CN216630247U - 一种恒温吸附解析脱碳系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种恒温吸附解析脱碳系统，包括吸附塔A、吸附塔B和恒温槽，恒温槽内填充有换热液，吸附塔和吸附塔B的塔身置于恒温槽内，吸附塔A和吸附塔B内均填充有吸附剂填料，吸附塔A的进气管道上设置有进气阀A，吸附塔B的进气管道上设置有进气阀B，吸附塔A的出气端通过管道经由再生阀A后与抽吸机相连接，吸附塔B的出气端通过管道经由再生阀B后也与抽吸机相连接，吸附塔A的出气管道上设置有出气阀A，吸附塔B的出气管道上设置有出气阀B，本实用新型通过将吸附过程放出的热量用于提高吸附剂再生的温度，同时再生过程吸收的热量用于降低吸附剂吸附的温度，从而提高了能源利用效率，大大降低了系统的能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳捕集技术领域，具体为一种恒温吸附解析脱碳系统。
背景技术
21世纪以来，全球碳排放量增长迅速，2000-2020年，全球二氧化碳排放量增加了40％。据英国石油公司(BP)发布的《世界能源统计年鉴(第70版)》统计数据显示，2020年，全球碳排放量至322.8亿吨，其中我国碳排放量达到98.99亿吨，再创历史新高，占全球碳排放量的比重达到30.7％，远超其他地区。
化石燃料燃烧是我国最主要的碳排放源，从化石燃料燃烧尾气中捕集CO2也是当前主流的CO2捕集路径，但传统的碳捕集技术普遍存在能耗高的难题，尤其是有机胺化学吸收法，在有机胺解吸CO2的过程中蒸汽消耗量大，而蒸汽是高品质热源，成本较高，造成了碳捕集整体运行成本的问题，如何降低能耗与成本一直是捕集技术革新的热点和难点。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，我们提出一种恒温吸附解析脱碳系统，对背景技术中提出的问题加以改进和创新。本实用新型具有工艺流程简单，设备少，系统能耗低等特点。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种恒温吸附解析脱碳系统，包括吸附塔A和吸附塔B，还包括恒温槽，所述恒温槽内填充有换热液，吸附塔和吸附塔B的塔身置于恒温槽内，所述吸附塔A和吸附塔B内均填充有吸附剂填料，所述吸附塔A的进气管道上设置有进气阀A，吸附塔B的进气管道上设置有进气阀B，吸附塔A的出气端通过管道经由再生阀A后与抽吸机相连接，吸附塔B的出气端通过管道经由再生阀B后也与抽吸机相连接，所述吸附塔A的出气管道上设置有出气阀A，所述吸附塔B的出气管道上设置有出气阀B。
进一步的方案是，所述恒温槽的外壁设置有保温层，所述保温层由聚氨酯泡沫制备而成。
进一步的方案是，所述吸附塔A的出气管道远离吸附塔A出气口的一端和吸附塔B的出气管道远离吸附塔B出气口的一端汇合后与烟囱相连接。
进一步的方案是，所述换热液为水或者载冷剂。
进一步的方案是，所述恒温槽上安装有搅拌器，所述搅拌器包括电机、搅拌轴和搅拌桨叶，搅拌桨叶设置于恒温槽内，所述电机通过搅拌轴带动搅拌桨叶旋转。
进一步的方案是，还包括循环管道，所述循环管道中部设置有第一循环泵，所述循环管道一端贯穿靠近吸附塔A的恒温槽侧壁，循环管道另一端贯穿靠近吸附塔B的恒温槽侧壁。
进一步的方案是，所述恒温槽上设置有温度调节装置，所述温度调节装置用于调节换热液的温度，温度调节装置包括安装于恒温槽内部的温度传感器以及与换热液进行热交换的盘管和电加热器，所述盘管一端贯穿恒温槽侧壁后与第二循环泵入口相连，盘管另一端贯穿恒温槽侧壁后与冷却器的出口相连，所述第二循环泵出口通过管道与冷却器的入口相连。
进一步的方案是，所述冷却器的冷却液出入口与制冷机的出入口相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)由于吸附剂吸附CO2为放热过程，吸附剂解析再生CO2为吸热过程，本实用新型通过吸附塔A、吸附塔B和恒温槽的相互配合，使得吸附过程放出的热量用于提高吸附剂再生的温度，同时再生过程吸收的热量用于降低吸附剂吸附的温度，不再需要外部的冷源对吸附过程冷却，外部的热源对解析过程加热，从而提高了能源利用效率，大大降低了系统的能耗；
(2)本实用新型对烟气中CO2的吸附和再生能够在吸附塔A和吸附塔B之间相互切换，使得本实用新型脱碳系统能够持续不断地对烟气进行吸附，大大提高了烟气脱碳效率；
(3)通过电机、搅拌轴、搅拌桨叶、循环管道和第一循环泵的相互配合，使得恒温槽内的换热液不断地循环流动，有利于加快吸附塔A与吸附塔B之间的热量交换，提高CO2吸附和再生效率；
