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      一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置的制作方法

      文檔序號:5051688閱讀:357來源:國知局
      專利名稱:一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型涉及一種用于氣體吸/脫附的電解吸裝置,尤其是涉及二氧化碳(CO2) 脫附的電解吸裝置。
      技術(shù)背景聯(lián)合國環(huán)境署的政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在2007年初發(fā)表的第四份報告指出,氣候變暖已是“毫無爭議”的事實,90%以上的可能性是人類活動導(dǎo)致了氣候變暖。 其中燃煤電廠、鋼鐵和水泥等行業(yè)大量排放的CO2是導(dǎo)致氣候變化的最重要的溫室氣體之 一。2005年我國CO2排放量僅次于美國的,預(yù)計很快將超過美國。作為《聯(lián)合國氣候變化 框架公約》簽約方之一,我國在該公約生效后所面臨的減少CO2排放的壓力十分嚴(yán)峻。除了 采用新技術(shù)節(jié)能降耗、開發(fā)可再生能源等以達到減少C02排放目的外,CO2捕集和封存技術(shù) (CCS)是目前國際公認(rèn)的有效解決途徑之一。大規(guī)模捕集分離CO2的成本過高是CCS技術(shù) 至今難以真正獲得實際應(yīng)用的瓶頸之一。目前普遍認(rèn)為,吸收和吸附是兩種最有前途的分離手段,其中吸附分離技術(shù)是化 工領(lǐng)域較為成熟且獲得廣泛應(yīng)用的分離技術(shù)。但該技術(shù)用于低壓、低濃度煙道氣中CO2的 分離需要解決兩個關(guān)鍵技術(shù)問題一是現(xiàn)有吸附材料表面積較低,對CO2的吸附量有限;二 是吸附捕集過程中運行費用和能耗過高,其中能耗主要是因吸附劑再生造成的。根據(jù)吸附劑再生方法的不同,吸附法捕集分離氣體技術(shù)可分為變壓吸附(PSA)、真 空變壓吸附(VSA)、變溫吸附(TSA)以及電解吸(ESA)技術(shù)。通過比較不同溫度和壓力條 件下吸附平衡等溫曲線,發(fā)現(xiàn)采用真空變壓吸附技術(shù)在常溫下捕集煙道氣中的CO2比較經(jīng) 濟,即在近常壓下吸附CO2,真空下解吸。VSA技術(shù)能避免PSA工藝要求煙道氣加壓至10 20個大氣壓后再捕集CO2而導(dǎo)致壓縮機耗能太高的問題。然而,為了提高吸附劑對CO2的 吸附容量和選擇性,一般都經(jīng)過表面改性成為化學(xué)吸附,需要較低的真空解吸壓力,通常小 于0. Olatm,真空泵能耗比較高。為了進一步降低吸附法捕集成本,已有學(xué)者開發(fā)了真空變 壓吸附與變溫吸附耦合的工藝,在真空解吸的同時加熱吸附劑,由于加熱可使CO2更容易從 吸附劑解吸出來,因而減少了真空泵的電力消耗,但是變溫吸附分離耗時較長。電解吸技術(shù),是利用一些吸附劑具有一定導(dǎo)電性,采用直接通電或電磁誘導(dǎo)提供 熱量的方式加速CO2脫附,它實際上是一種新穎的變溫吸附技術(shù)。由于用電直接加熱到吸 附劑上,吸附劑升溫速度很快,解吸再生過程能耗較低,吸附/脫附的循環(huán)操作周期縮短, 產(chǎn)率提高。尤其是當(dāng)工廠余熱不足以加熱吸附劑使其再生時,電解吸技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對變壓吸附或變溫吸附技術(shù)所存在的不足而提供一種能 耗低、吸附/脫附循環(huán)周期短且結(jié)構(gòu)簡單、易操作的電解吸裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置,其特征在于,所述裝置包括一個帶有外層反應(yīng)器1和內(nèi)層反應(yīng)器2的吸附反應(yīng)器15,吸附反應(yīng)器15上端設(shè)有進氣口 7和溫度檢測 接口 9,下端設(shè)有出氣口 8,吸附反應(yīng)器15的上下兩端通過上密封蓋5和下密封蓋6密封, 上、下密封蓋5,6中部設(shè)有電極接口 11,兩個帶有電極板14的電極10通過電極接口 11與 吸附反應(yīng)器15相連,電極10與電極接口 11之間具有密封裝置12,電極10通過接線13與 變壓器相連。所述的電解吸裝置在吸附反應(yīng)器與密封蓋之間、上密封蓋與進氣口之間、下密封 蓋與出氣口之間、上/下密封蓋與電極之間、上密封蓋與溫度檢測接口之間均通過聚四氟 乙烯密封圈或密封卡套實現(xiàn)的氣體密封的,同時也保證了各部分間的電絕緣性。所述的電極10為“T”型結(jié)構(gòu),其中與吸附劑接觸的電極板14為均勻分布的多孔 結(jié)構(gòu),目的是保證氣體正常的擴散或流動,電極的接線柱與變壓器相接。有益效果該電解吸裝置,結(jié)構(gòu)簡單,氣體密封性好,電絕緣性好,升溫速度快,降溫速度快, 能耗低,吸脫附循環(huán)周期短,可廣泛應(yīng)用于各種工況下的電解吸場所。

