[发明专利]一种测量二氧化碳吸附热的装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量吸附热的装置，特别涉及一种测量二氧化碳吸附热的装置。

背景技术

CO₂的捕集与封存技术(Carbon Capture and Storage，CCS)是将化石燃料燃烧产生的CO₂捕集之后运输至特定地点进行长期封存的一种综合技术，是最容易在短期内实现CO₂减排的途径。这一技术可以在不减少化石燃料使用量的前提下大大降低排放至大气中CO₂的量，综合考虑了环境因素和经济因素，成为了目前低成本缓解CO₂排放的主要手段。

吸附法，属于CO₂的捕集与封存技术的一种，是通过多孔的固体吸附剂将混合气体中的一种或多种组分吸附于材料之上，再通过加热吹扫等方式将气体组分脱附，达到分离富集的作用。吸附是气体分离、去除中最常用的一种方法，具有很好的去除效率。此法工艺成熟，效果可靠，易于回收有机溶剂，因此被广泛地应用于化工、喷漆、印刷、轻工等行业中的有机废气治理，尤其是苯类、酮类的处理。除此之外，吸附法也被大量应用于工业废气中CO₂的处理，是当前的研究热点。

在吸附过程中，CO₂在吸附剂上的吸附是一个放热过程，而脱附是一个吸热过程，需要外加能量才能达到较好的脱附效果。但是吸附热的测量非常困难，因为对一般的量热仪来说，吸附热过于微弱，对气固吸附体系来说尤其如此。目前常用于测量吸附热的方法有量热法、气相色谱法和BET法。量热法由于吸附过程中一般热效应较小，故设备要求较高，不易获得准确的吸附热数值；气相色谱法可在接近于催化反应的流动体系中进行吸附热的测量，并且可在高温时或反应条件下进行测量，但是其手续繁复，测量费时。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种将二氧化碳吸附时放出的热量利用到脱附过程中，实现能源消耗最小化的测量二氧化碳吸附热的装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明的一种测量二氧化碳吸附热的装置，包括电阻加热炉和中间嵌套在电阻加热炉内部的固定床吸附柱，在所述的电阻加热炉上安装有一根加热炉热电偶，所述的加热炉热电偶与温度控制器相连，所述的固定床吸附柱呈垂直设置，在所述的固定床吸附柱的中部且位于高度三分之一的区域内填充有分子筛吸附剂，在所述的分子筛吸附剂的上下两侧放置有与吸附柱内径相同的铁丝网圆片，在所述的固定床吸附柱的中部、分子筛吸附剂的上部、下部分别设置有一根热电偶以检测吸附过程中固定床吸附柱内部不同位置的温度变化，三根所述的热电偶与温度记录仪相连，所述的固定床吸附柱的底部进气口通过第一管线顺次连接第一阀门以及第一质量流量计后分成两个支路，其中第一支路连接第二质量流量计和二氧化碳气瓶，第二支路连接第三质量流量计和氮气气瓶，所述的固定床吸附柱的顶部出气口连接两个支管，其中在第一支管上安装有第二阀门，所述的第二支管顺次连接第三阀门和气相色谱仪，所述的温度记录仪通过控制线分别与数字记录仪以及电脑记录装置相连以进行数据记录与处理。

本发明的有益效果是：

1.利用本发明装置做出吸附穿透曲线即可计算求得吸附热。这种方法比常用的程序升温法测量吸附热简便。

2.本发明使用的是固定床反应器，固定床反应器的优点是：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单。

附图说明

图1为本发明的一种测量二氧化碳吸附热的装置的结构示意图；

图2为CO₂的吸附平衡等温线用Langmuir等温线模型拟合图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

参见图1，本发明的一种测量二氧化碳吸附热的装置，包括电阻加热炉10和中间嵌套在电阻加热炉内部的固定床吸附柱9，在所述的电阻加热炉10上安装有一根加热炉热电偶17，所述的加热炉热电偶17与温度控制器12相连，电阻加热炉10的温度是由温度控制器12所控制的，温度控制仪12通过热电偶17接入电阻加热炉10来调节其吸附、脱附过程中的温度。