一种二氧化碳吸附反应装置的制作方法

本发明涉及烟气处理，具体为一种二氧化碳吸附反应装置。

背景技术：

1、化石燃料燃烧是我国最主要的碳排放源，从化石燃料燃烧尾气中捕集co2也是当前主流的co2捕集路径，但传统的碳捕集技术普遍存在能耗高的难题，尤其是有机胺化学吸收法，在有机胺解吸co2的过程中蒸汽消耗量大，而蒸汽是高品质热源，成本较高，造成了碳捕集整体运行成本高的问题。

2、除了有机胺化学吸收法之外，传统的碳捕集技术还包括通过吸附剂来捕集烟气中的co2，而实施吸附操作时，吸附剂吸附过程为放热过程，因此，吸附温度越低，吸附效率越高。

3、因此，为了提高吸附剂的吸附效果，需要对吸附过程中的吸附剂进行冷却降温；通常地，在吸附反应器内设置换热管，管侧走烟气和吸附剂，吸附反应器的壳侧走冷却液，由于管侧同时走烟气和吸附剂，当管内截面积较小时，吸附剂导致烟气上升阻力大，容易上行不畅，当管内截面积较大时，容易导致管内的部分吸附剂与冷却液换热不够不充分。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种二氧化碳吸附反应装置。

2、一种二氧化碳吸附反应装置，包括吸附塔，吸附塔用于吸附剂吸附烟气中的二氧化碳，所述吸附塔内设置有换热机构，换热机构沿高度方向设置有若干换热管组，换热管组包括多个折返管组，折返管组包括多根换热管，所述换热管用于吸收吸附剂放出的热量，相邻的换热管通过第一弯管连接在一起，且相邻的换热管在吸附塔的高度方向上相互错开，以使得折返管组内的冷却液在高度方向和换热管的轴线方向上折返流动。

3、进一步的方案是，相邻的折返管组通过u型管连接在一起，且相邻的折返管组镜像对称。

4、进一步的方案是，相邻的换热管组在高度方向上相互错开。

5、进一步的方案是，所述换热机构对应的换热管走冷却水，冷却水的温度不高于40℃。

6、进一步的方案是，所述吸附塔上端设置有第一装料口，所述吸附塔内部下端设置有若干均气锥斗，所述均气锥斗的侧壁上开设有通气孔，所述均气锥斗下方中部设置有锥型块，所述吸附塔底端设置有烟气进口，所述烟气进口设置于均气锥斗和锥型块之间。

7、进一步的方案是，所述均气锥斗内设置有内锥斗，所述通气孔分布于所述内锥斗的出料口的外侧。

8、进一步的方案是，所述吸附塔通过管道连接有再生塔，所述再生塔用于对吸附剂进行加热再生，所述再生塔内设置有若干加热管组，所述加热管组沿高度方向上设置有多根加热管，所述加热管相互之间通过第二弯管相连接，相邻的加热管组在再生塔高度方向上相互错开，以使得相邻的加热管组对应的加热管在高度方向上交错设置。

9、进一步的方案是，所述再生塔顶壁上设置有第二装料口，再生塔底壁上设置有若干第二排料口。

10、进一步的方案是，所述再生塔前后侧壁上设置有第一汽包和第二汽包，所述第一汽包的高度位置高于第二汽包，所述第一汽包与加热管组的进气端相连接，第二汽包与加热管组的出气端相连接。

11、进一步的方案是，所述吸附剂为分子筛。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过在吸附塔内设置换热机构，且换热机构的相邻的换热管在吸附塔的高度方向上相互错开，以使得折返管组内的冷却液在高度方向和换热管的轴线方向上折返流动，能够提高换热管与吸附剂的接触面积，延长吸附剂在换热机构处的停留时间，有利于吸附剂与换热管相互之间充分换热，以吸收吸附剂放出的热量，从而提高吸附剂的吸附效果；此外，相邻的换热管在吸附塔的高度方向上相互错开，可以增大高度齐平的相邻的换热管相互之间的间隙，从而减小烟气上升的阻力。

