[發(fā)明專利]一種捕獲CO2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110016729.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112844033A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)杰;賀亞俊;李國(guó)強(qiáng);王影;趙鈺瓊;梁周杰;張瑜;武文俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/83
• 分類號(hào): B01D53/83;B01D53/62
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：包括鼓泡輸送流化床反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、解吸器，旋風(fēng)分離器的出口連接濾袋和氣體分析儀；解吸器的出口連接冷凝器，冷凝器出口連接鼓泡輸送流化床反應(yīng)器的吸附劑入口；所述鼓泡輸送流化床反應(yīng)器包括反應(yīng)器底座、換熱器、中心管、鼓泡床、中心提升管、輸送流化床；

鼓泡輸送流化床反應(yīng)器由鼓泡床和輸送流化床兩部分構(gòu)成；兩個(gè)床層通過(guò)中心管和中心提升管連接；中心管在鼓泡床底部，中心管提供高速的中心氣流，在中心管出口周圍形成低壓區(qū)域；吸附劑在壓力梯度下經(jīng)過(guò)鼓泡床被驅(qū)動(dòng)到中心提升管中，并被氣流帶入輸送流化床；

反應(yīng)器底部設(shè)有煙道氣入口，煙道氣用作發(fā)生吸附反應(yīng)的鼓泡床的流化介質(zhì)；換熱器安裝在床中以吸收反應(yīng)過(guò)程中釋放的熱量并將床溫度保持在60℃-100℃內(nèi)；同時(shí)，中心管提供高速的中心氣流，從而在管出口周圍形成低壓區(qū)域；吸附劑在壓力梯度下被驅(qū)動(dòng)到中心提升管中，并被氣流帶入輸送床；吸附二氧化碳后的吸附劑和被脫附的二氧化碳?xì)怏w的其他混合物被進(jìn)一步輸送到下游旋風(fēng)分離器，分離后的吸附劑進(jìn)入解吸器，氣體進(jìn)入后續(xù)處理單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述鼓泡輸送流化床反應(yīng)器的中心提升管位于鼓泡床中心，中心提升管外側(cè)設(shè)有換熱器；換熱器內(nèi)接環(huán)繞在中心提升管外部，位于鼓泡床中；外界冷水從換熱器下部入口進(jìn)入，隨著換熱管螺旋上升至換熱器上部出口排出，管內(nèi)為冷流體，管外為熱流體，從而進(jìn)行冷熱交換。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述的鼓泡床與反應(yīng)器的直徑比為0.4～0.5，鼓泡床高度與反應(yīng)器的直徑比為3～5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述鼓泡輸送流化床反應(yīng)器的底部設(shè)有兩種氣體入口，一種為煙道氣入口，另一種為中心氣體入口，中心氣體為空氣；反應(yīng)器底部與反應(yīng)器同軸線設(shè)有中心管，中心管上設(shè)有中心氣體入口。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述中心管與反應(yīng)器的直徑比為0.1～0.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述中心提升管位于中心管上部，兩者間隔0.05-0.1m；

中心提升管內(nèi)徑與反應(yīng)器的直徑比為0.2～0.3，中心提升管高度比鼓泡床高0.5-1m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：反應(yīng)器底座上設(shè)有8個(gè)均勻分布的煙道氣入口。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：所述吸附劑入口，距底座的高度與反應(yīng)器總高比為0.2～0.5。

9.一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床工藝，采用權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，其特征在于：煙道氣通過(guò)鼓泡輸送流化床反應(yīng)器底部的入口通入到鼓泡床中；同時(shí)，中心氣體通過(guò)鼓泡輸送流化床反應(yīng)器底部的中心管進(jìn)入，中心管提供高速的中心氣流，從而在管出口周圍形成低壓區(qū)域，吸附劑在壓力梯度下被驅(qū)動(dòng)到中心提升管中，并被氣流帶入輸送流化床；吸附二氧化碳后的吸附劑和被脫附的二氧化碳?xì)怏w的其他混合物被進(jìn)一步輸送到下游的旋風(fēng)分離器，分離后的吸附劑進(jìn)入解吸器，被脫附的吸附劑從解吸器下部出口排出進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝后的吸附劑再次從反應(yīng)器吸附劑入口處進(jìn)入，從而形成吸附劑循環(huán)利用；經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器分離后的氣體進(jìn)入濾袋除塵氣體經(jīng)過(guò)氣體分析儀檢測(cè)合格后外排。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的捕獲CO₂鼓泡輸送流化床工藝，其特征在于：所述吸附劑為K₂CO₃/Al₂O₃固體吸附劑，吸附劑形狀為球形多孔結(jié)構(gòu)，吸附劑的平均直徑為100-500 μm。