[發(fā)明專利]一種基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610264710.4
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105749696B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜濤;王昊;歐陽碩;于洋
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 李在川

1.一種基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括空壓機(jī)、煙氣分析儀、二氧化碳收集罐、吸脫附裝置、第一閥門組、第二閥門組、兩個壓力表、三個流量計和三個溫度表；

所述空壓機(jī)和火電廠的煙氣排氣管道分別通過管道與第一閥門組相連接，第一閥門組通過管道與吸脫附裝置的入口相連接；吸脫附裝置的出口通過管道與第二閥門組相連接，第二閥門組通過管道分別與二氧化碳收集罐和煙氣分析儀相連接；將煙氣分析儀的出口設(shè)置為氣體排放通道；第一壓力表、第一流量計和第一溫度表安裝在火電廠的煙氣排氣管道的出口處，第二壓力表、第二流量計和第二溫度表安裝在空壓機(jī)的排氣出口處，第三流量計安裝在二氧化碳收集罐的入口處，第三溫度表安裝在煙氣分析儀的入口處；

所述吸脫附裝置包括第一吸脫附裝置、第二吸脫附裝置、第三閥門組和第四閥門組；所述第一吸脫附裝置和第二吸脫附裝置均包括內(nèi)管、翅片、吸附劑和外管；所述內(nèi)管設(shè)置在外管的管道中，內(nèi)管的外壁上纏繞設(shè)置有翅片，內(nèi)管的內(nèi)部由吸附劑填充滿；所述內(nèi)管和外管均設(shè)置有入口和出口；所述第一吸脫附裝置的外管出口和第二吸脫附裝置的外管出口分別通過管道連接第三閥門組，第三閥門組通過管道分別連接氣體排放通道和第四閥門組，第四閥門組通過管道分別連接第一吸脫附裝置的內(nèi)管入口和第二吸脫附裝置的內(nèi)管入口；將第一吸脫附裝置的外管入口和第二吸脫附裝置的外管入口設(shè)置為吸脫附裝置的入口，將第一吸脫附裝置的內(nèi)管出口和第二吸脫附裝置的內(nèi)管出口設(shè)置為吸脫附裝置的出口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的吸附劑采用沸石13X分子篩。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的翅片采用高頻繞片式翅片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一閥門組、第二閥門組、第三閥門組和第四閥門組的閥門的個數(shù)大于等于連接該閥門組的管道的個數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一閥門組、第二閥門組、第三閥門組和第四閥門組的每個閥門相互獨(dú)立。

6.采用權(quán)利要求1所述的基于低品位熱能的二氧化碳變溫吸脫附系統(tǒng)進(jìn)行的吸脫附方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、設(shè)定二氧化碳含量閾值；

步驟2、通過每個閥門組將系統(tǒng)的各個裝置連通，并采用第一吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳吸附，具體步驟如下：

步驟2.1、采用第一閥門組將煙氣排氣管道與第二吸脫附裝置的外管入口連通，并將空壓機(jī)與第一吸脫附裝置的外管入口連通；

步驟2.2、采用第二閥門組將第一吸脫附裝置的內(nèi)管出口與煙氣分析儀連通；并將第二吸脫附裝置的內(nèi)管出口與二氧化碳收集罐連通；

步驟2.3、采用第三閥門組將第一吸脫附裝置的外管出口與氣體排放通道連通，并采用第三閥門組和第四閥門組將第二吸脫附裝置的外管出口與第一吸脫附裝置的內(nèi)管入口連通；

步驟2.4、煙氣排氣管道中的煙氣通過第二吸脫附裝置的外管進(jìn)入到第一吸脫附裝置的內(nèi)管中，采用吸附劑對煙氣進(jìn)行二氧化碳吸附，吸附后的煙氣進(jìn)入煙氣分析儀中；

步驟2.5、判斷煙氣分析儀中煙氣的二氧化碳含量是否大于等于所設(shè)定的閾值，若是，將煙氣進(jìn)行排放，并執(zhí)行步驟3，否則，返回執(zhí)行步驟2.4；

步驟3、設(shè)定第一吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳脫附，設(shè)定第二吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳吸附，并通過每個閥門組將系統(tǒng)的各個裝置進(jìn)行重新連通，具體步驟如下：

步驟3.1、設(shè)定第一吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳脫附，并設(shè)定第二吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳吸附；

步驟3.2、采用第一閥門組將煙氣排氣管道與第一吸脫附裝置的外管入口連通，并將空壓機(jī)與第二吸脫附裝置的外管入口連通；

步驟3.3、采用第二閥門組將第一吸脫附裝置的內(nèi)管出口與二氧化碳收集罐連通，并將第二吸脫附裝置的內(nèi)管出口與煙氣分析儀連通；

步驟3.4、采用第三閥門組將第二吸脫附裝置的外管出口與氣體排放通道連通，并采用第三閥門組和第四閥門組將第一吸脫附裝置的外管出口與第二吸脫附裝置的內(nèi)管入口連通；

步驟4、采用第一壓力表檢測煙氣排氣管道中煙氣的壓力并顯示，采用第一流量計檢測煙氣排氣管道中煙氣的流量并顯示，采用第一溫度表檢測煙氣排氣管道中的煙氣溫度并顯示；

步驟5、采用第二壓力表檢測空壓機(jī)吹出空氣的壓力并顯示，采用第二流量計檢測空壓機(jī)吹出空氣的流量并顯示，采用第二溫度表檢測空壓機(jī)吹出空氣的溫度并顯示；

步驟6、煙氣排氣管道中的煙氣進(jìn)入第一吸脫附裝置的外管中，對內(nèi)管進(jìn)行加熱，內(nèi)管中的二氧化碳進(jìn)行脫附，脫附后的二氧化碳進(jìn)入二氧化碳收集罐中進(jìn)行收集，并采用第三流量計檢測脫附后的二氧化碳的流量并顯示；

步驟7、空壓機(jī)吹出的空氣冷風(fēng)進(jìn)入第二吸脫附裝置的外管中，對內(nèi)管進(jìn)行降溫，完成換熱的空氣從氣體排放通道排入大氣中；

步驟8、第一吸脫附裝置的外管中完成換熱的煙氣進(jìn)入第二吸脫附裝置的內(nèi)管中進(jìn)行二氧化碳吸附，吸附后的煙氣進(jìn)入煙氣分析儀中進(jìn)行分析，并采用第三溫度表檢測吸附后的煙氣的溫度并顯示；

步驟9、判斷煙氣分析儀中的煙氣的二氧化碳含量是否大于等于所設(shè)定的閾值，若是，則二氧化碳吸脫附過程完成，并執(zhí)行步驟10，否則，返回執(zhí)行步驟3；

步驟10、根據(jù)步驟2中的裝置連通方式，通過每個閥門組將系統(tǒng)的各個裝置進(jìn)行重新連通，使第一吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳吸附，第二吸脫附裝置進(jìn)行二氧化碳脫附。