[發(fā)明專利]一種基于氣汽換熱吸附裝置的強(qiáng)化系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210636661.8
• 申請(qǐng)日: 2022-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN114849420B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向小鳳;王志超;張向宇;白永崗;李明皓;張波;晉中華;周科;姚偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/04
• 分類號(hào): B01D53/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種基于氣汽換熱吸附裝置的強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，能夠強(qiáng)化熱利用效率，捕集吸附效果好，降低能耗，同時(shí)系統(tǒng)空間操作靈活，降低捕集成本。包括吸附/解吸附裝置、氣體換熱系統(tǒng)以及蒸汽換熱系統(tǒng)；其中，所述吸附/解吸附裝置內(nèi)裝有吸附材料，所述吸附/解吸附裝置的一端設(shè)置有吸附風(fēng)機(jī)，另一端開設(shè)有空氣進(jìn)口；所述氣體換熱系統(tǒng)包括依次連接的COsubgt;2/subgt;氣瓶、加熱爐和氣體緩沖罐，所述氣體緩沖罐的出氣端通過(guò)三通閥與吸附/解吸附裝置的進(jìn)氣端連接；所述蒸汽換熱系統(tǒng)包括依次連接的去離子水處理器和水蒸汽發(fā)生器，所述水蒸汽發(fā)生器的出氣端通過(guò)三通閥與吸附/解吸附裝置的進(jìn)氣端連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣捕集技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于氣汽換熱吸附裝置的強(qiáng)化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，碳中和技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在學(xué)術(shù)領(lǐng)域也成為研究熱點(diǎn)。其中，碳捕集與封存技術(shù)(Carbon?Capture?and?Sequestration,CCS)的捕集對(duì)象主要是工業(yè)固定源排放的CO₂，而直接空氣捕集技術(shù)(Direct?air?capture,DAC)可以針對(duì)約占50％總排放分布源的CO₂，從而顯著降低CO₂排放量，減少碳排放造成的全球變暖等問(wèn)題。

直接空氣捕集技術(shù)對(duì)于CO₂捕集的效果較優(yōu)，現(xiàn)行的直接空氣捕集技術(shù)著力于開發(fā)低成本、高通量、高選擇性的規(guī)模化吸附材料以及研發(fā)高效低成本的設(shè)備，尋找可再生能源耦合的新技術(shù)與新途徑，例如開發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能等驅(qū)動(dòng)吸附劑再生的新工藝。但是目前現(xiàn)有的空氣捕集設(shè)備成本造價(jià)較高，且吸附材料利用率較低，因此，針對(duì)空氣捕集設(shè)備的改進(jìn)進(jìn)而提高CO₂捕集率是降低成本的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的空氣捕集設(shè)備存在的技術(shù)問(wèn)題包括：目前DAC在工業(yè)領(lǐng)域涉及較少且DAC技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備研究較少。針對(duì)CO₂吸附劑提供熱量的方法仍沿用傳統(tǒng)的材料加熱技術(shù)，加熱效率較低，受熱不夠均勻，且蒸汽潛熱，能耗較大，當(dāng)捕集的CO₂濃度較低時(shí)，或處于常溫常壓的反應(yīng)條件下，或者環(huán)境中存在水汽時(shí)，會(huì)增加捕集成本高，影響捕集吸附效果，同時(shí)現(xiàn)有的空氣捕集設(shè)備再生能耗大，占地面積大，在空間有限的情況下不易布置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于氣汽換熱吸附裝置的強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，能夠強(qiáng)化熱利用效率，捕集吸附效果好，降低能耗，同時(shí)系統(tǒng)空間操作靈活，降低捕集成本。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于氣汽換熱吸附裝置的強(qiáng)化系統(tǒng)，包括吸附/解吸附裝置、氣體換熱系統(tǒng)以及蒸汽換熱系統(tǒng)；

其中，所述吸附/解吸附裝置內(nèi)裝有吸附材料，所述吸附/解吸附裝置的一端設(shè)置有吸附風(fēng)機(jī)，另一端開設(shè)有空氣進(jìn)口；

所述氣體換熱系統(tǒng)包括依次連接的CO₂氣瓶、加熱爐和氣體緩沖罐，所述氣體緩沖罐的出氣端通過(guò)三通閥與吸附/解吸附裝置的進(jìn)氣端連接；

所述蒸汽換熱系統(tǒng)包括依次連接的去離子水處理器和水蒸汽發(fā)生器，所述水蒸汽發(fā)生器的出氣端通過(guò)三通閥與吸附/解吸附裝置的進(jìn)氣端連接。

優(yōu)選地，所述水蒸氣發(fā)生器上設(shè)置有水蒸氣溫度檢測(cè)儀、水蒸氣壓力計(jì)和水蒸氣泄壓閥。

優(yōu)選地，所述氣體緩沖罐上設(shè)置有氣體溫度檢測(cè)儀、壓力計(jì)和安全閥。

優(yōu)選地，所述加熱爐采用管式加熱爐，管式加熱爐的控制端連接有管式爐控制器，所述管式爐控制器的信號(hào)端與氣體溫度檢測(cè)儀的信號(hào)端連接。

優(yōu)選地，所述吸附/解吸附裝置的出口端通過(guò)氣體出口三通閥連接有氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路包括氣液分離器和氣體儲(chǔ)罐；