岩征仪器co2吸附解析装置

CO₂吸附解析装置

一、核心原理

1. 吸附阶段：含 CO₂的混合气体通过吸附剂床层，CO₂被吸附剂（如分子筛、活性炭、MOFs 等）捕获，其他气体（如 N₂、O₂）排出。

2. 解析阶段：通过改变温度、压力或吹扫气体，使 CO₂从吸附剂上脱附（解析），实现吸附剂再生并回收高纯度 CO₂。

二、主要组件与功能

1. 吸附塔 / 罐

• 容纳吸附剂，提供气固接触界面，材质需耐腐蚀性气体（如含 CO₂的潮湿气体）。

2. 气体预处理单元

• 去除混合气体中的粉尘、水汽、硫化物等杂质，避免吸附剂中毒或失效。

3. 控制系统

• 调节温度、压力、流量等参数，控制吸附 - 解析循环的时序（如阀门切换、加热 / 冷却启停）。

4. 加热 / 冷却系统

• 用于温度驱动的解析过程（如变温吸附 TSA），通过电加热或蒸汽升温，或冷水 / 液氮降温。

5. 压力调节设备

• 用于压力驱动的解析过程（如变压吸附 PSA），包括压缩机、减压阀、缓冲罐等。

6. 解析气回收单元

• 收集解析出的高纯度 CO₂，可进一步压缩储存或利用（如注入提高石油采收率、化工合成）。

三、常见类型与技术特点

四、关键技术参数

1. 处理气量：单位时间内可处理的混合气体体积（如 Nm³/h）。

2. CO₂浓度：入口气体中 CO₂的体积分数（如 10%~15% 的电厂烟气）。

3. 吸附剂容量：单位质量吸附剂可吸附 CO₂的量（如分子筛约 2~5 mmol/g）。

4. 解析效率：单次循环中 CO₂的脱附比例（目标≥90% 以实现高效再生）。

5. 能耗：每捕集 1 吨 CO₂的电耗或热耗（PSA 约 0.3~0.8 kWh/kg CO₂）。

五、应用场景

1. 碳捕集与封存（CCS）

• 从电厂、钢铁厂等工业废气中捕集 CO₂，用于地质封存或提高油气采收率。

2. 化工生产

• 分离合成气（CO/H₂）中的 CO₂，或从沼气、生物燃气中提纯甲烷（CH₄）。

3. 食品与医药

• 从发酵气中回收高纯度 CO₂（如啤酒酿造、医药级 CO₂制备）。

4. 环境治理

• 控制温室气体排放，助力 “碳中和” 目标。

六、发展趋势

1. 新型吸附剂开发：如金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs），提升吸附容量与选择性。

2. 耦合技术集成：结合膜分离、生物吸附等技术，提高整体效率并降低能耗。

3. 智能化控制：通过物联网（IoT）和人工智能（AI）优化循环参数，实现自适应运行。