂/H₂氣瓶；3氣體增壓泵；4真空泵；5、5a壓力變送器；6熱電偶；7背壓閥；8止回閥；9、9a流量計；10氣相色譜儀；11、11a氣體收集袋；12液體增壓泵；13恒溫槽；14數據采集模塊；15工控機；16、16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h針閥；17、17a安全閥；18干燥器；19減壓閥；20上法蘭盤；21下法蘭盤；22排氣接口；23分離液循環進口；24分離液循環出口；25溫控液進口；26溫控液出口；27熱電偶接口；28進氣接口；29外多孔隔板；30內多孔隔板；31多孔介質；32換熱盤管。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施方式。