【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附，特别是涉及一种co2变压变温吸附捕集一体化装置。
技术介绍
1、co2是主要的温室气体，大气中co2的浓度从1750年的278ppm升至2020年的412ppm，增长了近50％，预计21世纪末大气中co2的浓度最高将近700ppm，我国每年co2排放近100亿吨，其中工业源烟气co2排放占全国总排放的45％，co2的捕集需巨大。
2、针对工业源co2的减排，吸附捕集法是一种具有良好前景的碳减排技术，根据工艺的需求，该技术利用吸附剂对不同气体的吸附性能差异进行选择性吸附。现阶段吸附法的应用主要包括变压吸附法(pressure swing adsorption，psa)和变温吸附法(temperatureswing adsorption，tsa)，变压吸附法适用于高浓度co2气体的快速高效捕集，变温吸附法则适用于低浓度co2气体的捕集。变压吸附是通过周期性的压力变化实现吸附和解吸过程的交替进行，从而实现气体的分离或提纯，变温吸附则是利用吸附剂在低温下进行吸附，吸附完成后在高温下进行解吸。
3、虽然变压吸附和变温吸附具有较多优点，但仍存在一些局限性，限制了该技术的规模化应用。变压吸附由于进行快速吸附，导致吸附质气体的捕集率较低，相当量的吸附质气体无法被吸附剂吸附而随吸附尾气流失；变温吸附则存在吸附速率慢，且在升温热解吸过程中需要消耗大量能量，导致能耗居高不下；因此，如何将变压吸附与变温吸附相结合，通过变压吸附捕集大部分工业烟气中的co2，变压吸附尾气中未被吸附的co2则通过变温吸附进行捕集，
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种co2变压变温吸附捕集一体化装置，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种co2变压变温吸附捕集一体化装置，包括壳体，所述壳体的底部设置有进气单元，所述进气单元连通有若干个变压吸附psa单元，所述变压吸附psa单元远离所述进气单元的一端通过第二分布区连通有若干个变温吸附tsa单元，每个所述变压吸附psa单元分别通过换热单元与一个所述变温吸附tsa单元相连通，每个所述变压吸附psa单元分别连通有解吸气单元；所述变压吸附psa单元和所述变温吸附tsa单元均设置在所述壳体内，且所述变温吸附tsa单元设置在所述变压吸附psa单元的上方。
3、优选的，所述进气单元包括设置在所述壳体底部内的第一分布区，所述第一分布区与所述变压吸附psa单元相连通，所述第一分布区连通有压缩机，所述压缩机设置在所述壳体的外部。
4、优选的，所述变压吸附psa单元包括设置在所述壳体内的psa区域，所述psa区域的底部通过若干个第一阀门与所述第一分布区相连通，所述psa区域侧壁通过第二阀门与所述解吸气单元相连通，所述换热单元通过第三阀门与所述psa区域相连通，所述第三阀门设置在所述第二阀门的上方，所述psa区域的顶部通过若干个第四阀门与所述第二分布区相连通。
5、优选的，所述解吸气单元包括设置在所述壳体外的第一真空泵，所述第一真空泵的进气端与所述第二阀门相连通，所述第一真空泵的出气端连通有产品气罐。
6、优选的，所述换热单元包括设置在所述壳体外的第二真空泵，所述第二真空泵的进气端与所述第三阀门相连通，所述第二真空泵的出气端连通有缓冲罐的下部，所述缓冲罐的上部连通有热交换器，所述热交换器与所述变温吸附tsa单元相连通。
7、优选的，所述变温吸附tsa单元包括设置在所述壳体内的tsa区域，所述tsa区域通过若干个第六阀门与所述第二分布区相连通，所述tsa区域通过第五阀门与所述热交换器相连通，所述第五阀门设置在所述第三阀门的上方，所述tsa区域的顶部设置有第七阀门。
8、优选的，若干个所述第六阀门分别设置在所述tsa区域的底部以及远离所述第五阀门的tsa区域的侧壁上。
9、优选的，所述第二分布区的截面呈倒t形。
10、优选的，所述psa区域和tsa区域内分别填充有吸附剂。
11、本专利技术公开了以下技术效果：
12、1、本专利技术通过将变压吸附psa单元和变温吸附tsa单元进行相结合安装到壳体内，能够有效提升co2的捕集率，并有效减少了整个装置的体积和占地面积。
13、2、本专利技术通过进气组件以及第二分布区，能够有效提高气体均布的效果，并有效提高吸附的效率。
14、3、本专利技术先通过变压吸附psa单元进行初步吸附捕集，再通过变温吸附tsa单元进行再次吸附捕集，有效提升了对工业烟气中co2的捕集率，并能够获得适用于不同途径下、不同纯度的co2产品气，实现工业烟气co2的一体化高效捕集。
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1.一种CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)的底部设置有进气单元，所述进气单元连通有若干个变压吸附PSA单元，所述变压吸附PSA单元远离所述进气单元的一端通过第二分布区(12)连通有若干个变温吸附TSA单元，每个所述变压吸附PSA单元分别通过换热单元与一个所述变温吸附TSA单元相连通，每个所述变压吸附PSA单元分别连通有解吸气单元；所述变压吸附PSA单元和所述变温吸附TSA单元均设置在所述壳体(1)内，且所述变温吸附TSA单元设置在所述变压吸附PSA单元的上方。
