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一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法

文献发布时间:2024-04-18 20:02:18


一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法

技术领域

本发明属于空气分离系统中分子筛吸附器的附属部件技术领域,具体涉及一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法。

背景技术

现有的空气分离装置是利用深冷技术将空气分离,生产氧气、氮气、氩气等产品的装置;其中纯化系统分子筛吸附器内部的氧化铝和分子筛填料能够将空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳吸附除去,以防其进入冷箱结晶造成换热器、管道等设备堵塞,乙炔等碳氢化合物集聚在液氧中发生爆炸。上述分子筛吸附器的再生传统技术上使用蒸汽加热污氮气的方法对氧化铝和分子筛填料进行加热来实现的,通过加热使填料解吸的二氧化碳随加热氮气被排放至大气中,上述过程中由于添加有杂质气体,因此无法对二氧化碳进行捕集和利用,同时需要消耗大量的蒸汽以及污氮气。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,而提供一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法。

本发明的目的是这样实现的:

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置,包括压缩空气管道,压缩空气管道与空冷塔相连,空冷塔的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵相连,真空泵的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵之间设有再生气干燥部。

本发明的有益效果为:本发明摒弃了传统技术中采用蒸汽加热污氮气对分子筛吸附单元进行再生的方式,以真空泵抽真空的形式对进行再生,在抽真空的同时耦合二氧化碳捕集单元,从而实现在不引入杂质气体的前提下对二氧化碳进行捕集,不仅实现了对二氧化碳的回收再利用,且能够减少蒸汽能耗和碳排放;更进一步地,本发明在真空泵的前端设置有再生气干燥部以实现对再生气的干燥,从而避免污染真空泵的泵油。

优选的,所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器,至少两个分子筛吸附器并联设置,分子筛吸附器的进口端设有第一阀门,分子筛吸附器的出口端设有第二阀门;分子筛吸附器的进口端和第一阀门之间设有第一三通,第一三通的第三端通过第三阀门与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器的出口端与第二阀门之间设有第二三通,第二三通的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀。

优选的,所述再生气干燥部为冷凝捕水器,冷凝捕水器和真空泵之间设有压力传感器。

优选的,所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐,二氧化碳吸收储罐的中部进口与真空泵的末端相连,二氧化碳吸收罐的顶部设有气体出口,二氧化碳吸收罐的内上部设有雾化喷淋管道,雾化喷淋管道的进口通过吸收剂循环泵与二氧化碳吸收罐底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐的下部设有吸收剂补充管道以及副产品外排管道。

优选的,所述吸收剂补充管道上设有第四阀门,副产品外排管道上设有第五阀门;雾化喷淋管道和吸收剂循环泵之间设有在线铵离子分析仪。

一种所述用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器并联设置,一个分子筛吸附器用于吸附,另一个分子筛吸附器用于再生;分子筛吸附器吸附的过程为:压缩空气管道内的压缩空气通过空冷塔进入相应的第一阀门进入分子筛吸附器中进行吸附,分子筛吸附器内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器相应的第二阀门进入纯化空气管道内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器吸附的过程时,另一个分子筛吸附器处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器相应的第一阀门和第二阀门,并开启第三阀门,同时启动真空泵对该分子筛吸附器内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵持续对再生的分子筛吸附器内部抽真空,该分子筛吸附器内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵进入二氧化碳吸收罐内,气体在二氧化碳吸收罐内上行,启动吸收剂循环泵,使二氧化碳吸收罐内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当不超过预设阈值时吸收剂循环泵持续启动;当超过预设阈值时开启第五阀门使液相副产品外排,同时打开第四阀门使新鲜吸收剂进入二氧化碳吸收罐内底部;

步骤6:当在线铵离子分析仪对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,检测数值低于预设阈值时,关闭第五阀门和第四阀门。

优选的,上述步骤4-步骤6再生气捕集二氧化碳过程中真空泵持续运行,当压力传感器检测的真空度处于预设阈值时,真空泵停止运行;再生过程的分子筛吸附器再生结束;打开分子筛均压阀,对再生结束的分子筛吸附器进行充压,即可。

