一种气体分离用吸附床和气体分离用装置的制作方法

本专利涉及绿色环保领域，尤其涉及一种气体分离用吸附床和气体分离用装置。

背景技术：

1、近年来，为应对全球化的气候变暖，各国政府加强了国际间合作，纷纷出台了一系列的政策法规，抑制诸如二氧化碳等温室气体的排放。如《巴黎协定》明确提出要将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃之内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃之内。ipcc表示：要想在本世纪末成功逆转全球气温上升的趋势，需要将大气中的二氧化碳全部抽离出来。

2、作为应对全球气候变化的有效对策，对于捕集、回收、利用空气中的二氧化碳人们显现出浓厚的兴趣。一个重要应用是从气流、例如从烟道气、排放气体、工业废气或大气空气中捕集二氧化碳(co2)。直接从大气捕集co2(也称为直接空气捕集(dac))是减轻人为温室气体排放的几种手段之一，并且具有作为用于商品市场和用于制造合成燃料的非化石的位置独立性co2源的有吸引力的经济前景。从大气中捕集co2的具体优点包括：1、dac可以解决分布式源(例如汽车、飞机)的排放，其占据世界范围内温室气体排放的大部分，并且目前不能以经济可行的方式在排放地点捕集；2、dac可以解决过去的排放，并因此可以产生真实的负排放；3、dac系统不需要被附着至排放源，而是位置独立性的，并且例如可以位于其他co2处理场所；4、如果从大气捕集的co2用于由可再生能源生产合成烃类燃料，则可以获得用于运输行业的真正的非化石燃料，其不产生向大气的净co2排放或产生非常少的净co2排放。

3、一个具体的dac方式可以基于固体的、化学功能化的吸着剂材料上的循环吸附/脱附过程。例如，基于胺功能化的固体吸着剂材料以及利用该材料的循环吸附/脱附过程的用于从环境空气提取二氧化碳的结构。在吸附过程中，co2需要从空气主体扩散到吸附剂表面，再进入吸附剂内部的孔隙中进行吸附，这个过程中存在一定的传质阻力。当吸附剂颗粒较大或床层较厚时，传质阻力会更为明显，导致吸附速率降低，延长了达到吸附平衡所需的时间，从而影响吸附床的工作效率。可以通过吸附床内部水管路，加热散热鳍片，从而加热吸附剂而达到脱附二氧化碳的目的。在吸附剂的再生过程中，通常需要对吸附床进行加热以实现二氧化碳的脱附。

4、然而，在装备试验过程中本发明人发现吸附床耐久度较差，使用寿命远低于设计寿命，因此需要找出吸附床耐久度较差的问题所在并加以解决。

技术实现思路

1、为了解决现有口用袋装制品避免喷涂功能性涂层难度较大的问题，本专利提供以下技术方案：

2、第一方面，提供一种气体分离用吸附床，所述吸附床内部可填充气体吸附用松散颗粒，所述吸附床包括加热管路和安装所述加热管路的安装框架，所述加热管路包括依次连接的热工质入口、至少一个加热回路和热工质出口，所述加热回路在靠近所述热工质入口的一端与所述安装框架之间为活动连接。

3、进一步的，所述安装框架上具有安装孔，所述安装孔的孔径略大于所述加热回路的外径，所述加热回路穿过所述安装孔以实现活动连接。

4、进一步的，所述安装孔内设置有弹性密封圈。

5、进一步的，所述加热回路在靠近所述热工质出口的一端与所述安装框架之间通过焊接固定。

6、进一步的，所述加热管路包括4-8个所述加热回路。

7、进一步的，所述加热回路相互并联并分别连接至所述热工质入口和所述热工质出口。

8、进一步的，所述热工质入口外部具有保温层，在工作时可以确保内部所述热工质温差控制在±10℃以内。

9、进一步的，所述加热回路具有2n个回弯，所述n为2、3或4。

10、进一步的，所述加热回路中的所述回弯均与所述安装框架之间通过焊接固定。

11、第二方面，提供一种气体分离装置，包括前述气体分离用吸附床。

12、本专利具有以下有益效果：

13、本发明人利用了结构设计、流体力学仿真、结构力学仿真、实际实验耐久测试等方法对吸附床耐久度较差的问题开展了全面调查，发现吸附床在使用过程中因频繁在吸附和脱附状态之间切换(如图10所示)，从而加热水管的热涨冷缩效应会导致出现撕裂、漏水等寿命问题(如图11所示)。

14、本发明人通过温度交变试验，找到了需要设置活动连接的应力消除点，从而增加了吸附床的使用寿命。通过仿真模拟研究不同加热水管排布方式下的应力消除点位置和数量，发现回弯过多或过少都会导致应力消除点数量超过1个，可能会导致加热水管整体偏移也会导致耐久度较差。控制加热回路数量以及热工质入口与不同加热回路之间连接位置的温度差，可以避免由于不同部分加热回路之间的温差而导致局部焊接固定位置长期受应力影响。

1.一种气体分离用吸附床，所述吸附床内部可填充气体吸附用松散颗粒，所述吸附床包括加热管路和安装所述加热管路的安装框架，所述加热管路包括依次连接的热工质入口、至少一个加热回路和热工质出口，其特征在于，所述加热回路在靠近所述热工质入口的一端与所述安装框架之间为活动连接。

2.根据权利要求1所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述安装框架上具有安装孔，所述安装孔的孔径略大于所述加热回路的外径，所述加热回路穿过所述安装孔以实现活动连接。

3.根据权利要求2所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述安装孔内设置有弹性密封圈。

4.根据权利要求1所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述加热回路在靠近所述热工质出口的一端与所述安装框架之间通过焊接固定。

5.根据权利要求1所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述加热管路包括4-8个所述加热回路。

6.根据权利要求5所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述加热回路相互并联并分别连接至所述热工质入口和所述热工质出口。

7.根据权利要求6所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述热工质入口外部具有保温层，在工作时可以确保内部所述热工质温差控制在±10℃以内。

8.根据权利要求1所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述加热回路具有2n个回弯，其中，n为2、3或4。

9.根据权利要求8所述的气体分离用吸附床，其特征在于，所述加热回路中的所述回弯均与所述安装框架之间通过焊接固定。

10.一种气体分离装置，包括前述权利要求中任一项所述的气体分离用吸附床。