[发明专利]一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统和方法

说明书

本申请提供了一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统和方法，该系统中，所述吸附装置内部从上到下层叠设有至少两组薄层鼓泡床组件，每组薄层鼓泡床组件主体为布气孔板，所述布气孔板的一端为进料端、另一端为出料端，在其出料端设有下料管，所述下料管下端敞口并与下一组布气孔板进料端连通；所述吸附装置顶部设有气体出口，下部设有烟气进口及吸附剂排料管；所述解吸装置顶部依次设有过滤器及解吸气出口，下部设有加热盘管和分布器，底部具有物料出口；所述冷却装置内设有冷却管和分布管，顶部连接有提升管；所述提升管上端伸到吸附装置内部。本申请的系统用于工业烟气CO₂捕集，CO₂捕集率较高，可生产高纯度的CO₂产品。

技术领域

本申请属于环境保护、工业烟气治理、资源利用技术领域，特别涉及一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统和方法。

背景技术

工业烟气治理是环境保护的重要问题之一。工业烟气是二氧化碳的主要排放源，对烟气中二氧化碳的捕集及其资源利用的技术研发在环保领域越来越受到关注和重视。在几种气体分离方法中，通过吸附分离技术捕集烟气中CO₂已有较多的应用；其主要工艺过程包括：吸附质CO₂在吸附反应器中低温/高压时被吸附剂吸附，而在高温/低压下脱附，进而实现CO₂的分离富集。

吸附剂是吸附分离法捕集二氧化碳的一个关键因素，常用的二氧化碳吸附剂包括碳基材料、沸石分子筛、固体胺吸附剂等。并且，工业上根据解吸方式不同将吸附工艺分为变压吸附、变温吸附和变电吸附等。二氧化碳吸附及解吸的过程非常复杂；如何从烟气中高效捕集CO₂并获得高纯度的CO₂产品，目前仍是具有挑战性的研究课题。

发明内容

基于此，本申请提供一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统和方法，本申请的装置系统用于工业烟气CO₂捕集，可达到较高的CO₂捕集率，进而生产高纯度的CO₂产品。

本申请提供一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统，包括吸附装置、解吸装置和冷却装置，所述吸附装置内部从上到下层叠设有至少两组薄层鼓泡床组件，每组薄层鼓泡床组件主体为布气孔板，所述布气孔板的一端为进料端、另一端为出料端，在其出料端设有下料管，所述下料管下端敞口并与下一组布气孔板进料端连通；所述吸附装置顶部设有气体出口，下部设有烟气进口及吸附剂排料管，并经第一输送管与解吸装置中部连接；

所述解吸装置顶部依次设有过滤器及解吸气出口，下部设有加热盘管和分布器，底部具有物料出口，并经第二输送管与冷却装置下部连接；所述冷却装置内设有冷却管和分布管，顶部连接有提升管；所述提升管上端伸到吸附装置内部。

在本申请的实施例中，所述每组薄层鼓泡床组件还包括位于布气孔板出料端的溢流堰，出料端流化料越过溢流堰进入下料管。

在本申请的实施例中，所述溢流堰高度在30～100mm之间。

在本申请的实施例中，所述下料管位于吸附装置壳体的外部和/或内部；所述吸附装置顶部气体出口前还设有烟气过滤器。

在本申请的实施例中，所述每组薄层鼓泡床组件的鼓泡床厚度在50～100mm之间。

在本申请的实施例中，所述吸附装置内部从上到下层叠设有2～6组薄层鼓泡床组件。

本申请提供一种球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸的方法，包括以下步骤：

采用前文所述的球形固态胺多级薄层鼓泡床二氧化碳捕集及解吸系统；烟气从吸附装置下部烟气进口引入，烟气流化球形固态胺吸附剂颗粒，并被吸附捕集烟气中的CO₂；