      附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1 外層反應(yīng)器,2 :內(nèi)層反應(yīng)器,3、4 內(nèi)外螺紋,5 上密封蓋,6 下密封蓋, 7 進氣口,8出氣口,9 溫度檢測接口,10 電極,11 電極接口,12 密封裝置,13 接線,14: 電極板,15 吸附反應(yīng)器。附圖2為電極板14的多孔結(jié)構(gòu)示意圖。其中14 電極板,16 模具的孔
      具體實施方式
      以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。本實用新型的電解吸裝置結(jié)構(gòu)如附圖1所示。實際操作時先按如下步驟組裝1) 將電極、溫度檢測元件與反應(yīng)器的密封蓋連接;2)將密封墊圈置于密封蓋底部;3)將吸附 反應(yīng)器與上密封蓋進行密封連接;4)將吸附劑置于吸附反應(yīng)器中;5)將下密封蓋與吸附反 應(yīng)器連接,采用聚四氟乙烯墊圈進行密封和絕緣;6)將進氣口、出氣口與相應(yīng)設(shè)備連接,并 采用聚四氟乙烯卡套進行密封和絕緣;7)將電極與變壓器連接,采用聚四氟乙烯卡套進行 密封和絕緣;8)檢測電解吸裝置的密封和漏電性能。然后通過調(diào)節(jié)變壓器的電壓進行電解吸實驗,電極與吸附劑之間的距離由電極 柱在卡套中的定位實現(xiàn),而接觸面積是通過控制電極板的直徑實現(xiàn)的;通過溫度檢測元件 (如熱電偶)從溫度檢測接口插入吸附反應(yīng)器內(nèi)部進行溫度檢測,測試吸附材料內(nèi)部的溫 度,本裝置適合二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、硫化氫等各種氣體的電解吸,尤其適合二 氧化碳的電解吸脫附。
      權(quán)利要求一種用于二氧化碳脫附的電解吸裝置,其特征在于,所述裝置包括一個帶有外層反應(yīng)器(1)和內(nèi)層反應(yīng)器(2)的吸附反應(yīng)器(15),吸附反應(yīng)器(15)上端設(shè)有進氣口(7)和溫度檢測接口(9),下端設(shè)有出氣口(8),吸附反應(yīng)器(15)的上下兩端通過上密封蓋(5)和下密封蓋(6)密封,上、下密封蓋(5,6)中部設(shè)有電極接口(11),兩個帶有電極板(14)的電極(10)通過電極接口(11)與吸附反應(yīng)器(15)相連,電極(10)與電極接口(11)之間具有密封裝置(12),電極(10)通過接線(13)與變壓器相連。
      2.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳脫附的電解吸裝置,其特征在于,在所述的吸附 反應(yīng)器(15)與上、下密封蓋(5,6)之間,上密封蓋(5)與進氣口(7)之間,下密封蓋(6)與 出氣口(8)之間,上、下密封蓋(5,6)與電極(10)之間,上密封蓋(5)與溫度檢測接口(9) 之間,均通過聚四氟乙烯密封圈或密封卡套進行密封。
      3.如權(quán)利要求1所述的用于二氧化碳脫附的電解吸裝置,其特征在于,所述的電極板 (14)為均勻分布的多孔結(jié)構(gòu)。
      專利摘要本實用新型公開一種電解吸裝置。所述裝置包括一個帶有外層反應(yīng)器和內(nèi)層反應(yīng)器的吸附反應(yīng)器,吸附反應(yīng)器上端設(shè)有進氣口和溫度檢測接口,下端設(shè)有出氣口,吸附反應(yīng)器的上下兩端通過上、下密封蓋密封,上、下密封蓋中部設(shè)有電極接口,兩個帶有電極板的電極通過電極接口與吸附反應(yīng)器相連,電極(10)與電極接口之間具有密封裝置,電極通過接線與變壓器相連。本實用新型氣體密封、電絕緣設(shè)計,不僅氣體密封性和電絕緣性好,而且結(jié)構(gòu)簡單、易操作。
      文檔編號B01D53/02GK201565230SQ20092028656
      公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
      發(fā)明者喬文明, 凌立成, 葉冉, 唐麗, 梁曉懌, 葛明, 詹亮, 謝菲, 鄧洪貴 申請人:華東理工大學(xué)
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