(4)通过电加热器、温度传感器、电机、搅拌轴、搅拌桨叶、盘管、第二循环泵、冷却器和制冷机的相互配合，温度传感器实时检测恒温槽内的温度，当恒温槽内温度偏低时，通过电加热器对换热液加热，提高换热液的温度，当恒温槽内温度偏高时，通过盘管对换热液冷却，降低换热液的温度，便于调节换热液的温度，满足不同的工艺要求。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程示意图。
附图标记：1-吸附塔A，2-吸附塔B，3-进气阀A，4-进气阀B，5-恒温槽，6-出气阀A，7-出气阀B，8-再生阀A，9-再生阀B，10-抽吸机，11-第一循环泵，12-保温层，13-电加热器，14-温度传感器，15-电机，16-搅拌轴，17-搅拌桨叶，18-盘管，19-第二循环泵，20-冷却器，21-制冷机，22-循环管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作更详细的说明。
参照附图1，一种恒温吸附解析脱碳系统，包括吸附塔A1和吸附塔B2，还包括恒温槽5，所述恒温槽5内填充有换热液，所述换热液为水或者载冷剂，当要求换热液的温度低于0℃时，采用载冷剂，当要求换热液的温度高于0℃时，采用水作为换热液。吸附塔A1和吸附塔B2的塔身置于恒温槽5内，使得吸附塔A1和吸附塔B2能够直接与恒温槽5内的换热液进行热量交换。所述吸附塔A1和吸附塔B2内均填充有吸附剂填料，所述吸附塔A1的进气管道上设置有进气阀A3，进气阀A3用于控制吸附塔A1的进气管道的通断，吸附塔B2的进气管道上设置有进气阀B4，吸附塔A1的出气端通过管道经由再生阀A8后与抽吸机10相连接，吸附塔B2的出气端通过管道经由再生阀B9后也与抽吸机10相连接，所述吸附塔A1的出气管道上设置有出气阀A6，所述吸附塔B2的出气管道上设置有出气阀B7，所述吸附塔A1的出气管道远离吸附塔A1出气口的一端和吸附塔B2的出气管道远离吸附塔B2出气口的一端汇合后与烟囱相连接。
进一步地，所述恒温槽5的外壁设置有保温层12，所述保温层12由聚氨酯泡沫制备而成，保温层12用于阻止恒温槽5与外界进行热交换。
进一步地，所述恒温槽5上安装有搅拌器，所述搅拌器包括电机15、搅拌轴16和搅拌桨叶17，搅拌桨叶17设置于恒温槽5内，所述电机15通过搅拌轴16带动搅拌桨叶17旋转，使得恒温槽5内的换热液不断地流动，有利于加快吸附塔A1与吸附塔B2之间的热量交换，提高CO2吸附和再生效率。
进一步地，还包括循环管道22，所述循环管道22中部设置有第一循环泵11，所述循环管道22一端贯穿靠近吸附塔A1的恒温槽5侧壁，循环管道22另一端贯穿靠近吸附塔B2的恒温槽5侧壁。第一循环泵11带动恒温槽5内的换热液循环流动，有利于加快吸附塔A1与吸附塔B2之间的热量交换，提高CO2吸附和再生效率。
进一步地，所述恒温槽5上设置有温度调节装置，所述温度调节装置用于调节换热液的温度，温度调节装置包括安装于恒温槽5内部的温度传感器14以及与换热液进行热交换的盘管18和电加热器13，电加热器13与外部电源电连接，所述盘管18一端贯穿恒温槽5侧壁后与第二循环泵19入口相连，盘管18另一端贯穿恒温槽5侧壁后与冷却器20的出口相连，所述第二循环泵19出口通过管道与冷却器20的入口相连，所述冷却器20的冷却液出入口与制冷机21的出入口相连。温度传感器14用于实时检测恒温槽5内的温度，当恒温槽5内温度偏低时，通过电加热器13对换热液加热，提高换热液的温度，当恒温槽5内温度偏高时，通过盘管18对换热液冷却，降低换热液的温度，便于调节换热液的温度，满足不同的工艺要求。
本实用新型的工作原理是：打开进气阀A3、出气阀A6和再生阀B9，关闭进气阀B4、出气阀B7和再生阀A8，将含有CO2的烟气引入到吸附塔A1，吸附塔A1内的吸附剂填料吸附烟气中的CO2同时对外放热，通过吸附塔A1与换热液的热交换，将热量传导到换热液，烟气通过出气管道排入到烟囱；同时启动抽吸机10，抽吸机10对吸附塔B2内抽负压，使得CO2从吸附剂填料内解析出来同时对外吸收热量，通过吸附塔B2与换热液的热交换，将换热液的热量传导到吸附塔B2，使得恒温槽5内的温度保持稳定，吸附过程放出的热量用于提高吸附剂再生的温度，同时再生过程吸收的热量用于降低吸附剂吸附的温度，不再需要外部的冷源对吸附过程冷却以及外部的热源对解析过程加热，从而提高了能源利用效率，大大降低了系统的能耗。当吸附塔A1内的吸附剂填料吸附饱和后，切换吸附塔A1和吸附塔B2，使得吸附塔B2吸附,吸附塔A1再生。