[发明专利]一种基于气汽换热吸附装置的强化系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于气汽换热吸附装置的强化系统及方法，能够强化热利用效率，捕集吸附效果好，降低能耗，同时系统空间操作灵活，降低捕集成本。包括吸附/解吸附装置、气体换热系统以及蒸汽换热系统；其中，所述吸附/解吸附装置内装有吸附材料，所述吸附/解吸附装置的一端设置有吸附风机，另一端开设有空气进口；所述气体换热系统包括依次连接的COsubgt;2/subgt;气瓶、加热炉和气体缓冲罐，所述气体缓冲罐的出气端通过三通阀与吸附/解吸附装置的进气端连接；所述蒸汽换热系统包括依次连接的去离子水处理器和水蒸汽发生器，所述水蒸汽发生器的出气端通过三通阀与吸附/解吸附装置的进气端连接。

技术领域

本发明属于空气捕集技术关键设备技术领域，具体涉及一种基于气汽换热吸附装置的强化系统及方法。

背景技术

近年来，碳中和技术在工业领域应用广泛，在学术领域也成为研究热点。其中，碳捕集与封存技术(Carbon Capture and Sequestration,CCS)的捕集对象主要是工业固定源排放的CO₂，而直接空气捕集技术(Direct air capture,DAC)可以针对约占50％总排放分布源的CO₂，从而显著降低CO₂排放量，减少碳排放造成的全球变暖等问题。

直接空气捕集技术对于CO₂捕集的效果较优，现行的直接空气捕集技术着力于开发低成本、高通量、高选择性的规模化吸附材料以及研发高效低成本的设备，寻找可再生能源耦合的新技术与新途径，例如开发太阳能、风能等驱动吸附剂再生的新工艺。但是目前现有的空气捕集设备成本造价较高，且吸附材料利用率较低，因此，针对空气捕集设备的改进进而提高CO₂捕集率是降低成本的关键。

现有的空气捕集设备存在的技术问题包括：目前DAC在工业领域涉及较少且DAC技术的关键设备研究较少。针对CO₂吸附剂提供热量的方法仍沿用传统的材料加热技术，加热效率较低，受热不够均匀，且蒸汽潜热，能耗较大，当捕集的CO₂浓度较低时，或处于常温常压的反应条件下，或者环境中存在水汽时，会增加捕集成本高，影响捕集吸附效果，同时现有的空气捕集设备再生能耗大，占地面积大，在空间有限的情况下不易布置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于气汽换热吸附装置的强化系统及方法，能够强化热利用效率，捕集吸附效果好，降低能耗，同时系统空间操作灵活，降低捕集成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于气汽换热吸附装置的强化系统，包括吸附/解吸附装置、气体换热系统以及蒸汽换热系统；

其中，所述吸附/解吸附装置内装有吸附材料，所述吸附/解吸附装置的一端设置有吸附风机，另一端开设有空气进口；

所述气体换热系统包括依次连接的CO₂气瓶、加热炉和气体缓冲罐，所述气体缓冲罐的出气端通过三通阀与吸附/解吸附装置的进气端连接；

所述蒸汽换热系统包括依次连接的去离子水处理器和水蒸汽发生器，所述水蒸汽发生器的出气端通过三通阀与吸附/解吸附装置的进气端连接。

优选地，所述水蒸气发生器上设置有水蒸气温度检测仪、水蒸气压力计和水蒸气泄压阀。

优选地，所述气体缓冲罐上设置有气体温度检测仪、压力计和安全阀。

优选地，所述加热炉采用管式加热炉，管式加热炉的控制端连接有管式炉控制器，所述管式炉控制器的信号端与气体温度检测仪的信号端连接。

优选地，所述吸附/解吸附装置的出口端通过气体出口三通阀连接有气体循环回路，所述气体循环回路包括气液分离器和气体储罐；