[发明专利]一种碳纤维吸附剂快速换热装置及换热方法

权利要求书

1.一种碳纤维吸附剂快速换热装置，其特征在于，包括换热水箱、碳纤维吸附剂、多个有芯热管、热水发生器、冷水发生器和控制系统，所述换热水箱分别通过管道连通热水发生器和冷水发生器并形成热水循环系统和冷水循环系统，有芯热管的两端分别插入换热水箱和碳纤维吸附剂中，热水发生器和冷水发生器中设温度控制器，换热水箱中设有水位传感器，热水发生器、冷水发生器和水位传感器分别连接控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维吸附剂快速换热装置，其特征在于，所述碳纤维吸附剂为蜂窝状碳纤维吸附剂，其制作过程为：将碳纤维材料制成规格相同的片状结构，表面通过粘接复合一层镍丝网，定型后再压制成同规格的梯形结构，将多层梯形碳纤维材料按一正一反交替放置，即形成蜂窝状碳纤维吸附剂。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维吸附剂快速换热装置，其特征在于，所述冷水循环系统还包括水泵一和循环冷水箱，其位于换热水箱进水口和出水口前的管道上还设有电动截止阀一和电动截止阀二，水泵一和电动截止阀一、二分别连接控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维吸附剂快速换热装置，其特征在于，所述热水循环系统还包括水泵二和循环热水箱，其位于换热水箱进水口和出水口前的管道上还设有电动截止阀三和电动截止阀四，水泵二和电动截止阀三、四分别连接控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维吸附剂快速换热装置，其特征在于，所述有芯热管的管壳为铜质材料，有芯热管位于换热水箱和碳纤维吸附剂之间的部分包裹有保温材料。

6.基于权利要求1所述的一种碳纤维吸附剂快速换热装置的碳纤维吸附剂快速换热方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)开始吸附前，由冷水发生器制取低温水，温度为5～10℃，启动水泵一，打开电动截止阀一，低温水通过管道由冷水进水口注入换热水箱中，注水速度为2～4m/s,冷水达到设定高度后，关闭电动截止阀一停止注水；换热水箱中的冷水通过有芯热管将碳纤维吸附剂冷却到15℃以下，然后在此温度下通入燃煤电厂锅炉排放的烟气；

2)烟气通入时间为15～20分钟，当吸附剂达到饱和时，打开电动截止阀二由冷水出水口排空低温水，排水速度为4～5m/s；

3)在吸附剂通入烟气的同时利用热水发生器制取高温水，温度为180～200℃，打开电动截止阀三，将高温水通过管道由热水进水口注入换热水箱中，注水速度为2～4m/s,换热水箱中的高温水达到设定水位后，关闭电动截止阀三停止注水；换热水箱中的热水产生的热量通过有芯热管传递给碳纤维吸附剂，碳纤维吸附剂温度升高到150℃以上，此时碳纤维吸附剂在低温下吸附的二氧化碳气体会在高温下得以脱附；

4)当气体全部脱附后，打开电动截止阀四由热水出水口排空高温水，排水速度为4～5m/s；

5)重复步骤1)～4)，使碳纤维吸附剂在冷、热温度下切换，并循环完成吸附、脱附过程。

7.根据权利要求6所述的一种碳纤维吸附剂快速换热方法，其特征在于，从换热水箱中排出的冷水和热水分别通过循环冷水箱和循环热水箱收集储存，并分别进入冷水发生器和热水发生器循环利用。