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种恒温吸附解析脱碳系统，包括吸附塔A(1)和吸附塔B(2)，其特征在于：还包括恒温槽(5)，所述恒温槽(5)内填充有换热液，吸附塔(A)和吸附塔B(2)的塔身置于恒温槽(5)内，所述吸附塔A(1)和吸附塔B(2)内均填充有吸附剂填料，所述吸附塔A(1)的进气管道上设置有进气阀A(3)，吸附塔B(2)的进气管道上设置有进气阀B(4)，吸附塔A(1)的出气端通过管道经由再生阀A(8)后与抽吸机(10)相连接，吸附塔B(2)的出气端通过管道经由再生阀B(9)后也与抽吸机(10)相连接，所述吸附塔A(1)的出气管道上设置有出气阀A(6)，所述吸附塔B(2)的出气管道上设置有出气阀B(7)。
2.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述恒温槽(5)的外壁设置有保温层(12)，所述保温层(12)由聚氨酯泡沫制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述吸附塔A(1)的出气管道远离吸附塔A(1)出气口的一端和吸附塔B(2)的出气管道远离吸附塔B(2)出气口的一端汇合后与烟囱相连接。
4.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述换热液为水或者载冷剂。
5.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述恒温槽(5)上安装有搅拌器，所述搅拌器包括电机(15)、搅拌轴(16)和搅拌桨叶(17)，搅拌桨叶(17)设置于恒温槽(5)内，所述电机(15)通过搅拌轴(16)带动搅拌桨叶(17)旋转。
6.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：还包括循环管道(22)，所述循环管道(22)中部设置有第一循环泵(11)，所述循环管道(22)一端贯穿靠近吸附塔A(1)的恒温槽(5)侧壁，循环管道(22)另一端贯穿靠近吸附塔B(2)的恒温槽(5)侧壁。
7.根据权利要求1所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述恒温槽(5)上设置有温度调节装置，所述温度调节装置用于调节换热液的温度，温度调节装置包括安装于恒温槽(5)内部的温度传感器(14)以及与换热液进行热交换的盘管(18)和电加热器(13)，所述盘管(18)一端贯穿恒温槽(5)侧壁后与第二循环泵(19)入口相连，盘管(18)另一端贯穿恒温槽(5)侧壁后与冷却器(20)的出口相连，所述第二循环泵(19)出口通过管道与冷却器(20)的入口相连。
8.根据权利要求7所述的一种恒温吸附解析脱碳系统，其特征在于：所述冷却器(20)的冷却液出入口与制冷机(21)的出入口相连。
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|---|---|---|---|
| CN202220025421.XU CN216630247U (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种恒温吸附解析脱碳系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202220025421.XU CN216630247U (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种恒温吸附解析脱碳系统 |
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| CN216630247U true CN216630247U (zh) | 2022-05-31 |
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| CN (1) | CN216630247U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114225631A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-03-25 | 江西微碳能源科技有限公司 | 一种恒温吸附解析脱碳系统及脱碳方法 |
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2022
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