聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统及方法技术方案

本申请提出一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统及方法。其中，该系统包括：聚光器、旋转式空气捕碳器、引风机、吹扫泵、解吸泵和二氧化碳存储模块；聚光器，用于接收太阳光，并将接收到的太阳光聚集反射至旋转式空气捕碳器；旋转式空气捕碳器包括二氧化碳吸附室、二氧化碳解吸室、过渡密封区、残余气吹扫区、二氧化碳吸附剂单元和转动轴；引风机与旋转式空气捕碳器的空气出口连接；吹扫泵与残余气吹扫区的吹扫气出口连接；解吸泵的入口与旋转式空气捕碳器的解吸气出口连接；二氧化碳存储模块与解吸泵的出口连接。该方案可以使解吸过程与吸附过程在同一设备中同时进行，也可以降低碳捕集系统的复杂性，也可以节省运行成本。也可以节省运行成本。也可以节省运行成本。

【技术实现步骤摘要】
聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统及方法


[0001]本申请涉及二氧化碳捕集
，尤其涉及一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统及方法。

技术介绍

[0002]随着全球气候变化，二氧化碳减排技术受到越来越多的关注；除了常规的从工业源减排二氧化碳外，直接从空气中捕集二氧化碳也作为一种可行的二氧化碳减排技术路线成为全世界关注的热点。
[0003]在相关技术中，捕集空气中的二氧化碳通常采用固体吸附剂进行物理化学吸附，再使用水蒸气等热量介质对吸附剂进行再生。但是这种方式需要配备专门的供热系统为吸附剂的再生提供热源，导致系统复杂，且运行成本较高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提供了一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统及方法。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统，包括：聚光器、旋转式空气捕碳器、引风机、吹扫泵、解吸泵和二氧化碳存储模块；其中：
[0006]所述聚光器，用于接收太阳光，并将接收到的太阳光聚集反射至所述旋转式空气捕碳器；
[0007]所述旋转式空气捕碳器包括二氧化碳吸附室、二氧化碳解吸室、过渡密封区、残余气吹扫区、二氧化碳吸附剂单元和转动轴；其中，所述二氧化碳吸附剂单元为圆柱体形，用于放置二氧化碳吸附剂，且所述二氧化碳吸附剂单元内设有由多个通过所述二氧化碳吸附剂单元中轴线的隔板所形成的多个格栅，各个所述格栅内的二氧化碳吸附剂之间相互隔离；所述转动轴固定于所述二氧化碳吸附剂单元轴向的中心，用于按照预设的速度及方向进行转动，并驱动所述二氧化碳吸附剂单元进行转动；所述二氧化碳解吸室的表面为弧形，且弧形表面用于接收所述聚光器反射的太阳光，所述二氧化碳解吸室设有解吸气出口，所述二氧化碳吸附剂单元中的一部分位于所述二氧化碳解吸室中，所述二氧化碳解吸室用于获取太阳光，并基于太阳光的能量对转动至所述二氧化碳解吸室内的二氧化碳吸附剂进行解吸处理；所述二氧化碳吸附室两侧设有空气进口和空气出口，所述二氧化碳吸附剂单元中的另一部分位于所述二氧化碳吸附室中，所述二氧化碳吸附室用于基于转动至所述二氧化碳吸附室内的二氧化碳吸附剂对空气中的二氧化碳进行吸附处理；所述过渡密封区设在沿所述转动轴转动方向上，所述二氧化碳解吸室至二氧化碳吸附室之间，用于对转动至所述过渡密封区内的格栅对应的二氧化碳吸附剂进行密封；所述残余气吹扫区设在沿所述转动轴转动方向上，所述二氧化碳吸附室至所述二氧化碳解吸室之间，用于使转动至其区域内的格栅对应的二氧化碳吸附剂孔隙中的空气排出，且所述残余气吹扫区设有吹扫气出口；
[0008]所述引风机与所述旋转式空气捕碳器的空气出口连接，用于使空气从所述空气入口进入，通过所述二氧化碳吸附剂进行吸附后，从所述空气出口排出洁净空气；
[0009]所述吹扫泵与所述旋转式空气捕碳器中所述残余气吹扫区的吹扫气出口连接；所述吹扫泵用于将所述残余气吹扫区内的格栅对应的二氧化碳吸附剂孔隙中的空气排出；
[0010]所述解吸泵的入口与所述旋转式空气捕碳器的解吸气出口连接，用于将解吸处理获取的二氧化碳气体排出；
[0011]所述二氧化碳存储模块与所述解吸泵的出口连接，用于对捕集到的二氧化碳气体进行存储。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述旋转式空气捕碳器中二氧化碳解吸室的弧形表面为透光隔热材料。
[0013]作为一种可能的实现方式，所述旋转式空气捕碳器中二氧化碳吸附剂单元的外表面涂覆有太阳光吸收涂层。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述旋转式空气捕碳器中转动轴的转动速度基于所述二氧化碳解吸室的温度来确定。
[0015]作为一种可能的实现方式，所述二氧化碳存储模块包括缓冲罐、压缩机和二氧化碳储罐；其中：
[0016]所述缓冲罐的入口与所述解吸泵的出口连接，所述缓冲罐用于存放捕集的二氧化碳气体；
[0017]所述压缩机的入口与所述缓冲罐的出口连接，所述压缩机用于对捕集的二氧化碳气体进行压缩；
[0018]所述二氧化碳储罐与所述压缩机的出口连接，所述二氧化碳储罐用于对压缩后得到的二氧化碳液体进行存储。
