[發(fā)明專利]一種捕獲CO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110016729.8
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112844033A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國杰;賀亞俊;李國強(qiáng);王影;趙鈺瓊;梁周杰;張瑜;武文俊
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: 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

本發(fā)明公開了一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置和工藝，該裝置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)器的解吸劑入口；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。本發(fā)明解決了固體吸附劑捕集工藝中所需的流化床反應(yīng)器，從而提供一種既能滿足吸附劑接觸時間，又能使所需要的吸附劑和解吸劑循環(huán)可調(diào)的設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置和工藝，屬于流化床反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，的排放速度正隨著人類利用這種能源的速度增長而快速增長，這也造成了溫室效應(yīng)的日益增加，所以對捕集性能的研究已經(jīng)受到了國內(nèi)外許多學(xué)者的重視，然而從氣體混合物中捕獲二氧化碳被認(rèn)為是一種很有前途的方法，用于從發(fā)電廠和工業(yè)單位中進(jìn)行氣體凈化、碳捕獲和儲存(CCS)。

在各種技術(shù)路線中，固體吸附劑的捕集性能因其附加能源需求低、無腐蝕、二次污染低等優(yōu)點(diǎn)而受到各界的廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)的使用固體吸附劑捕獲需要在兩個反應(yīng)堆中進(jìn)行，需要一個低溫吸附器和一個高溫解吸器。但考慮到的連續(xù)捕集過程，獲得更好的捕集性能，吸附劑需要在吸附器與解吸器之間循環(huán)。因此，許多捕集系統(tǒng)都至少需要一個快速流化床。

從文獻(xiàn)IE 400852 K可知，韓國能源研究所(KIER)開發(fā)了不同規(guī)模的連續(xù)CO₂捕獲系統(tǒng)，使用快速流化床作為吸附器，鼓泡床作為解吸器。由于吸附器的高運(yùn)行速度導(dǎo)致氣體停留時間短，因此捕集效率在50%至80%之間，為了更好的二氧化碳捕獲性能，吸附器的高度必須提高，以增加氣體停留時間，快速流化床吸附劑的反應(yīng)活性較低的缺點(diǎn)更為突出。本發(fā)明所選用的綜合鼓泡輸送流化反應(yīng)器極大的改善了以往設(shè)備的缺陷，可以達(dá)到優(yōu)化的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置和工藝，解決固體吸附劑捕集工藝中所需的流化床反應(yīng)器，從而提供一種既能滿足吸附劑接觸時間，又能使所需要的吸附劑和解吸劑循環(huán)可調(diào)的設(shè)備。

本發(fā)明中，結(jié)合鼓泡床與快速流化床的特點(diǎn)，將兩者結(jié)合起來組成一個鼓泡--輸送一體化的鼓泡輸送流化床反應(yīng)器。

本發(fā)明提供了一種捕獲CO₂鼓泡輸送流化床反應(yīng)裝置，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)器的解吸劑入口；

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)器主要由鼓泡床和輸送流化床兩部分構(gòu)成。兩個床層通過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)過鼓泡床被驅(qū)動到中心提升管中，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)過程中釋放的熱量并將床溫度保持在60℃-100℃內(nèi)。同時，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。

進(jìn)一步地，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；換熱器連接反應(yīng)器內(nèi)部（換熱器安裝在鼓泡輸送流化床反應(yīng)器內(nèi)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。

進(jìn)一步地，所述中心提升管，外部設(shè)有換熱器用來吸收反應(yīng)所放出的熱量。