[發明專利]連續CO2吸附裝置和方法

在審

• 申請號: 201810084279.4
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108126474A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 閆學良;張峰;趙興雷;崔倩;高星;孫永偉;龍銀花
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: B01D53/06
• 分類號: B01D53/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及CO₂吸附領域，公開了連續CO₂吸附裝置和方法。裝置包括：軸體、套裝在軸體上的可轉動的中分配盤、固定在軸體的兩端的上分配盤和下分配盤、與中分配盤連通的可轉動的吸附盤、驅動吸附盤轉動的驅動裝置，以及與上分配盤連接的CO₂回收裝置；其中，在下分配盤上設置相互之間隔離的煙氣進入流道、水蒸汽進入流道和冷卻氣進入流道；在上分配盤上設置相互之間隔離的凈氣流出流道、脫附氣流出流道和冷卻氣流出流道；在中分配盤與軸體之間設置多個相互隔離的氣流通道，用于連通吸附盤和上分配盤、吸附盤和下分配盤。可以實現CO₂連續旋轉式吸附，能夠降低CO₂吸附能耗且提高吸附得到的CO₂純度。

技術領域

本發明涉及CO₂吸附領域，具體涉及連續CO₂吸附裝置和方法。

背景技術

以氣候變化為核心的全球環境問題日益嚴重，控制溫室氣體排放已經成 為當今國際社會普遍的共識。CO₂捕集、利用與封存技術(Carbon Capture, Utilization&Storage，CCUS)作為減少化石燃料溫室氣體排放的重要手段仍 將是全球研究熱點。而目前制約CCUS技術發展的一個主要瓶頸是CO₂捕集 成本過高，開展新的更低成本的CO₂捕集技術迫在眉睫。

調研發現，溶劑法是目前最主要的CO₂捕集工藝，但為了降低溶液粘度 及有機胺的揮發性，溶劑法在使用過程中需要加入70％左右的水。在CO₂吸收富液再生過程中，這些水同樣需要加熱，由此造成溶劑法碳捕集成本居 高不下。

為了進一步降低碳捕集成本，以吸附法為代表的非溶劑CO₂捕集法應運 而生。初步能耗核算結果表明，相比于溶劑法，吸附法能耗明顯降低。但吸 附法在使用過程中存在單塔無法實現連續吸附與再生，致使吸附、再生與冷 凝操作操作需要頻繁切換，增加了操作復雜性，同時由于吸附劑在捕集過程 中活性逐漸降低，導致捕集產生的二氧化碳濃度不穩定，捕集效率逐漸降低。 因此探索新的連續CO₂吸附工藝顯得尤為重要。

CN106823684A公開了一種節能型分離了工業煙氣中二氧化碳的變溫吸 附系統，包括：第一吸附床(1)、第二吸附床(2)和第三吸附床(3)，所 述每個吸附床帶有相互獨立的換熱室(17)和吸附室(16)，所述換熱室(17) 對所述吸附室(16)加熱或冷卻；以及包括：可切換地與每個所述吸附室(16) 或所述換熱室(17)連通的熱煙氣供給管路(8)，可切換地與每個所述換熱 室(17)連通的空氣供給管路(10)、可切換地與每個所述吸附室(16)連 通的CO₂供給與回收管路(18)。系統的操作存在吸附過程CO₂出口濃度會 隨著吸附時間的延長而下降，吸附系統的壓力降較大；并且頻繁的閥門及氣 路切換致使操作復雜，吸附質量及產品氣CO₂濃度很難保持穩定。再有該系 統進行吸附所達到的效果，如整個系統的能耗，裝置吸附效率以及得到的 CO₂的濃度均未有具體的數據公開。

但是吸附CO₂的現有技術一般能耗高且吸附效率低，脫附出的CO₂的濃 度低。需要改進的吸附煙氣中CO₂的方法和設備。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的能耗高且吸附效率低，脫附出 的CO₂的濃度低問題，提供了連續CO₂吸附裝置和方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種連續CO₂吸附裝置，包括：