按照上述方案制成的一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法,本发明通过以真空泵抽真空的形式对分子筛吸附单元进行再生,在抽真空过程的同时耦合二氧化碳捕集单元,从而实现在不引入杂质气体的前提下对二氧化碳进行捕集,不仅实现了对二氧化碳的回收再利用,且能够减少蒸汽能耗和碳排放;本发明通过设置第一阀门、第二阀门和第三阀门能够使并联设置的分子筛吸附器能够单独进行吸附和再生,能够满足压缩空气吸附运行需要的同时还能够实现对二氧化碳的连续捕集;进一步地,本发明通过设置压力传感器能够监控再生过程中分子筛吸附器内部的真空度,从而确定再生过程结束的时机;通过设置二氧化碳捕集单元能够实现对二氧化碳的捕集,以实现对二氧化碳的再利用,以及减少碳排放的特点;具有设计合理、减少能源消耗、降低碳排放的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示,本发明为一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置及捕集方法,其装置包括压缩空气管道1,压缩空气管道1与空冷塔2相连,空冷塔2的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道3相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵4相连,真空泵4的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵4之间设有再生气干燥部。本发明用于对压缩空气管道1内的压缩空气进行吸附,用于去除压缩空气内的水分、碳氢化合物和二氧化碳,以实现在后期进入深冷工序中保证其正常运行的特点,同时,改变了传统技术中分子筛吸附单元的蒸汽加热利用污氮气再生的方式,使用真空泵4抽真空的形式进行再生,并以该方式为契机与二氧化碳捕集单元相耦合,以达到在降低能耗和不引入杂质气体的前提下对二氧化碳进行捕集和再利用,并达到减少碳排放的特点。

进一步对,所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器5,至少两个分子筛吸附器5并联设置,分子筛吸附器5的进口端设有第一阀门6,分子筛吸附器5的出口端设有第二阀门7;分子筛吸附器5的进口端和第一阀门6之间设有第一三通21,第一三通21的第三端通过第三阀门8与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器5的出口端与第二阀门7之间设有第二三通22,第二三通22的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀9。本发明通过上述设置能够实现一个分子筛吸附器5用于吸附,另外一个分子筛吸附器5实现再生的特点,上述方式能够保证吸附和再生连续进行,以达到实现连续运行的特点,进一步地,通过设置分子筛均压阀9,能够在分子筛吸附器5再生后,利用吸附运行的分子筛吸附器5使再生后的分子筛吸附器5升压,以实现其快速正常运行的目的。

进一步地,所述再生气干燥部为冷凝捕水器10,冷凝捕水器10和真空泵4之间设有压力传感器11。通过设置冷凝捕水器10能够脱除再生气中的水分,避免污染真空泵的泵油的特点,进一步地,通过设置压力传感器11能够实时监测再生阶段分子筛吸附器5内部的真空度,以实现检测分子筛吸附器5再生状况的特点。

进一步地,所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐12,二氧化碳吸收储罐12的中部进口与真空泵4的末端相连,二氧化碳吸收罐12的顶部设有气体出口13,二氧化碳吸收罐12的内上部设有雾化喷淋管道14,雾化喷淋管道14的进口通过吸收剂循环泵15与二氧化碳吸收罐12底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐12的下部设有吸收剂补充管道16以及副产品外排管道17。通过上述设置能够实现吸收剂与再生气逆流接触,从而对再生气中二氧化碳气体进行捕集的特点。

进一步地,所述吸收剂补充管道16上设有第四阀门18,副产品外排管道17上设有第五阀门19;雾化喷淋管道14和吸收剂循环泵15之间设有在线铵离子分析仪20。通过上述设置能够实现对吸收剂的监控,当吸收剂中铵离子的浓度到达预设预设阈值时,通过副产品外排管道17实现外排,并通过吸收剂补充管道16补入新鲜的吸收剂,上述过程能够保证二氧化碳的捕集效果。

