的專用規整填料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種常壓捕集CO2的專用規整填料，其特征在于：所用的規整填料為金屬波紋板填料，該金屬波紋板填料板的厚度為0.5-1.5mm，波峰高h為12-24mm，齒頂角β為75°，波底傾角α為30-37.5°，將金屬波紋板相互交叉垂直放置在一起，形成一個圓柱型的規整填料，由金屬薄皮捆綁固定，規整填料直徑為所需塔徑，填料安裝在塔內高度為200-500mm；本發明提高了CO2吸收捕集設備的傳質效率，特別是在低液體噴淋密度下，提高了10-20%，新填料的使用，可降低捕集設備的制造成本，從而降低整個CO2捕集過程的能耗和成本。
【專利說明】一種常壓捕集CO2的專用規整填料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種從氣體混合物中捕集和分離CO2的吸收塔和解吸塔所用內構件的規整填料。
【背景技術】
[0002]全球氣候變暖已經成為毫無爭議的事實。溫室氣體CO2的排放是造成氣候變暖的一個主要因素。如何從富含CO2的常壓氣體混合物中，包括煙道氣、煉廠氣和制氫尾氣等捕集和分離CO2極為重要。
[0003]根據不同的應用場合和原料氣的壓力高低，脫碳方法可分為干法和濕法。干法包括吸附法和膜法，一般適用于CO2濃度較高、壓力較高的場合；濕法為溶劑吸收法，溶劑吸收法多用于原料氣壓力較低或常壓的場合。
[0004]在規整填料方面，中國專利申請(93104269.0)公布了一種孔環波形填料，其特征在于孔板波紋為圓弧狀，且在所述每段波紋上開有一組環片，每兩相鄰波紋上的環片交錯排列。中國專利申請(200610053562.8)提出一種板波紋規整填料塔，每兩層斜型板波紋規整填料層之間間隔有至少一層軸向導流的板波紋規整填料層。中國專利申請(200810052976.8)提出了篩孔網板波紋填料片及規整填料。中國專利申請(200910099811.0)公布了一種具有光邊結構的板波紋規整填料及制造方法。中國專利申請(200910115360.5)提出了一種肴式金屬規整填料，它由至少兩層網孔型填料組成，每層網孔型填料由金屬帶條間隔排列形成。中國專利申請(201010290219.1)公布了一種過渡弧形邊緣改進型板波紋規整填料及其制造方法。這些規整填料方面的中國專利申請，都沒有專門針對CO2捕集體系的特點，設計和提出合適的規整填料。
[0005]針對的CO2捕集過程，一般是常壓的原料氣，如煙道氣、煉廠氣和制氫尾氣等，含有5-60%的CO2，濃度變化范圍大，壓力為常壓附近，一般為0.05-0.15MPa，采用吸收法吸收CO2氣體時，液氣比很小，液體噴淋密度小，甚至小到5-10m3/m2h。目前市場上常用的金屬板波紋填料，主要是X型和Y型，其波紋和水平線的夾角(傾角)為45°和60°，在低液體噴淋密度情況下，傳質效率較差。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種常壓捕集CO2的專用規整填料，特別針對常壓氣體中的CO2吸收法捕集工藝常用的捕集設備中的內構件的規整填料。設計的規整填料，傳質效率高，阻力小，所需吸收塔和解吸塔的高度小，可節省大量的設備投資。
[0007]本發明所述的一種氣體中捕集和分離CO2的吸收塔和解吸塔所用的規整填料為金屬波紋板填料，該金屬波紋板填料板的厚度為0.5-1.5mm,波峰高h為12_24mm,波峰頂角β為75°，波底傾角α為30-37.5°，將金屬波紋板相互交叉垂直放置在一起，形成一個圓柱型的規整填料，由金屬薄皮捆綁固定，規整填料直徑為所需塔徑，填料安裝在塔內高度為200-500mmo
