[發明專利]用于介質的處理的系統和方法

有效

• 申請號: 201410172844.4
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104248902B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: S.P.辛赫;H.R.阿查亞;R.J.佩里;J.B.麥德莫特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;B01D53/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;劉春元

本發明公開用于介質的處理的系統和方法。該系統包括多個分離器區和多個傳熱區。多個分離器區和傳熱區之中的分離器區和傳熱區的每個交替設置在流管中。此外，各分離器區包括用于將吸附劑注入對應分離器區中的注入器裝置。在對應分離器區中，所注入的吸附劑與流管中流動的氣體介質發生反應，以便生成經反應氣體介質和經反應吸附劑。此外，各傳熱區在從對應分離器區所饋送的經反應氣體介質與傳熱介質之間交換熱量。

技術領域

本發明在美國能源部所授予的合同號DE-AR0000084下以政府支持進行。政府在本發明中具有某些權利。

一般來說，本發明涉及介質的處理，以及更具體來說，涉及用于氣體介質和/或吸附劑的處理的系統和方法。

背景技術

二氧化碳（本文中又稱作“CO₂”）放射到環境被認為是溫室效應的原因，其促成全球變暖。溫室效應通過降低CO₂放射到環境來控制。已經部署一些已知技術，以降低CO₂從排放氣體介質放射到環境。這類已知技術包括將吸著劑、分子過濾器或隔膜和吸收器系統用于從排放氣體介質中去除CO₂。

當前，存在用于從排放氣體介質中去除CO₂的各種類型的吸收器系統或者處理系統。一種這樣的吸收器系統包括“盤式塔”或“填料塔”，其配置成使排放氣體介質與吸附劑接觸以用于從氣體介質中吸收CO₂。氣體介質通過盤式塔或填料塔的底部引入并且向上流動，同時液體吸附劑沿逆流方向向下流動到盤式塔或填料塔中的氣體介質。盤式塔或填料塔不適合于經歷相變或者在從氣體介質中吸收CO₂期間變成高度粘性的吸附劑，因為它可導致在塔的操作期間堵塞這類塔。這種吸附劑可在盤式塔或填料塔中連同稀釋劑一起使用，以便降低吸附劑的相變或粘性。但是，這種稀釋劑的使用可引起附加成本，或者可能不是現成可用的。此外，吸附劑的高粘性和相變限制在低能量和資本費用方面可具有商業優勢的吸附劑的使用。

此外，從氣體介質中去除CO₂的這種過程因氣體介質與吸附劑的化學反應而引起氣體介質和吸附劑的溫度的增加。另外，CO₂吸收到吸附劑中的程度一般隨氣體介質和吸附劑的溫度的增加而降低，并且因此吸收過程可因填料塔或盤式塔中的溫度平衡而減緩或停止。此外，氣體介質可能經歷壓力下降，因為氣體介質沿填料塔或盤式塔向上移動。盤式塔或填料塔中的壓力下降可通過增加這類塔的柱直徑得到解決。但是，安裝成本和材料成本可因塔的結構中所需的變更而增加。

因此，需要用于處理氣體介質和/或吸附劑的改進系統和方法。

發明內容

按照一個示范實施例，公開一種用于處理介質的系統。該系統包括多個分離器區和多個傳熱區。多個分離器區之中的各分離器區以及多個分離器區之中的各傳熱區交替設置在流管中。此外，各分離器區包括注入器裝置，其用于將吸附劑注入對應分離器區中，使得所注入吸附劑與流經對應分離器區的氣體介質發生反應，并且生成經反應氣體介質和經反應吸附劑。此外，各傳熱區在從對應分離器區所饋送的經反應氣體介質與傳熱介質之間交換熱量。

按照一個實施例，公開一種處理介質的方法。該方法包括將氣體介質的流動定向到具有多個分離器區和多個傳熱區的流管中。該方法還包括在流管中交替設置多個分離器區之中的各分離器區以及多個傳熱區之中的各傳熱區。此外，該方法包括將吸附劑注入對應分離器區，以用于使吸附劑與流經對應分離器區的氣體介質發生反應，以便生成經反應氣體介質和經反應吸附劑。此外，該方法包括將傳熱介質饋入對應傳熱區中，以用于在傳熱介質與從對應分離器區所饋送的經反應氣體介質之間交換熱量。

按照本公開的第一方面，提供一種系統，包括：

多個分離器區；以及