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器5并联设置,一个分子筛吸附器5用于吸附,另一个分子筛吸附器5用于再生;分子筛吸附器5吸附的过程为:压缩空气管道1内的压缩空气通过空冷塔2进入相应的第一阀门6进入分子筛吸附器5中进行吸附,分子筛吸附器5内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器5相应的第二阀门7进入纯化空气管道3内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器5吸附的过程时,另一个分子筛吸附器5处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器5相应的第一阀门6和第二阀门7,并开启第三阀门8,同时启动真空泵4对该分子筛吸附器5内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵4持续对再生的分子筛吸附器5内部抽真空,该分子筛吸附器5内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵4抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵4进入二氧化碳吸收罐12内,气体在二氧化碳吸收罐12内上行,启动吸收剂循环泵15,使二氧化碳吸收罐12内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道14内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵15输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当不超过预设阈值时吸收剂循环泵15持续启动;当超过预设阈值时开启第五阀门19使液相副产品外排,同时打开第四阀门18使新鲜吸收剂进入二氧化碳吸收罐12内底部;

步骤6:当在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,检测数值低于预设阈值时,关闭第五阀门19和第四阀门18。

上述步骤4-步骤6再生气捕集二氧化碳过程中真空泵4持续运行,当压力传感器11检测的真空度处于预设阈值时,真空泵4停止运行;再生过程的分子筛吸附器5再生结束;打开分子筛均压阀9,对再生结束的分子筛吸附器5进行充压,即可。

为了更加详细的解释本发明,现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下:

实施例1

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置,包括压缩空气管道1,压缩空气管道1与空冷塔2相连,空冷塔2的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道3相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵4相连,真空泵4的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵4之间设有再生气干燥部。所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器5,至少两个分子筛吸附器5并联设置,分子筛吸附器5的进口端设有第一阀门6,分子筛吸附器5的出口端设有第二阀门7;分子筛吸附器5的进口端和第一阀门6之间设有第一三通21,第一三通21的第三端通过第三阀门8与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器5的出口端与第二阀门7之间设有第二三通22,第二三通22的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀9。所述再生气干燥部为冷凝捕水器10,冷凝捕水器10和真空泵4之间设有压力传感器11。所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐12,二氧化碳吸收储罐12的中部进口与真空泵4的末端相连,二氧化碳吸收罐12的顶部设有气体出口13,二氧化碳吸收罐12的内上部设有雾化喷淋管道14,雾化喷淋管道14的进口通过吸收剂循环泵15与二氧化碳吸收罐12底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐12的下部设有吸收剂补充管道16以及副产品外排管道17。所述吸收剂补充管道16上设有第四阀门18,副产品外排管道17上设有第五阀门19;雾化喷淋管道14和吸收剂循环泵15之间设有在线铵离子分析仪20。

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器5并联设置,一个分子筛吸附器5用于吸附,另一个分子筛吸附器5用于再生;分子筛吸附器5吸附的过程为:压缩空气管道1内的压缩空气通过空冷塔2进入相应的第一阀门6进入分子筛吸附器5中进行吸附,分子筛吸附器5内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器5相应的第二阀门7进入纯化空气管道3内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器5吸附的过程时,另一个分子筛吸附器5处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器5相应的第一阀门6和第二阀门7,并开启第三阀门8,同时启动真空泵4对该分子筛吸附器5内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵4持续对再生的分子筛吸附器5内部抽真空,该分子筛吸附器5内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵4抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵4进入二氧化碳吸收罐12内,气体在二氧化碳吸收罐12内上行,启动吸收剂循环泵15,使二氧化碳吸收罐12内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道14内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵15输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当不超过预设阈值时吸收剂循环泵15持续启动。

实施例2

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置,包括压缩空气管道1,压缩空气管道1与空冷塔2相连,空冷塔2的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道3相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵4相连,真空泵4的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵4之间设有再生气干燥部。所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器5,至少两个分子筛吸附器5并联设置,分子筛吸附器5的进口端设有第一阀门6,分子筛吸附器5的出口端设有第二阀门7;分子筛吸附器5的进口端和第一阀门6之间设有第一三通21,第一三通21的第三端通过第三阀门8与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器5的出口端与第二阀门7之间设有第二三通22,第二三通22的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀9。所述再生气干燥部为冷凝捕水器10,冷凝捕水器10和真空泵4之间设有压力传感器11。所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐12,二氧化碳吸收储罐12的中部进口与真空泵4的末端相连,二氧化碳吸收罐12的顶部设有气体出口13,二氧化碳吸收罐12的内上部设有雾化喷淋管道14,雾化喷淋管道14的进口通过吸收剂循环泵15与二氧化碳吸收罐12底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐12的下部设有吸收剂补充管道16以及副产品外排管道17。所述吸收剂补充管道16上设有第四阀门18,副产品外排管道17上设有第五阀门19;雾化喷淋管道14和吸收剂循环泵15之间设有在线铵离子分析仪20。

