[发明专利]利用钙基吸收剂吸收热解气中CO2在审

专利信息
申请号: 201910916738.5 申请日: 2019-09-26
公开(公告)号: CN111234884A 公开(公告)日: 2020-06-05
发明(设计)人: 杨昌昱;陈琳;马晓茜;柯春城 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: C10K1/22 分类号: C10K1/22;B01D53/30;B01D53/62;B01D53/81
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 何淑珍;隆翔鹰
地址: 510640 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 利用 吸收剂 吸收 解气 co base sub
【说明书】:

发明公开了一种利用钙基吸收剂吸收热解气中CO2的系统及其控制方法,所述系统包括依次相连接的前端进口管道、气体流量控制装置、CO2含量测试装置、中间管道和后端出口管道;所述系统还包括处理控制器,处理控制器分别与CO2含量测试装置和中间管道相连接;中间管道包括若干分支管道,每个分支管道的管道口处设有阀门,分支管道内设有钙基吸收剂;处理控制器接收CO2含量测试装置发出的CO2含量信号并控制相应的分支管道上的阀门。所述系统具有延长吸收剂(尤其是价格高的小粒径吸收剂)使用寿命、系统能处理CO2含量范围更广的热解气、产品质量更稳定、系统可在不停工情况下更换吸收剂的优点。

技术领域

本发明涉及的技术领域为工业过程控制领域,具体涉及一种钙基吸收剂吸 收热解气中二氧化碳的管道系统及控制方法。

背景技术

通过热利用法,使固体废料资源化的流程通常为:有机固废在惰性气氛下 加热产生高温热解气,所述高温热解气经过催化重整后产生热解气,所述热解 气主要成分有CO、H2、CH4、CO2、氮的化合物以及硫的化合物;所述热解气 经过脱硫、脱氮、除CO2后,将是理想的气体燃料。

上述从热解气理想气体燃料的难点在于如何高效催化重整、脱氮脱硫以及 脱除CO2。热解气中存留的CO2会降低其热值,且直接排放CO2会加剧温室效 应,恶化气候;因此脱除热解气中的CO2是必要的。本发明要解决的是热解气 脱除CO2这个技术难题。

在工业生产中,常常选择钙基循环吸收剂脱除CO2,其工作时一个循环中 主要的化学方程式是:

然而,随着循环次数的增加,上述吸收剂会发生烧结现象,致使有效表面积减 小,吸收能力大大降低。因此,延长吸收剂的使用寿命是一个重要的研究课题。 目前,主要思路是对CaO进行化学修饰或者在吸收剂中加入其它成分以提高 吸收剂的寿命。而本发明则从工业过程控制角度出发,提供一种优化的管道系 统,配合合理的控制方法,以延长吸收剂使用寿命。

实验证明,钙基吸附剂的吸附容量的影响因子显著性从大到小依次为:混 合气体流量、二氧化碳含量、碳酸化温度、吸附剂颗粒粒径。热解气中二氧化 碳含量较高时,二氧化碳能迅速将吸附剂碳酸化,也就是说较大粒径吸附剂处 理高含量二氧化碳热解气的能力与小粒径吸附剂相当。热解气中二氧化碳含量 较低时,小粒径吸附剂的吸收能力比较大粒径吸附剂强。因此,若要求产品中 CO2含量稳定且尽量少消耗小粒径吸附剂,应该只用小粒径吸收剂处理低含量 CO2热解气。在本发明中,假定热解气温度为600-700℃并且通过流量仪控制 热解气流量。

分子的红外光吸收光谱可以反映分子的官能团或化学键种类从而推断分 子式;对于简单分子组成的混合物,若官能团特征峰之间重叠很少(亦即官能 团之间特征波数差别大)且特征峰有足够的强度,并且该分子的数量不太少, 则还可以通过红外光吸收光谱对混合物做定量分析。

热解气脱硫、脱氮后,主要成分为:CO、H2、CH4、CO2。已知热解气中 各分子存在的特征官能团或者化学键;它们主要为(括号内为特征波数/cm-1): 碳氧三键(2150)、氢氢单键(中红外区无吸收峰)、碳氢单键(2913.0、1533.3、 3018.9、1305.9)、碳氧双键(2349、1340、667)。上述主要特征官能团或化学 键的特征峰差别较大,因而为通过红外吸收光谱检测热解气中CO2含量提供可 能。

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