13、(2)相邻的折返管组通过u型管连接在一起，且相邻的折返管组镜像对称，有利于吸附塔内的吸附剂布料均匀，提高吸附剂对烟气中二氧化碳的吸附效果；

14、(3)本发明通过在均气锥斗的下方中部设置锥型块，锥型块起到阻碍吸附塔中间落料的作用，使得吸附塔底部截面各处落料速度相一致；

15、(4)本发明通过在均气锥斗内设置有内锥斗，均气锥斗侧壁上开设通气孔，且通气孔分布于所述内锥斗的出料口的外侧，避免了吸附剂堆积在通气孔处，使得烟气通过通气孔能够顺畅地进入到吸附塔内；

16、(5)本发明通过在再生塔内设置有若干加热管组，对吸附剂进行加热再生，相邻的加热管组在再生塔高度方向上相互错开，以使得相邻的加热管组对应的加热管在高度方向上交错设置，从而使得加热管内蒸汽温度在高度方向上下降平缓，有利于吸附剂对蒸汽的热量充分吸收。

技术特征：

1.一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：包括吸附塔(1)，吸附塔(1)用于吸附剂吸附烟气中的二氧化碳，所述吸附塔(1)内设置有换热机构(3)，换热机构(3)沿高度方向设置有若干换热管组(31)，换热管组(31)包括多个折返管组(311)，折返管组(311)包括多根换热管(3111)，所述换热管(3111)用于吸收吸附剂放出的热量，相邻的换热管(3111)通过第一弯管(3112)连接在一起，且相邻的换热管(3111)在吸附塔(1)的高度方向上相互错开，以使得折返管组(311)内的冷却液在高度方向和换热管(3111)的轴线方向上折返流动。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：相邻的折返管组(311)通过u型管(312)连接在一起，且相邻的折返管组(311)镜像对称。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：相邻的换热管组(31)在高度方向上相互错开。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述换热机构(3)对应的换热管(3111)走冷却水，冷却水的温度不高于40℃。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述吸附塔(1)上端设置有第一装料口(4)，所述吸附塔(1)内部下端设置有若干均气锥斗(8)，所述均气锥斗(8)的侧壁上开设有通气孔(81)，所述均气锥斗(8)下方中部设置有锥型块(9)，所述吸附塔(1)底端设置有烟气进口(7)，所述烟气进口(7)设置于均气锥斗(8)和锥型块(9)之间。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述均气锥斗(8)内设置有内锥斗(10)，所述通气孔(31)分布于所述内锥斗(10)的出料口的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述吸附塔(1)通过管道连接有再生塔(2)，所述再生塔(2)用于对吸附剂进行加热再生，所述再生塔(2)内设置有若干加热管组(13)，所述加热管组(13)沿高度方向上设置有多根加热管(131)，所述加热管(131)相互之间通过第二弯管(132)相连接，相邻的加热管组(13)在再生塔(2)高度方向上相互错开，以使得相邻的加热管组(13)对应的加热管(131)在高度方向上交错设置。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述再生塔(2)顶壁上设置有第二装料口(11)，再生塔(2)底壁上设置有若干第二排料口(12)。

9.根据权利要求7所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述再生塔(2)前后侧壁上设置有第一汽包(133)和第二汽包(134)，所述第一汽包(133)的高度位置高于第二汽包(134)，所述第一汽包(133)与加热管组(13)的进气端相连接，第二汽包(134)与加热管组(13)的出气端相连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种二氧化碳吸附反应装置，其特征在于：所述吸附剂为分子筛或沸石。

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳吸附反应装置，包括吸附塔，吸附塔用于吸附剂吸附烟气中的二氧化碳，所述吸附塔内设置有换热机构，换热机构沿高度方向设置有若干换热管组，换热管组包括多个折返管组，折返管组包括多根换热管，所述换热管用于吸收吸附剂放出的热量，相邻的换热管通过第一弯管连接在一起，且相邻的换热管在吸附塔的高度方向上相互错开，以使得折返管组内的冷却液在高度方向和换热管的轴线方向上折返流动。本发明能够提高换热管与吸附剂的接触面积，延长吸附剂在换热机构处的停留时间，有利于吸附剂与换热管相互之间充分换热，以吸收吸附剂放出的热量，从而提高吸附剂的吸附效果。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：西安美特能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12