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器5并联设置,一个分子筛吸附器5用于吸附,另一个分子筛吸附器5用于再生;分子筛吸附器5吸附的过程为:压缩空气管道1内的压缩空气通过空冷塔2进入相应的第一阀门6进入分子筛吸附器5中进行吸附,分子筛吸附器5内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器5相应的第二阀门7进入纯化空气管道3内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器5吸附的过程时,另一个分子筛吸附器5处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器5相应的第一阀门6和第二阀门7,并开启第三阀门8,同时启动真空泵4对该分子筛吸附器5内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵4持续对再生的分子筛吸附器5内部抽真空,该分子筛吸附器5内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵4抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵4进入二氧化碳吸收罐12内,气体在二氧化碳吸收罐12内上行,启动吸收剂循环泵15,使二氧化碳吸收罐12内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道14内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵15输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当超过预设阈值时开启第五阀门19使液相副产品外排,同时打开第四阀门18使新鲜吸收剂进入二氧化碳吸收罐12内底部;

步骤6:当在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,检测数值低于预设阈值时,关闭第五阀门19和第四阀门18。

实施例3

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置,包括压缩空气管道1,压缩空气管道1与空冷塔2相连,空冷塔2的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道3相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵4相连,真空泵4的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵4之间设有再生气干燥部。所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器5,至少两个分子筛吸附器5并联设置,分子筛吸附器5的进口端设有第一阀门6,分子筛吸附器5的出口端设有第二阀门7;分子筛吸附器5的进口端和第一阀门6之间设有第一三通21,第一三通21的第三端通过第三阀门8与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器5的出口端与第二阀门7之间设有第二三通22,第二三通22的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀9。所述再生气干燥部为冷凝捕水器10,冷凝捕水器10和真空泵4之间设有压力传感器11。所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐12,二氧化碳吸收储罐12的中部进口与真空泵4的末端相连,二氧化碳吸收罐12的顶部设有气体出口13,二氧化碳吸收罐12的内上部设有雾化喷淋管道14,雾化喷淋管道14的进口通过吸收剂循环泵15与二氧化碳吸收罐12底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐12的下部设有吸收剂补充管道16以及副产品外排管道17。所述吸收剂补充管道16上设有第四阀门18,副产品外排管道17上设有第五阀门19;雾化喷淋管道14和吸收剂循环泵15之间设有在线铵离子分析仪20。

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器5并联设置,一个分子筛吸附器5用于吸附,另一个分子筛吸附器5用于再生;分子筛吸附器5吸附的过程为:压缩空气管道1内的压缩空气通过空冷塔2进入相应的第一阀门6进入分子筛吸附器5中进行吸附,分子筛吸附器5内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器5相应的第二阀门7进入纯化空气管道3内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器5吸附的过程时,另一个分子筛吸附器5处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器5相应的第一阀门6和第二阀门7,并开启第三阀门8,同时启动真空泵4对该分子筛吸附器5内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵4持续对再生的分子筛吸附器5内部抽真空,该分子筛吸附器5内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵4抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵4进入二氧化碳吸收罐12内,气体在二氧化碳吸收罐12内上行,启动吸收剂循环泵15,使二氧化碳吸收罐12内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道14内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵15输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当不超过预设阈值时吸收剂循环泵15持续启动。

上述步骤4-步骤5再生气捕集二氧化碳过程中真空泵4持续运行,当压力传感器11检测的真空度处于预设阈值时,真空泵4停止运行;再生过程的分子筛吸附器5再生结束;打开分子筛均压阀9,对再生结束的分子筛吸附器5进行充压,即可。