2.根据权利要求1所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述进气单元包括设置在所述壳体(1)底部内的第一分布区(11)，所述第一分布区(11)与所述变压吸附PSA单元相连通，所述第一分布区(11)连通有压缩机(6)，所述压缩机(6)设置在所述壳体(1)的外部。
3.根据权利要求2所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述变压吸附PSA单元包括设置在所述壳体(1)内的PSA区域(2)，所述PSA区域(2)的底部通过若干个第一阀门(2
4.根据权利要求3所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述解吸气单元包括设置在所述壳体(1)外的第一真空泵(4)，所述第一真空泵(4)的进气端与所述第二阀门(22)相连通，所述第一真空泵(4)的出气端连通有产品气罐(41)。
5.根据权利要求3所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述换热单元包括设置在所述壳体(1)外的第二真空泵(5)，所述第二真空泵(5)的进气端与所述第三阀门(23)相连通，所述第二真空泵(5)的出气端连通有缓冲罐(51)的下部，所述缓冲罐(51)的上部连通有热交换器(52)，所述热交换器(52)与所述变温吸附TSA单元相连通。
6.根据权利要求5所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述变温吸附TSA单元包括设置在所述壳体(1)内的TSA区域(3)，所述TSA区域(3)通过若干个第六阀门(32)与所述第二分布区(12)相连通，所述TSA区域(3)通过第五阀门(31)与所述热交换器(52)相连通，所述第五阀门(31)设置在所述第三阀门(23)的上方，所述TSA区域(3)的顶部设置有第七阀门(33)。
7.根据权利要求6所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：若干个所述第六阀门(32)分别设置在所述TSA区域(3)的底部以及远离所述第五阀门(31)的TSA区域(3)的侧壁上。
8.根据权利要求1所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述第二分布区(12)的截面呈倒T形。
9.根据权利要求6所述的CO2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述PSA区域(2)和TSA区域(3)内分别填充有吸附剂。
...【技术特征摘要】
1.一种co2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)的底部设置有进气单元，所述进气单元连通有若干个变压吸附psa单元，所述变压吸附psa单元远离所述进气单元的一端通过第二分布区(12)连通有若干个变温吸附tsa单元，每个所述变压吸附psa单元分别通过换热单元与一个所述变温吸附tsa单元相连通，每个所述变压吸附psa单元分别连通有解吸气单元；所述变压吸附psa单元和所述变温吸附tsa单元均设置在所述壳体(1)内，且所述变温吸附tsa单元设置在所述变压吸附psa单元的上方。
2.根据权利要求1所述的co2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述进气单元包括设置在所述壳体(1)底部内的第一分布区(11)，所述第一分布区(11)与所述变压吸附psa单元相连通，所述第一分布区(11)连通有压缩机(6)，所述压缩机(6)设置在所述壳体(1)的外部。
3.根据权利要求2所述的co2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述变压吸附psa单元包括设置在所述壳体(1)内的psa区域(2)，所述psa区域(2)的底部通过若干个第一阀门(21)与所述第一分布区(11)相连通，所述psa区域(2)侧壁通过第二阀门(22)与所述解吸气单元相连通，所述换热单元通过第三阀门(23)与所述psa区域(2)相连通，所述第三阀门(23)设置在所述第二阀门(22)的上方，所述psa区域(2)的顶部通过若干个第四阀门(24)与所述第二分布区(12)相连通。
4.根据权利要求3所述的co2变压变温吸附捕集一体化装置，其特征在于：所述解吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：李毅仁，王雷，朱廷钰，刘守显，刘金哲，郭旸旸，赵瑞壮，王洪军，王雪琦，罗雷，
申请(专利权)人：河钢大河能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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