CN201565230U - 一种用于二氧化碳脱附的电解吸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电解吸装置。所述装置包括：一个带有外层反应器和内层反应器的吸附反应器，吸附反应器上端设有进气口和温度检测接口，下端设有出气口，吸附反应器的上下两端通过上、下密封盖密封，上、下密封盖中部设有电极接口，两个带有电极板的电极通过电极接口与吸附反应器相连，电极(10)与电极接口之间具有密封装置，电极通过接线与变压器相连。本实用新型气体密封、电绝缘设计，不仅气体密封性和电绝缘性好，而且结构简单、易操作。

Description

一种用于二氧化碳脱附的电解吸装置

技术领域：

本实用新型涉及一种用于气体吸/脱附的电解吸装置，尤其是涉及二氧化碳(CO₂)脱附的电解吸装置。

背景技术：

联合国环境署的政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2007年初发表的第四份报告指出，气候变暖已是“毫无争议”的事实，90％以上的可能性是人类活动导致了气候变暖。其中燃煤电厂、钢铁和水泥等行业大量排放的CO₂是导致气候变化的最重要的温室气体之一。2005年我国CO₂排放量仅次于美国的，预计很快将超过美国。作为《联合国气候变化框架公约》签约方之一，我国在该公约生效后所面临的减少CO₂排放的压力十分严峻。除了采用新技术节能降耗、开发可再生能源等以达到减少CO2排放目的外，CO₂捕集和封存技术(CCS)是目前国际公认的有效解决途径之一。大规模捕集分离CO₂的成本过高是CCS技术至今难以真正获得实际应用的瓶颈之一。

目前普遍认为，吸收和吸附是两种最有前途的分离手段，其中吸附分离技术是化工领域较为成熟且获得广泛应用的分离技术。但该技术用于低压、低浓度烟道气中CO₂的分离需要解决两个关键技术问题：一是现有吸附材料表面积较低，对CO₂的吸附量有限；二是吸附捕集过程中运行费用和能耗过高，其中能耗主要是因吸附剂再生造成的。

根据吸附剂再生方法的不同，吸附法捕集分离气体技术可分为变压吸附(PSA)、真空变压吸附(VSA)、变温吸附(TSA)以及电解吸(ESA)技术。通过比较不同温度和压力条件下吸附平衡等温曲线，发现采用真空变压吸附技术在常温下捕集烟道气中的CO₂比较经济，即在近常压下吸附CO₂，真空下解吸。VSA技术能避免PSA工艺要求烟道气加压至10～20个大气压后再捕集CO₂而导致压缩机耗能太高的问题。然而，为了提高吸附剂对CO₂的吸附容量和选择性，一般都经过表面改性成为化学吸附，需要较低的真空解吸压力，通常小于0.01atm，真空泵能耗比较高。为了进一步降低吸附法捕集成本，已有学者开发了真空变压吸附与变温吸附耦合的工艺，在真空解吸的同时加热吸附剂，由于加热可使CO₂更容易从吸附剂解吸出来，因而减少了真空泵的电力消耗，但是变温吸附分离耗时较长。

电解吸技术，是利用一些吸附剂具有一定导电性，采用直接通电或电磁诱导提供热量的方式加速CO₂脱附，它实际上是一种新颖的变温吸附技术。由于用电直接加热到吸附剂上，吸附剂升温速度很快，解吸再生过程能耗较低，吸附/脱附的循环操作周期缩短，产率提高。尤其是当工厂余热不足以加热吸附剂使其再生时，电解吸技术具有明显优势。

发明内容：

本实用新型的目的是针对变压吸附或变温吸附技术所存在的不足而提供一种能耗低、吸附/脱附循环周期短且结构简单、易操作的电解吸装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于二氧化碳脱附的电解吸装置，其特征在于，所述装置包括：一个带有外层反应器1和内层反应器2的吸附反应器15，吸附反应器15上端设有进气口7和温度检测接口9，下端设有出气口8，吸附反应器15的上下两端通过上密封盖5和下密封盖6密封，上、下密封盖5，6中部设有电极接口11，两个带有电极板14的电极10通过电极接口11与吸附反应器15相连，电极10与电极接口11之间具有密封装置12，电极10通过接线13与变压器相连。

所述的电解吸装置在吸附反应器与密封盖之间、上密封盖与进气口之间、下密封盖与出气口之间、上/下密封盖与电极之间、上密封盖与温度检测接口之间均通过聚四氟乙烯密封圈或密封卡套实现的气体密封的，同时也保证了各部分间的电绝缘性。

所述的电极10为“T”型结构，其中与吸附剂接触的电极板14为均匀分布的多孔结构，目的是保证气体正常的扩散或流动，电极的接线柱与变压器相接。

有益效果

该电解吸装置，结构简单，气体密封性好，电绝缘性好，升温速度快，降温速度快，能耗低，吸脱附循环周期短，可广泛应用于各种工况下的电解吸场所。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1：外层反应器，2：内层反应器，3、4：内外螺纹，5：上密封盖，6：下密封盖，7：进气口，8出气口，9：温度检测接口，10：电极，11：电极接口，12：密封装置，13：接线，14：电极板，15：吸附反应器。

附图2为电极板14的多孔结构示意图。

其中：14：电极板，16：模具的孔

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的电解吸装置结构如附图1所示。实际操作时先按如下步骤组装：1)将电极、温度检测元件与反应器的密封盖连接；2)将密封垫圈置于密封盖底部；3)将吸附反应器与上密封盖进行密封连接；4)将吸附剂置于吸附反应器中；5)将下密封盖与吸附反应器连接，采用聚四氟乙烯垫圈进行密封和绝缘；6)将进气口、出气口与相应设备连接，并采用聚四氟乙烯卡套进行密封和绝缘；7)将电极与变压器连接，采用聚四氟乙烯卡套进行密封和绝缘；8)检测电解吸装置的密封和漏电性能。

然后通过调节变压器的电压进行电解吸实验，电极与吸附剂之间的距离由电极柱在卡套中的定位实现，而接触面积是通过控制电极板的直径实现的；通过温度检测元件(如热电偶)从温度检测接口插入吸附反应器内部进行温度检测，测试吸附材料内部的温度，本装置适合二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、硫化氢等各种气体的电解吸，尤其适合二氧化碳的电解吸脱附。

Claims (3)

1.一种用于二氧化碳脱附的电解吸装置，其特征在于，所述装置包括：一个带有外层反应器(1)和内层反应器(2)的吸附反应器(15)，吸附反应器(15)上端设有进气口(7)和温度检测接口(9)，下端设有出气口(8)，吸附反应器(15)的上下两端通过上密封盖(5)和下密封盖(6)密封，上、下密封盖(5，6)中部设有电极接口(11)，两个带有电极板(14)的电极(10)通过电极接口(11)与吸附反应器(15)相连，电极(10)与电极接口(11)之间具有密封装置(12)，电极(10)通过接线(13)与变压器相连。

2.如权利要求1所述的用于二氧化碳脱附的电解吸装置，其特征在于，在所述的吸附反应器(15)与上、下密封盖(5，6)之间，上密封盖(5)与进气口(7)之间，下密封盖(6)与出气口(8)之间，上、下密封盖(5，6)与电极(10)之间，上密封盖(5)与温度检测接口(9)之间，均通过聚四氟乙烯密封圈或密封卡套进行密封。

3.如权利要求1所述的用于二氧化碳脱附的电解吸装置，其特征在于，所述的电极板（14）为均匀分布的多孔结构。

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