[发明专利]一种变压吸附分级提浓CO2的方法

权利要求书

1.一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，采用逐级的两段变压吸附气体分离方法从低浓度CO₂原料气中提取得到高浓度CO₂产品，其特征在于，每段变压吸附设置有4台或4台以上的吸附床，第一段变压吸附的吸附床依次经历吸附、均压降、抽真空、均压升；第二段变压吸附的吸附床依次经历吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、最终升压；每个阶段的吸附床根据使用需求在各功能间交替切换，循环操作；

其中，第一段变压吸附的半产品CO₂气体通过压缩机增加压力后进入第二段变压吸附，第二段变压吸附产出的CO₂气体作为最终产品，吸附废气返回到第一段变压吸附作为升压气体；

第一段变压吸附的每台吸附床在一个循环操作周期内必须包括吸附、均压降、抽真空，均压升步骤；第二段变压吸附的每台吸附床在一个循环操作周期内必须包括吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、最终升压步骤。

2.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，所述第一段变压吸附的吸附床还需要经历设置在均压 降及抽真空之间的逆放和均压升后的最终升压。

3.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，所述吸附床内装填有活性炭、氧化铝、硅胶中的一种或几种固体吸附剂。

4.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，所述吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、最终升压的具体操作如下：

吸附：低浓度CO₂原料气从吸附床原料气入口进入吸附床，以CO₂为主的易吸附组分吸附在吸附剂表面上，而不易吸附的气体作为吸附废气从吸附床顶部排出，实现CO₂和其它不易吸附气体组分的分离；

均压降：完成吸附步骤的吸附床向需要进行均压升步骤的吸附床充压，使均压降步骤的吸附床压力降低，均压升步骤的吸附床压力升高，直至两台吸附床的压力接近或相等；

逆放：完成均压降步骤的吸附床，沿吸附步骤气流方向相反的方向，从吸附床原料气入口端的逆放气出口排出吸附剂床层中的气体，降低吸附床的压力，使吸附在吸附剂表面上的CO₂组分解吸；

抽真空：用真空泵对吸附床抽真空，进一步降低吸附剂床层的压力，使吸附在吸附剂表面上的CO₂组分进一步解吸；

均压升：抽真空步骤完成后的吸附床，通过与处于均压降步骤的吸附床直接连接，或与均压缓冲罐连接，实现升压，直至两台吸附床的压力接近或相等，并回收均压降吸附床排出的气体中组分；

最终升压：利用吸附操作步骤流出吸附床的吸附废气或原料气对吸附床进行升压，使之达到吸附操作压力，并使吸附前沿后移。

5.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，第一段变压吸附实施吸附步骤时吸附床的操作压力为表压：0.05MPa～0.2MPa；第二段变压吸附实施吸附步骤时吸附床的操作压力为表压：0.2MPa～0.5MPa；实施抽真空步骤时吸附床的最低操作压力为表压：－0.04MPa～－0.09MPa。

6.如权利要求4所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，所述低浓度CO₂原料气在进吸附床前需进行脱水处理。

7.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO2的方法，其特征在于，所述低浓度CO₂原料气中CO₂的含量为8～25％。

8.如权利要求1所述一种变压吸附分级提浓CO₂的方法，其特征在于，采用所述方法提浓得到的产品中CO₂纯度达到90％以上。