实施例4

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置,包括压缩空气管道1,压缩空气管道1与空冷塔2相连,空冷塔2的出口与分子筛吸附单元相连,分子筛吸附单元与纯化空气管道3相连,所述分子筛吸附单元的进口端与用于分子筛再生的真空泵4相连,真空泵4的末端设有二氧化碳捕集单元,所述分子筛吸附单元的进口端与真空泵4之间设有再生气干燥部。所述分子筛吸附单元包括至少两个分子筛吸附器5,至少两个分子筛吸附器5并联设置,分子筛吸附器5的进口端设有第一阀门6,分子筛吸附器5的出口端设有第二阀门7;分子筛吸附器5的进口端和第一阀门6之间设有第一三通21,第一三通21的第三端通过第三阀门8与再生气干燥部的进口相连;分子筛吸附器5的出口端与第二阀门7之间设有第二三通22,第二三通22的第三端之间设有近路管道,近路管道上设有分子筛均压阀9。所述再生气干燥部为冷凝捕水器10,冷凝捕水器10和真空泵4之间设有压力传感器11。所述二氧化碳捕集单元包括二氧化碳吸收罐12,二氧化碳吸收储罐12的中部进口与真空泵4的末端相连,二氧化碳吸收罐12的顶部设有气体出口13,二氧化碳吸收罐12的内上部设有雾化喷淋管道14,雾化喷淋管道14的进口通过吸收剂循环泵15与二氧化碳吸收罐12底部的循环口相连,二氧化碳吸收罐12的下部设有吸收剂补充管道16以及副产品外排管道17。所述吸收剂补充管道16上设有第四阀门18,副产品外排管道17上设有第五阀门19;雾化喷淋管道14和吸收剂循环泵15之间设有在线铵离子分析仪20。

一种用于分子筛再生气的二氧化碳捕集装置的捕集方法,该捕集方法包括如下步骤:

步骤1:分子筛吸附单元中的两个分子筛吸附器5并联设置,一个分子筛吸附器5用于吸附,另一个分子筛吸附器5用于再生;分子筛吸附器5吸附的过程为:压缩空气管道1内的压缩空气通过空冷塔2进入相应的第一阀门6进入分子筛吸附器5中进行吸附,分子筛吸附器5内的氧化铝和分子筛填料吸附上述压缩空气中的水分、碳氢化合物和二氧化碳后成为纯化空气,纯化空气通过分子筛吸附器5相应的第二阀门7进入纯化空气管道3内,并送往后续工序中;

步骤2:上述分子筛吸附器5吸附的过程时,另一个分子筛吸附器5处于再生过程,此时关闭准备再生的分子筛吸附器5相应的第一阀门6和第二阀门7,并开启第三阀门8,同时启动真空泵4对该分子筛吸附器5内部进行抽真空再生处理;

步骤3:真空泵4持续对再生的分子筛吸附器5内部抽真空,该分子筛吸附器5内部在真空的环境下水分和二氧化碳在氧化铝和分子筛填料上脱附,填料再生;真空泵4抽取的气体通过再生气干燥部脱除气体中的水分;

步骤4:脱除水分后的气体通过真空泵4进入二氧化碳吸收罐12内,气体在二氧化碳吸收罐12内上行,启动吸收剂循环泵15,使二氧化碳吸收罐12内底部的吸收剂进入雾化喷淋管道14内,雾化的吸收剂在重力作用下下行,与气体进行逆流接触用于吸收气体内部的二氧化碳,吸收二氧化碳后的气体通过气体出口外排;

步骤5:吸收剂循环泵15输送吸收剂的同时在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,当超过预设阈值时开启第五阀门19使液相副产品外排,同时打开第四阀门18使新鲜吸收剂进入二氧化碳吸收罐12内底部;

步骤6:当在线铵离子分析仪20对吸收剂中的铵离子浓度进行检测,检测数值低于预设阈值时,关闭第五阀门19和第四阀门18。

上述步骤4-步骤6再生气捕集二氧化碳过程中真空泵4持续运行,当压力传感器11检测的真空度处于预设阈值时,真空泵4停止运行;再生过程的分子筛吸附器5再生结束;打开分子筛均压阀9,对再生结束的分子筛吸附器5进行充压,即可。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语 “连接”、“相连”等等应做广义理解,例如,可以是固定连接,一体地连接,也可以是可拆卸连接;也可以是两个元件内部的连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。上文的示例仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。

技术分类

06120116576470