的专用规整填料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种常压捕集CO2的专用规整填料，其特征在于：所用的规整填料为金属波纹板填料，该金属波纹板填料板的厚度为0.5-1.5mm，波峰高h为12-24mm，齿顶角β为75°，波底倾角α为30-37.5°，将金属波纹板相互交叉垂直放置在一起，形成一个圆柱型的规整填料，由金属薄皮捆绑固定，规整填料直径为所需塔径，填料安装在塔内高度为200-500mm；本发明提高了CO2吸收捕集设备的传质效率，特别是在低液体喷淋密度下，提高了10-20%，新填料的使用，可降低捕集设备的制造成本，从而降低整个CO2捕集过程的能耗和成本。
【专利说明】一种常压捕集CO2的专用规整填料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从气体混合物中捕集和分离CO2的吸收塔和解吸塔所用内构件的规整填料。
【背景技术】
[0002]全球气候变暖已经成为毫无争议的事实。温室气体CO2的排放是造成气候变暖的一个主要因素。如何从富含CO2的常压气体混合物中，包括烟道气、炼厂气和制氢尾气等捕集和分离CO2极为重要。
[0003]根据不同的应用场合和原料气的压力高低，脱碳方法可分为干法和湿法。干法包括吸附法和膜法，一般适用于CO2浓度较高、压力较高的场合；湿法为溶剂吸收法，溶剂吸收法多用于原料气压力较低或常压的场合。
[0004]在规整填料方面，中国专利申请(93104269.0)公布了一种孔环波形填料，其特征在于孔板波纹为圆弧状，且在所述每段波纹上开有一组环片，每两相邻波纹上的环片交错排列。中国专利申请(200610053562.8)提出一种板波纹规整填料塔，每两层斜型板波纹规整填料层之间间隔有至少一层轴向导流的板波纹规整填料层。中国专利申请(200810052976.8)提出了筛孔网板波纹填料片及规整填料。中国专利申请(200910099811.0)公布了一种具有光边结构的板波纹规整填料及制造方法。中国专利申请(200910115360.5)提出了一种肴式金属规整填料，它由至少两层网孔型填料组成，每层网孔型填料由金属带条间隔排列形成。中国专利申请(201010290219.1)公布了一种过渡弧形边缘改进型板波纹规整填料及其制造方法。这些规整填料方面的中国专利申请，都没有专门针对CO2捕集体系的特点，设计和提出合适的规整填料。
[0005]针对的CO2捕集过程，一般是常压的原料气，如烟道气、炼厂气和制氢尾气等，含有5-60%的CO2，浓度变化范围大，压力为常压附近，一般为0.05-0.15MPa，采用吸收法吸收CO2气体时，液气比很小，液体喷淋密度小，甚至小到5-10m3/m2h。目前市场上常用的金属板波纹填料，主要是X型和Y型，其波纹和水平线的夹角(倾角)为45°和60°，在低液体喷淋密度情况下，传质效率较差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种常压捕集CO2的专用规整填料，特别针对常压气体中的CO2吸收法捕集工艺常用的捕集设备中的内构件的规整填料。设计的规整填料，传质效率高，阻力小，所需吸收塔和解吸塔的高度小，可节省大量的设备投资。
[0007]本发明所述的一种气体中捕集和分离CO2的吸收塔和解吸塔所用的规整填料为金属波纹板填料，该金属波纹板填料板的厚度为0.5-1.5mm,波峰高h为12_24mm,波峰顶角β为75°，波底倾角α为30-37.5°，将金属波纹板相互交叉垂直放置在一起，形成一个圆柱型的规整填料，由金属薄皮捆绑固定，规整填料直径为所需塔径，填料安装在塔内高度为200-500mmo
