【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二氧化碳捕捉吸附，具体为一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统及方法。
技术介绍
1、空气中直接捕集co2(direct air capture,dac),是为了应对在过去半个多世纪里，人类活动导致全球co2排放量逐年增加而加剧了全球变暖气候变化的问题，是一种通过工程系统的方法从大气空气中脱除co2，进而富集浓缩进行利用，有效降低大气中co2浓度的直接捕碳技术。
2、其中，变温吸附技术(temperature swing adsorption,tsa)是利用吸附剂对原料混合气中的co2选择性吸收，通过吸附-解吸可逆作用来分离回收co2。主要工艺流程是：空气中co2在一定条件下通过与吸附剂上的活性分子化学反应进行捕集，完成捕集后的吸附剂通过改变温度进行解吸附从而释放co2，再利用一定条件下通过变温进行吸附剂再生，再生后的吸附剂再次用于co2捕集，而纯co2则被储存起来。
3、但目前现有的二氧化碳吸附技术仍然存在以下技术问题：变温吸附空气直接碳捕集技术涉及到低温吸附和高温解吸附两个温度阶段，而固定床装置或间歇性操作应用较为广泛，但操作繁琐、对人工依赖度较高、系统整体能耗高、所需仪器配件零散、撬装式供货难度大。另外，新鲜吸附剂需要在室温下完成吸附过程成为饱和吸附剂，饱和吸附剂需要在解吸附段从25℃升温到80℃吸收热量完成解吸附释放二氧化碳，随后吸附剂需要在再生段从80℃降低到25℃释放热量完成吸附剂再生，过程中热量的吸收与释放，造成了系统能耗居高不下，而热量又浪费未加以利用，系统整体能耗较高。<...
【技术保护点】
1.一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，包括：吸附装置(2)，所述吸附装置(2)上依次连接有解吸附装置(8)和余热回收单元，所述吸附装置(2)与余热回收单元之间设置有吸附剂循环单元，所述解吸附装置(8)和余热回收单元之间设置有循环换热管路。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述吸附装置(2)包括依次设置的上段料仓(3)、中断吸附段(6)和下段饱和段(7)，所述上段料仓(3)、中断吸附段(6)和下段饱和段(7)自成一体，为内外套筒结构的圆筒式结构。
3.根据权利要求2所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述上段料仓(3)顶部设置有新鲜吸附剂进料口(4)和循环吸附剂进料口(37)，所述上段料仓(3)通过循环吸附剂进料口(37)与吸附剂循环单元连接。
4.根据权利要求2所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述内外套筒形成的环形间隙空间为吸附剂通道，内筒中空空间为空气通道。
5.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳
6.根据权利要求5所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述螺旋转动叶片(13)交错轴对称排布，螺旋转动叶片(13)上开设均匀小孔，小孔直径不低于吸附剂直径三倍。
7.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述余热回收单元包括余热回收装置(26)、温度显示器(30)和空气循环管路，所述余热回收装置(26)为立式底部锥形的金属圆筒，顶部设置吸附剂进料口和冷空气循环管路进口，内部布置有换热盘管，所述空气循环管路分别于余热回收装置(26)的冷空气循环管路进口和余热回收装置的出口连接，所述温度显示器(30)设置在空气循环管路上。
8.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述吸附剂循环单元包括依次连接的气力输送泵(33)、气力输送阀(34)、气力输送管路调节阀(35)和提升管(36)，所述气力输送泵(33)与余热回收单元连接，所述提升管(36)与吸附装置(2)连接。
9.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述循环换热管路包括从余热回收单元到解吸附装置(8)的加热管路和从解吸附装置(8)到余热回收单元散热管路，所述散热管路采用长管道自然降温或使用冷凝器(39)降温，所述循环换热管路中设置有循环换热介质(10)，所述循环换热介质(10)从靠近余热回收单元散热管路进入。
10.一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集方法，其特征在于，通过将吸附剂装置设置在料仓内，吸附剂从吸附装置环隙间隙下降，四周空气穿过吸附装置(2)，使其成为饱和吸附剂，再进入解吸附装置(8)，饱和吸附剂吸收解吸附装置(8)热量发生解吸附释放二氧化碳；升温后的吸附剂进入余热回收单元，在循环换热管路的作用下，吸附剂热量由余热回收单元回收，进行初步降温；初步降温的吸附剂在吸附剂循环单元作用下，进行进一步冷却，最终恢复吸附能力返回吸附装置料仓内循环利用。
...【技术特征摘要】
1.一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，包括：吸附装置(2)，所述吸附装置(2)上依次连接有解吸附装置(8)和余热回收单元，所述吸附装置(2)与余热回收单元之间设置有吸附剂循环单元，所述解吸附装置(8)和余热回收单元之间设置有循环换热管路。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述吸附装置(2)包括依次设置的上段料仓(3)、中断吸附段(6)和下段饱和段(7)，所述上段料仓(3)、中断吸附段(6)和下段饱和段(7)自成一体，为内外套筒结构的圆筒式结构。
3.根据权利要求2所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述上段料仓(3)顶部设置有新鲜吸附剂进料口(4)和循环吸附剂进料口(37)，所述上段料仓(3)通过循环吸附剂进料口(37)与吸附剂循环单元连接。
4.根据权利要求2所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述内外套筒形成的环形间隙空间为吸附剂通道，内筒中空空间为空气通道。
5.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述解吸附装置(8)包括上段螺旋转动段(27)和下段盘管加热段(28)；
6.根据权利要求5所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述螺旋转动叶片(13)交错轴对称排布，螺旋转动叶片(13)上开设均匀小孔，小孔直径不低于吸附剂直径三倍。
7.根据权利要求1所述的一种余热回收利用的空气直接连续碳捕集系统，其特征在于，所述余热回收单元包括余热回...
【专利技术属性】
技术研发人员：向小凤，晋中华，曾卫东，于在松，王志超，周科，刘茜，张贵泉，蔡铭，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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