[0008]該填料用于煙道氣、煉廠氣、制氫尾氣等常壓條件下的CO2濃度為5%_60%的氣體中吸收法捕集或分離CO2工藝過程中的吸收塔、解吸塔及水洗塔。可用于包括常規的吸收、加熱解吸的CO2捕集分離工藝；吸收、真空解吸的工藝；吸收、惰性氣體氣提的工藝；或在捕集或分離CO2的同時吸收分離so2、h2s和/或有機硫的工藝。應用于CO2吸收捕集的工藝，其特征在于，所述吸收條件:溫度為30°c -80°c，壓力為0.05-0.15MPa ;所述解吸條件:溫度為 800C _130°C，壓力為 0.1-0.2MPa。
[0009]本發明的規整填料的效果在于，提高了 CO2吸收捕集設備的傳質效率，特別是在低液體噴淋密度下，提高了 10-20%。新填料的使用，可降低捕集設備的制造成本，從而降低整個CO2捕集過程的能耗和成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為制作規整填料的金屬波紋板的結構。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]在裝有的規整填料的吸收塔中，采用濃度0.5M的NaOH溶液吸收氣體中的0)2，氣體F因子為1.14Pa°_5，液體噴淋密度為12.5m3/m2h，采用新填料的傾角為30°、齒頂角為75°，新填料的有效傳質面積測定結果為220m2/m3。而傾角為45°、齒頂角為90°、其它參數一樣的對比填料的有效傳質面積為205m2/m3。新填料的有效傳質面積分別提高了 7%。
[0013]實施例2
[0014]在裝有的規整填料的吸收塔中，采用濃度0.5M的NaOH溶液吸收氣體中的0)2，氣體F因子為1.14Pa°_5，液體噴淋密度為12.5m3/m2h，采用新填料的傾角為37.5°、齒頂角為75°，新填料的有效傳質面積測定結果為225m2/m3。而傾角為45°、齒頂角為90°、其它參數一樣的對比填料的有效傳質面積為205m2/m3。新填料的有效傳質面積分別提高了 10%。
[0015]實施例3
[0016]在裝有的規整填料的吸收塔中，采用濃度0.5M的NaOH溶液吸收氣體中的0)2，氣體F因子為0.76Pa°_5，液體噴淋密度為12.5m3/m2h，采用新填料的傾角為37.5°、齒頂角為75°，新填料的有效傳質面積測定結果為190m2/m3。而傾角為45°、齒頂角為90°、其它參數一樣的對比填料的有效傳質面積為170m2/m3。新填料的有效傳質面積提高了 12%。
[0017]實施例4
[0018]在裝有的規整填料的吸收塔中，采用濃度0.5M的NaOH溶液吸收氣體中的0)2，氣體F因子為0.38Pa°_5，液體噴淋密度為12.5m3/m2h，采用新填料的傾角為30°、齒頂角為75°，新填料的有效傳質面積測定結果為150m2/m3。而傾角為45°、齒頂角為90°、其它參數一樣的對比填料的有效傳質面積為125m2/m3。新填料的有效傳質面積提高了 20%。
[0019]實施例5
[0020]在裝有的規整填料的吸收塔中，采用濃度0.5M的NaOH溶液吸收氣體中的CO2,氣體F因子為0.38Pa°_5，液體噴淋密度為12.5m3/m2h，采用新填料的傾角為37.5°、齒頂角為75°，新填料的有效傳質面積測定結果為147m2/m3。而傾角為45°、齒頂角為90°、其它參數一樣的對比填料的有效傳質面積為125m2/m3。新填料的有效傳質面積提高了 18%。
【權利要求】
1.一種常壓捕集CO2的專用規整填料，其特征在于:所用的規整填料為金屬波紋板填料，該金屬波紋板填料板的厚度為0.5-1.5_，波峰高h為12-24_，齒頂角β為75°，波底傾角α為30-37.5°，將金屬波紋板相互交叉垂直放置在一起，形成一個圓柱型的規整填料，由金屬薄皮捆綁固定，規整填料直徑為所需塔徑，填料安裝在塔內高度為200-500mm。
【文檔編號】B01J19/32GK104275143SQ201310280948
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】于笑丹, 陳健, 陳宏坤, 楊偉, 王萬福, 湯志剛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司