[发明专利]一种多级复叠连续固体吸附碳捕集系统及运行方法

说明书

本发明提供一种多级复叠连续固体吸附碳捕集系统及运行方法，通过依次设置的富集部、分离部和纯化部对回质单元内的含碳气体进行碳吸附，由工业废热导通部对富集部、分离部和纯化部进行加热，并最终输出至应用单元进行后续应用。富集部在利用工业废热进行加热的同时，利用分离部的吸附材料形成再吸附反应，促进富集部中吸附材料的再生，降低了再生能耗，提高了经济性；并且分离部在利用工业废热进行加热的同时，利用纯化部的吸附材料形成再吸附反应，促进分离部中吸附材料的再生，降低了再生能耗，提高了经济性，从而从整体上提高了本实施例的吸附碳捕集系统的经济性，解决了现有碳吸附方案经济性较差的问题。

技术领域

本发明属于碳吸附技术领域，尤其涉及一种多级复叠连续固体吸附碳捕集系统及运行方法。

背景技术

碳捕集技术目前多通过无机溶液吸收剂、有机胺溶液吸收剂、离子液体吸收剂和固体吸附剂等来实现二氧化碳的富集。其中吸附法相比于溶剂吸收法和富氧燃烧具有更低的运行成本，相比于膜分离法和化学链燃烧具有更高的技术成熟度，吸附法还可避免胺类溶剂在使用过程中产生的有毒和腐蚀性物质。因此，吸附法碳捕集技术受到了行业科研工作者和企业们的高度重视。

国内外学者从部件、系统的层面都对吸附法碳捕集技术进行过研究。但目前为止所研究、公开的吸附式碳捕集系统都是基于单级单一吸附材料的吸附式碳捕集循环。当应用单一材料构建单级吸附循环时，吸附材料的再生过程只能通过高能耗的加热、加压、抽气、吹扫等过程实现，具有较高的碳捕集系统运行成本。同时，单一的吸附材料在原理上难以实现高纯度二氧化碳的高捕集率捕集。如果可以解决这些技术难题，将提高整个吸附式碳捕集系统的稳定性、有效性与经济性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多级复叠连续固体吸附碳捕集系统及运行方法，以解决现有碳吸附方案经济性较差的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种多级复叠连续固体吸附碳捕集系统，包括：

回质单元，所述回质单元的输入端与进口管相连通，用于接收含碳气体；

富集部，所述富集部的输入端与所述回质单元的输出端相连通，所述富集部的净化气输出端与外部大气连通，用于接收所述接收含碳气体，吸附所述含碳气体内的二氧化碳并暂存；

分离部，所述分离部的输入端与所述富集部的碳吸附气体输出端相连通，所述分离部的净化气输出端与所述回质单元的输入端相连通，用于接收经所述富集部富集后的碳吸附气体，吸附富集后的所述碳吸附气体内的二氧化碳并暂存；

纯化部，所述纯化部的输入端与所述分离部的碳吸附气体输出端相连通；所述纯化部的净化气输出端与所述回质单元的输入端相连通，用于接收经所述分离部分离后的碳吸附气体，吸附分离后的所述碳吸附气体内的二氧化碳并暂存；

应用单元，所述应用单元的输入端与所述纯化部的碳吸附气体输出端相连通，用于对经过富集、分离和纯化后的二氧化碳气体进行应用；

工业废热导通部，分别连通至所述富集部、所述分离部和所述纯化部，用于提供热量至所述富集部、所述分离部和所述纯化部。

本发明的多级复叠连续固体吸附碳捕集系统，还包括第一缓冲容器和第二缓冲容器；

所述第一缓冲容器的输入端和输出端分别连通于所述富集部的碳吸附气体输出端和所述分离部的输入端；

所述第二缓冲容器的输入端和输出端分别连通于所述分离部的碳吸附气体输出端和所述纯化部的输入端。

本发明的多级复叠连续固体吸附碳捕集系统，所述富集部包括至少两个富集装置；

每一所述富集装置的输入端均与所述回质单元的输出端相连通；所述回质单元的输出端处设有回质单元输出单向阀，每一所述富集装置的输入端处均设有入口阀；