[发明专利]一种基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统及方法

权利要求书

1.一种基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统，其特征在于：该系统包括空压机、烟气分析仪、二氧化碳收集罐、吸脱附装置、第一阀门组、第二阀门组、两个压力表、三个流量计和三个温度表；

所述空压机和火电厂的烟气排气管道分别通过管道与第一阀门组相连接，第一阀门组通过管道与吸脱附装置的入口相连接；吸脱附装置的出口通过管道与第二阀门组相连接，第二阀门组通过管道分别与二氧化碳收集罐和烟气分析仪相连接；将烟气分析仪的出口设置为气体排放通道；第一压力表、第一流量计和第一温度表安装在火电厂的烟气排气管道的出口处，第二压力表、第二流量计和第二温度表安装在空压机的排气出口处，第三流量计安装在二氧化碳收集罐的入口处，第三温度表安装在烟气分析仪的入口处；

所述吸脱附装置包括第一吸脱附装置、第二吸脱附装置、第三阀门组和第四阀门组；所述第一吸脱附装置和第二吸脱附装置均包括内管、翅片、吸附剂和外管；所述内管设置在外管的管道中，内管的外壁上缠绕设置有翅片，内管的内部由吸附剂填充满；所述内管和外管均设置有入口和出口；所述第一吸脱附装置的外管出口和第二吸脱附装置的外管出口分别通过管道连接第三阀门组，第三阀门组通过管道分别连接气体排放通道和第四阀门组，第四阀门组通过管道分别连接第一吸脱附装置的内管入口和第二吸脱附装置的内管入口；将第一吸脱附装置的外管入口和第二吸脱附装置的外管入口设置为吸脱附装置的入口，将第一吸脱附装置的内管出口和第二吸脱附装置的内管出口设置为吸脱附装置的出口。

2.根据权利要求1所述的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统，其特征在于：所述的吸附剂采用沸石13X分子筛。

3.根据权利要求1所述的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统，其特征在于：所述的翅片采用高频绕片式翅片。

4.根据权利要求1所述的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统，其特征在于：所述的第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组和第四阀门组的阀门的个数大于等于连接该阀门组的管道的个数。

5.根据权利要求1所述的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统，其特征在于：所述的第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组和第四阀门组的每个阀门相互独立。

6.采用权利要求1所述的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统进行的吸脱附方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、设定二氧化碳含量阈值；

步骤2、通过每个阀门组将系统的各个装置连通，并采用第一吸脱附装置进行二氧化碳吸附，具体步骤如下：

步骤2.1、采用第一阀门组将烟气排气管道与第二吸脱附装置的外管入口连通，并将空压机与第一吸脱附装置的外管入口连通；

步骤2.2、采用第二阀门组将第一吸脱附装置的内管出口与烟气分析仪连通；并将第二吸脱附装置的内管出口与二氧化碳收集罐连通；

步骤2.3、采用第三阀门组将第一吸脱附装置的外管出口与气体排放通道连通，并采用第三阀门组和第四阀门组将第二吸脱附装置的外管出口与第一吸脱附装置的内管入口连通；

步骤2.4、烟气排气管道中的烟气通过第二吸脱附装置的外管进入到第一吸脱附装置的内管中，采用吸附剂对烟气进行二氧化碳吸附，吸附后的烟气进入烟气分析仪中；

步骤2.5、判断烟气分析仪中烟气的二氧化碳含量是否大于等于所设定的阈值，若是，将烟气进行排放，并执行步骤3，否则，返回执行步骤2.4；

步骤3、设定第一吸脱附装置进行二氧化碳脱附，设定第二吸脱附装置进行二氧化碳吸附，并通过每个阀门组将系统的各个装置进行重新连通，具体步骤如下：

步骤3.1、设定第一吸脱附装置进行二氧化碳脱附，并设定第二吸脱附装置进行二氧化碳吸附；

步骤3.2、采用第一阀门组将烟气排气管道与第一吸脱附装置的外管入口连通，并将空压机与第二吸脱附装置的外管入口连通；

步骤3.3、采用第二阀门组将第一吸脱附装置的内管出口与二氧化碳收集罐连通，并将第二吸脱附装置的内管出口与烟气分析仪连通；

步骤3.4、采用第三阀门组将第二吸脱附装置的外管出口与气体排放通道连通，并采用第三阀门组和第四阀门组将第一吸脱附装置的外管出口与第二吸脱附装置的内管入口连通；

步骤4、采用第一压力表检测烟气排气管道中烟气的压力并显示，采用第一流量计检测烟气排气管道中烟气的流量并显示，采用第一温度表检测烟气排气管道中的烟气温度并显示；

步骤5、采用第二压力表检测空压机吹出空气的压力并显示，采用第二流量计检测空压机吹出空气的流量并显示，采用第二温度表检测空压机吹出空气的温度并显示；

步骤6、烟气排气管道中的烟气进入第一吸脱附装置的外管中，对内管进行加热，内管中的二氧化碳进行脱附，脱附后的二氧化碳进入二氧化碳收集罐中进行收集，并采用第三流量计检测脱附后的二氧化碳的流量并显示；

步骤7、空压机吹出的空气冷风进入第二吸脱附装置的外管中，对内管进行降温，完成换热的空气从气体排放通道排入大气中；

步骤8、第一吸脱附装置的外管中完成换热的烟气进入第二吸脱附装置的内管中进行二氧化碳吸附，吸附后的烟气进入烟气分析仪中进行分析，并采用第三温度表检测吸附后的烟气的温度并显示；

步骤9、判断烟气分析仪中的烟气的二氧化碳含量是否大于等于所设定的阈值，若是，则二氧化碳吸脱附过程完成，并执行步骤10，否则，返回执行步骤3；

步骤10、根据步骤2中的装置连通方式，通过每个阀门组将系统的各个装置进行重新连通，使第一吸脱附装置进行二氧化碳吸附，第二吸脱附装置进行二氧化碳脱附。