[0008]该填料用于烟道气、炼厂气、制氢尾气等常压条件下的CO2浓度为5%_60%的气体中吸收法捕集或分离CO2工艺过程中的吸收塔、解吸塔及水洗塔。可用于包括常规的吸收、加热解吸的CO2捕集分离工艺；吸收、真空解吸的工艺；吸收、惰性气体气提的工艺；或在捕集或分离CO2的同时吸收分离so2、h2s和/或有机硫的工艺。应用于CO2吸收捕集的工艺，其特征在于，所述吸收条件:温度为30°c -80°c，压力为0.05-0.15MPa ;所述解吸条件:温度为 800C _130°C，压力为 0.1-0.2MPa。
[0009]本发明的规整填料的效果在于，提高了 CO2吸收捕集设备的传质效率，特别是在低液体喷淋密度下，提高了 10-20%。新填料的使用，可降低捕集设备的制造成本，从而降低整个CO2捕集过程的能耗和成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为制作规整填料的金属波纹板的结构。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]在装有的规整填料的吸收塔中，采用浓度0.5M的NaOH溶液吸收气体中的0)2，气体F因子为1.14Pa°_5，液体喷淋密度为12.5m3/m2h，采用新填料的倾角为30°、齿顶角为75°，新填料的有效传质面积测定结果为220m2/m3。而倾角为45°、齿顶角为90°、其它参数一样的对比填料的有效传质面积为205m2/m3。新填料的有效传质面积分别提高了 7%。
[0013]实施例2
[0014]在装有的规整填料的吸收塔中，采用浓度0.5M的NaOH溶液吸收气体中的0)2，气体F因子为1.14Pa°_5，液体喷淋密度为12.5m3/m2h，采用新填料的倾角为37.5°、齿顶角为75°，新填料的有效传质面积测定结果为225m2/m3。而倾角为45°、齿顶角为90°、其它参数一样的对比填料的有效传质面积为205m2/m3。新填料的有效传质面积分别提高了 10%。
[0015]实施例3
[0016]在装有的规整填料的吸收塔中，采用浓度0.5M的NaOH溶液吸收气体中的0)2，气体F因子为0.76Pa°_5，液体喷淋密度为12.5m3/m2h，采用新填料的倾角为37.5°、齿顶角为75°，新填料的有效传质面积测定结果为190m2/m3。而倾角为45°、齿顶角为90°、其它参数一样的对比填料的有效传质面积为170m2/m3。新填料的有效传质面积提高了 12%。
[0017]实施例4
[0018]在装有的规整填料的吸收塔中，采用浓度0.5M的NaOH溶液吸收气体中的0)2，气体F因子为0.38Pa°_5，液体喷淋密度为12.5m3/m2h，采用新填料的倾角为30°、齿顶角为75°，新填料的有效传质面积测定结果为150m2/m3。而倾角为45°、齿顶角为90°、其它参数一样的对比填料的有效传质面积为125m2/m3。新填料的有效传质面积提高了 20%。
[0019]实施例5
[0020]在装有的规整填料的吸收塔中，采用浓度0.5M的NaOH溶液吸收气体中的CO2,气体F因子为0.38Pa°_5，液体喷淋密度为12.5m3/m2h，采用新填料的倾角为37.5°、齿顶角为75°，新填料的有效传质面积测定结果为147m2/m3。而倾角为45°、齿顶角为90°、其它参数一样的对比填料的有效传质面积为125m2/m3。新填料的有效传质面积提高了 18%。
【权利要求】
1.一种常压捕集CO2的专用规整填料，其特征在于:所用的规整填料为金属波纹板填料，该金属波纹板填料板的厚度为0.5-1.5_，波峰高h为12-24_，齿顶角β为75°，波底倾角α为30-37.5°，将金属波纹板相互交叉垂直放置在一起，形成一个圆柱型的规整填料，由金属薄皮捆绑固定，规整填料直径为所需塔径，填料安装在塔内高度为200-500mm。
【文档编号】B01J19/32GK104275143SQ201310280948
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】于笑丹, 陈健, 陈宏坤, 杨伟, 王万福, 汤志刚 申请人:中国石油天然气股份有限公司