一种带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置

本发明涉及二氧化碳捕集领域，具体涉及一种带热回收的二氧化碳吸附剂循环利用装置。

背景技术：

0、技术背景

1、由于人类的生产生活特别是化石燃料的燃烧，二氧化碳的过度排放引发了温室效应，导致了海平面上升，土地荒漠化以及生物多样性减少等次生灾害的产生。

2、现有的碳捕集技术包括吸附法、有机溶剂吸收法、低温分离法、膜分离法等的方法，市场上现有的碳捕集技术以胺基洗涤为主，虽然胺基洗涤是一种广泛使用的燃烧后二氧化碳捕获技术，但它存在一定的局限性，如胺的损失、腐蚀和高能量成本，吸附法利用固体吸附剂捕集二氧化碳，具有成本低，制备方法简便等特点，从诸多捕集方式中脱颖而出。

3、吸附剂对二氧化碳的吸附能力来自于其微孔所提供的物理吸附和表面官能团所提供的化学吸附，在工业上在吸附剂达到吸附饱和后，为使其重新获得吸附能力，会采用热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法、化学药剂再生法等方法使其重新获得吸附能力，其中热再生法以其再生彻底，次生污染物较少，在诸多再生方法中脱颖而出，然而，热再生法直接排放了大量的热量，且提供其所需能量消耗了大量的化石燃料，也会导致大量二氧化碳的排放。

4、现有技术中还不存在将吸附剂热脱附所排放热量回收利用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种，带有热回收的吸附剂再生循环利用系统，在利用高温气流使吸附剂脱附的同时，利用其产生的热量加热氮气气流，来吹扫吸附剂，以实现吸附剂再生。

2、本发明目的通过以下技术实现：

3、一种带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置：包括若干套吸附装置，脱附装置，换热装置以及二氧化碳储存装置，其特征是：吸附剂在吸附饱和以后，通过高温氮气实现吸附剂脱附，脱附后的高温氮气与二氧化碳混合气体，经过气路连接到换热装置，从而实现对氮气进行加热，以此来获得高温氮气，用于后续吸附剂干燥或是脱附。

4、所述吸附装置中装有二氧化碳捕集用吸附剂，用于对烟气中的二氧化碳进行捕集,下端连接烟道，上端连接尾气处理装置用于其他有害组分回收。

5、所述脱附装置上下端均连接气流管路，下端通高温氮气气流，用于吸附剂中二氧化碳的脱附，以实现吸附剂的再生，上端产生的高温氮气，二氧化碳混合气流，通过管路到达热交换装置。

6、所述热交换装置包含上述气流管路、一套螺旋式冷凝管、一套氮气气流管路，一套高温油泵。

7、所述热交换装置通过高温油泵带动螺旋式冷凝管中的油，以达到热量交换的目的，从而实现一路尾气的冷却以及另一路氮气的加热。

8、有益效果：为实现吸附剂的循环利用，工业上的常用方式为高温脱附，氮气的加热过程需要大量的能量，伴随着化石燃料的燃烧，这一过程容易排放大量的二氧化碳，从而降低吸附剂的使用价值。本发明利用脱附气体的热量，加热氮气，用于吸附剂的脱附或干燥。

技术特征：

1.一种带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：包括，1-吸附剂再生装置，2-热交换装置，3-二氧化碳液化储存装置，4-高压氮气气源，5-高温油泵，6-高温氮气出口。

2.根据权利要求书1所述的带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：吸附再生装置1与热交换装置2中的螺旋管相连，热交换装置2中的螺旋管另一端与二氧化碳液化储存装置3相连。

3.根据权利要求书1所述的带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：高压氮气气源4通过管路与热交换装置2中的螺旋管相连，热交换装置2中的螺旋管另一端配备高温氮气出口6，用于吸附剂吸附前干燥处理或是吸附后再生。

4.根据权利要求书1所述的带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：热交换装置中两个螺旋管均处于装满油的密闭容器中，密闭容器中配有若干个高温油泵5。

5.根据权利要求书1所述的的带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：在吸附剂再生装置中通过对吸附剂进行高温氮气吹扫实现其吸附性能再生，产生的高温尾气通过热交换装置2进行冷却，通入二氧化碳液化储存装置实现液化储存。

6.根据权利要求书1所述的的带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，其特征在于：高压氮气气源4产生常温氮气气流，在经过热交换装置2时利用螺旋式换热管增加其与高温热油的接触时间与接触面积从而起到加热氮气的作用。

技术总结
一种带余热利用的二氧化碳吸附剂循环利用装置，涉及吸附剂再生领域，其特征在于包括若干套吸附装置，脱附装置，换热装置以及二氧化碳储存装置，吸附剂在吸附饱和以后，通过高温氮气实现吸附剂脱附，脱附后的高温氮气与二氧化碳混合气体，经过气路连接到换热装置，从而实现对氮气进行加热，以此来获得高温氮气，用于后续吸附剂干燥或是脱附。所述吸附装置中装有二氧化碳捕集用吸附剂，用于对烟气中的二氧化碳进行捕集,上端连接烟道，下端连接二氧化碳液化储存装置，用于封存从吸附剂中脱附出来的二氧化碳。

技术研发人员：俞快,李继续,许豪铭,徐立恒
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15