[0019]根据本申请的第二方面，提供了一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集方法，所述方法应用于上述第一方面所述的聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统，包括：
[0020]在所述引风机的作用下，所述旋转式空气捕碳器的二氧化碳吸附室基于所述二氧化碳吸附剂单元中转动至所述二氧化碳吸附室内的二氧化碳吸附剂，对空气中的二氧化碳进行吸附处理，并排出洁净空气；
[0021]在所述吹扫泵的作用下，将转动至所述旋转式空气捕碳器的残余气吹扫区内的格栅对应的二氧化碳吸附剂孔隙中的空气排出；
[0022]所述旋转式空气捕碳器的二氧化碳解吸室接收所述聚光器反射的太阳光，并基于接收的太阳光的能量，对所述二氧化碳吸附剂单元中转动至所述二氧化碳解吸室内的二氧化碳吸附剂进行解吸处理，并在所述解吸泵的作用下排出捕集到的二氧化碳气体；
[0023]所述二氧化碳存储模块对捕集到的二氧化碳气体进行存储。
[0024]根据本申请的技术方案，通过聚光器将太阳光聚集反射至旋转式空气捕碳器，由旋转式空气捕碳器对空气中的二氧化碳进行吸附处理，同时基于接收到的太阳光的能量对已吸附的二氧化碳进行解吸处理，并由二氧化碳存储模块对解吸出的二氧化碳进行存储。本方案中由于旋转式空气捕碳器包括二氧化碳吸附室和二氧化碳解吸室，使二氧化碳吸附过程和解吸过程在同一设备中完成在吸附阶段，从而降低了空气碳捕集系统的复杂性。另外，旋转式空气捕碳器中的残余气吹扫区可以使二氧化碳吸附剂中残余的空气排出，以提
升捕集的二氧化碳的纯度。此外，二氧化碳解吸室采用太阳能作为解吸热量来源，同时利用聚光器进行聚光来增加光照强度，以提高解吸温度，这样无需配备专门的供热系统实现二氧化碳的解吸，不仅可以提高二氧化碳捕集量，也可以节省运行成本，同时也可以降低系统的复杂性。
[0025]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0026]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0027]图1为本申请实施例所提供的一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统的结构框图；
[0028]图2为本申请实施例中的一种旋转式空气捕碳器的结构框图；
[0029]图3为图2中A
‑
A截面的剖面图；
[0030]图4为本申请实施例所提供的一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集方法的流程图。
[0031]附图标记：
[0032]聚光器，101；旋转式空气捕碳器，102；引风机，103；吹扫泵，104；解吸泵，105；二氧化碳存储模块，106；缓冲罐，106
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1；压缩机，106
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2；二氧化碳存储罐，106
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚焦式太阳能供热的空气碳捕集系统，其特征在于，包括：聚光器、旋转式空气捕碳器、引风机、吹扫泵、解吸泵和二氧化碳存储模块；其中：所述聚光器，用于接收太阳光，并将接收到的太阳光聚集反射至所述旋转式空气捕碳器；所述旋转式空气捕碳器包括二氧化碳吸附室、二氧化碳解吸室、过渡密封区、残余气吹扫区、二氧化碳吸附剂单元和转动轴；其中，所述二氧化碳吸附剂单元为圆柱体形，用于放置二氧化碳吸附剂，且所述二氧化碳吸附剂单元内设有由多个通过所述二氧化碳吸附剂单元中轴线的隔板所形成的多个格栅，各个所述格栅内的二氧化碳吸附剂之间相互隔离；所述转动轴固定于所述二氧化碳吸附剂单元轴向的中心，用于按照预设的速度及方向进行转动，并驱动所述二氧化碳吸附剂单元进行转动；所述二氧化碳解吸室的表面为弧形，且弧形表面用于接收所述聚光器反射的太阳光，所述二氧化碳解吸室设有解吸气出口，所述二氧化碳吸附剂单元中的一部分位于所述二氧化碳解吸室中，所述二氧化碳解吸室用于获取太阳光，并基于太阳光的能量对转动至所述二氧化碳解吸室内的二氧化碳吸附剂进行解吸处理；所述二氧化碳吸附室两侧设有空气进口和空气出口，所述二氧化碳吸附剂单元中的另一部分位于所述二氧化碳吸附室中，所述二氧化碳吸附室用于基于转动至所述二氧化碳吸附室内的二氧化碳吸附剂对空气中的二氧化碳进行吸附处理；所述过渡密封区设在沿所述转动轴转动方向上，所述二氧化碳解吸室至二氧化碳吸附室之间，用于对转动至所述过渡密封区内的格栅对应的二氧化碳吸附剂进行密封；所述残余气吹扫区设在沿所述转动轴转动方向上，所述二氧化碳吸附室至所述二氧化碳解吸室之间，用于使转动至其区域内的格栅对应的二氧化碳吸附剂孔隙中的空气排出，且所述残余气吹扫区设有吹扫气出口；所述引风机与所述旋转式空气捕碳器的空气出口连接，用于使空气从所述空气入口进入，通过所述二氧化碳吸附剂进行吸附后，从所述空气出口排出洁净空气；所述吹扫泵与所述旋转式空气捕碳器中所述残余气吹扫区的吹扫气出口连接；所述吹扫泵用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡铭，赵瀚辰，杨成龙，程广文，杨嵩，郭中旭，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：