[发明专利]一种捕集CO2

说明书

本发明属于CCUS技术领域，具体涉及一种CO₂捕集装置及方法。包括一个原料气压缩机、两个内置毛细管的固定床吸收炉、吸收炉入口阀、压力表、背压阀、尾气循环和放空等管线。含有CO₂的原料气在压缩条件下在固定床的毛细管中凝结为液体得到捕集和分离，通过真空处理捕集的CO₂能够被释放出，捕集的CO₂质量大、纯度高，是一种高效的CO₂捕集技术，具有潜在的工业应用前景。

技术领域

本发明属于CCUS技术领域，具体涉及一种捕集CO₂的装置及捕集方法。

背景技术

CO₂是地球上主要的温室气体，在大气中浓度正处于逐年增加的趋势，引起了一系列环境和生态危机。CO₂的捕集、利用和封存（CCUS）已成为世界性的重要课题，其中，CO₂的捕集是重要的前体条件。

现有文献和专利技术中，对于CO₂的吸收主要有两种，一种是溶液吸收，另一种是固体吸收。前者已有很好的工业应用，但溶剂的使用面临着环保问题。后者是当前研究的热点。目前大多数固体吸收剂都是利用固体表面的碱性对CO₂进行吸附或是与CO₂在高温下发生可逆反应，然后在一定条件下载释放出CO₂。这种固体吸收的过程对吸收剂的影响有些是不可逆的，循环利用能力普遍不高，同时也存在吸收能力有限的问题。

发明内容

本发明的目是通过设计高效的CO₂捕集装置，并优化各工艺流程参数，能够高效捕集和分离CO₂。

本发明的主要特点是利用CO₂气体在一定外压条件下，在毛细管内部能够凝结为液态CO₂的机理，在不使用其他液体或固体吸收试剂的条件下达到连续、高效捕集分离CO₂。

本发明方法设计的CO₂捕集装置，包括源头CO₂气体压缩机，后面连接两个并联的吸收炉，压缩机和每个吸收炉之间有开关阀；吸收炉有内置毛细管的固定床，毛细管上下口分别固定在上端圆形布管盘和下端圆形布管盘上，上、下端圆形布管盘上除有毛细管口外，还有无阻力孔；每个吸收炉前配有压力表，吸收炉后面连接一个压力表；吸收炉后的压力表后面有背压阀，从背压阀出来的气体一部分循环回压缩机前与源头CO₂气体混合进入压缩机，另一部分通过开关阀放空。

一般地，所述的毛细管材质为玻璃、铜和铜合金中的一种。

所述毛细管外径为0.5~4mm，内径为0.3~3mm。

所述的毛细管长度为2~20cm。

所述的圆形布管盘直径与吸收炉界面直径相等。

所述的无阻力孔为5个，1个位于圆形布管盘的圆心处，另外4个以圆形布管盘圆心为对称中心呈十字交叉中心对称分布，无阻力孔直径为圆形布管盘直径的1/10~1/5。

采用本发明设计的装置进行CO₂捕集的主要方法如下：先打开一个吸收炉入口阀门，另一个吸收炉入口阀门出于关闭状态，源头CO₂气体经过压缩机加压后进入其中一个吸收炉，在这个吸收炉内首先与圆形布管盘接触，一部分气体进入毛细管内部而凝为液体，另一部分通过圆形无阻力孔；通过无阻力空的CO₂，一部分循环到压缩机前与源头CO₂混合后经压缩机压缩再次进入吸收炉，另一部分放空；当一个吸收炉中的毛细管凝结CO₂达到饱和后，关闭这个吸收炉入口的阀门，打开另一本吸收炉入口阀门，并将吸收饱和的固定床取出放在可抽真空的装置中，进行抽真空处理，使CO₂气体重新气化脱离毛细管，然后将释放出CO₂的固定床放回吸收炉中。