[发明专利]一种两级连续矿化碳捕集系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种两级连续矿化碳捕集系统及运行方法，通过由回质单元对进口管的含碳气体与矿化部生产的净化气进行混合，混合的复合气依次进入富集部进行富集以及进入矿化部进行矿化；在矿化流程中，矿化材料经由矿化物料进口进入矿化部与二氧化碳进行矿化，形成的固体产物经矿化物料出口排出；富集部在利用工业废热进行加热的同时，利用矿化部内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，从而解决了现有矿化碳捕集方案经济性较差的问题。

技术领域

本发明属于矿化碳捕集技术领域，尤其涉及一种两级连续矿化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。

但目前为止所研究、公开的矿化碳捕集系统都是基于高能耗的吸收式二氧化碳富集过程而构建的循环。当应用吸收式循环时，液态材料混有大量的不具有碳捕集能力的溶剂存在，而导致了高能耗和低效率，并且吸收式的反应时间较短，气液扩散较慢也导致了碳捕集率低下的问题。同时矿化反应速率较慢和材料稳定性差也是限制其大规模使用的重要因素。如果可以解决这些技术难题，将提高整个矿化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两级连续矿化碳捕集系统及运行方法，以解决现有矿化碳捕集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：

本发明的一种两级连续矿化碳捕集系统，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；

矿化部，所述矿化部的碳吸附气体输入端与所述富集部的碳吸附气体输出端相连通，用于接收经所述富集部富集后的碳吸附气体，进行集气并暂存；所述矿化部的净化气输出端与所述回质单元的输入端相连通；所述矿化部上还设有矿化物料进口和矿化物料出口；

工业废热导通部，连通至所述富集部，用于提供热量至所述富集部；

其中，所述矿化物料进口用于接收矿化材料，所述矿化材料与所述矿化部内暂存的二氧化碳反应并形成固体产物，所述固体产物经所述矿化物料出口排出。

本发明的两级连续矿化碳捕集系统，还包括缓冲容器；

所述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矿化部的碳吸附气体输入端。

本发明的两级连续矿化碳捕集系统，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；

每一所述富集装置的净化气输出端均与外部大气连通，每一所述富集装置的碳吸附气体输出端均与所述缓冲容器的输入端相连通；

且每一所述富集装置的净化气输出端和碳吸附气体输出端均依次设有富集单向阀和富集排气阀。

本发明的两级连续矿化碳捕集系统，所述富集装置为碳吸附装置；