一种用于直接捕获二氧化碳的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及碳捕集技术领域，尤其涉及一种用于直接捕获二氧化碳的装置，包括塔体，塔体内腔包括由上至下依次连通的喷淋区

【技术实现步骤摘要】
一种用于直接捕获二氧化碳的装置


[0001]本专利技术涉及碳捕集
，尤其涉及一种用于直接捕获二氧化碳的装置
。

技术介绍

[0002]大气中二氧化碳含量的增加是全球气温上升和气候变化的主要原因之一，在利用新能源减少排放量的同时，人们也在开发直接从空气中捕获二氧化碳的技术
。
一般来说，人们利用管道输送空气，或通过某种过滤器或催化剂使二氧化碳排出，其成分包括磁性海绵
、
沸石泡沫或由粘土
、
咖啡渣制成的材料
。
另一种碳捕获的方式则是“液固相分离系统”，也就是利用液体使空气起泡，而这种液体可以吸收二氧化碳，或使其分离成固体晶体或薄片
。
[0003]各种有机胺负载与填料表面可以获得较好的吸附效果，但是传统的负载都是在较大颗粒表面负载，导致吸附比表面积较小，吸附容量降低
。
如果吸附在粉末表面，则可以大大提升吸附效果，但是由于粉末材料随气流流动性强，在实际应用中有一定缺陷，导致粉末流失
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中二氧化碳的捕集装置吸附比表面积较小，吸附容量降低的问题，现提供一种用于直接捕获二氧化碳的装置
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于直接捕获二氧化碳的装置，包括塔体，所述塔体内腔包括由上至下依次连通的喷淋区
、
填料区及再生区，所述填料区与再生区之间开设有进气口供含二氧化碳的空气进入，所述喷淋区上方开设有空气出口及上二氧化碳出口；
[0006]所述喷淋区设有用于将异佛尔酮二胺和金属铝纳米粉末所形成的混合溶液喷淋至填料区的喷淋头；
[0007]所述填料区填充有铝质蜂窝填料及用于对填料进行加热的第一加热件；
[0008]所述再生区包括再生腔及用于为再生腔加热的第二加热件，且再生腔开设有下二氧化碳出口，所述喷淋头与再生腔之间设有连接管道，所述连接管道上安装有输送泵
。
[0009]操作时，在塔体内加入适量的异佛尔酮二胺和金属铝纳米粉末，打开空气出口，关闭上二氧化碳出口及下二氧化碳出口，启动输送泵，在进气口通入要去除二氧化碳的空气，气流向上运动，异佛尔酮二胺和金属铝纳米粉末的混合熔液被输送泵吸入进入喷淋头，从上方喷淋下来，和空气接触，空气中的二氧化碳被吸收生成固态的氨基甲酸，和铝粉结合，一部分黏结在填料表面，一部分随着异佛尔酮二胺流下来，进入再生腔，当形成的固态量较大时，则启动第二加热件，使再生腔的温度保持在
59
～
60℃
，吸收的二氧化碳释放出来从下二氧化碳出口收集，异佛尔酮二胺可以重复被利用，继续喷淋吸收二氧化碳；
[0010]经过长时间的吸收后，蜂窝填料表面形成的铝粉负载氨基甲酸可以对二氧化碳形成物理吸附作用，而且吸附的表面会不断的被新的吸附剂覆盖，吸附效力比传统吸附剂的表面吸附有了大大提升，当长期使用，蜂窝填料表面出现堵塞或明显吸附能力下降时，关闭
空气出口，停止鼓入空气，打开上二氧化碳出口，启动第一加热件，使填料区温度达到
59
～
60℃
，蜂窝填料表面的氨基甲酸分解，释放出二氧化碳，二氧化碳从上二氧化碳出口逸出被收集，液体则重新流回到再生腔，随后即可重新启动工作，持续吸附空气中的二氧化碳
。
[0011]上述技术方案利用异佛尔酮二胺进行二氧化碳的化学吸附，铝粉负载氨基甲酸对二氧化碳形成物理吸附，且该物理吸附过程不仅仅是表面吸附，随着吸收作用的进行，吸附层表面及时更新，获得新的物理吸附表面，从而提高了二氧化碳去除效率，且该装置可以实现连续吸收二氧化碳及连续再生，二氧化碳经过吸收后可以比较方便的解吸，获得高纯度浓缩二氧化碳
。
[0012]进一步的，所述再生腔由锥形筒体及盖设在锥形筒体上方的盖体围合形成，所述盖体包括两块间隔设置的盖板，两者之间形成有流通口，以使填料区与再生区连通，且当加热自填料区进入再生腔的固态氨基甲酸，释放二氧化碳时，由两块盖板所形成的流通口可阻挡二氧化碳时从其逸出，而使其从下二氧化碳逸出进而收集
。
[0013]进一步的，所述盖体倾斜设置，当填料区处于二氧化碳吸收阶段时，部分固态氨基甲酸随着异佛尔酮二胺可沿倾斜盖体进入再生腔，当填料区处于二氧化碳解吸阶段时，蜂窝填料表面的氨基甲酸分解形成异佛尔酮二胺液体可沿倾斜盖体进入再生腔，倾斜盖体可避免固体或液体在其上堆积
。
[0014]进一步的，所述下二氧化碳出口与流通口相对设置，且盖体自流通口向下二氧化碳出口的方向逐渐向上倾斜，流通口位于低位且形成潜流有利于阻挡二氧化碳，下二氧化碳出口位于高位，释放的二氧化碳沿倾斜盖体自下二氧化碳出口流出
。
[0015]进一步的，所述第二加热件包括环绕在锥形筒体外部的加热环板，锥形筒体的外周壁与塔体的内周壁围合形成封闭腔体，加热环板位于该封闭腔体中且环绕在筒体外部，其所产生的热量可被再生腔充分吸收，加热效率高
。
[0016]进一步的，所述第一加热机构包括多块间隔分布的加热筛板，所述填料填充在相邻两个加热筛板之间，多个加热筛板可使填料受热更为均匀，固态氨基甲酸或异佛尔酮二胺通过筛板上的筛孔进入再生区
。
[0017]进一步的，所述连接管道上安装有用于对来自再生腔的液体降温的换热装置，从而使自喷淋头喷出的液体温度保持在
10
～
25℃。
[0018]进一步的，所述再生腔底部设有搅拌叶轮
。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用异佛尔酮二胺进行二氧化碳的化学吸附，铝粉负载氨基甲酸对二氧化碳形成物理吸附，且该物理吸附过程不仅仅是表面吸附，随着吸收作用的进行，吸附层表面及时更新，获得新的物理吸附表面，从而提高了二氧化碳去除效率，且该装置可以实现连续吸收二氧化碳及连续再生，二氧化碳经过吸收后可以比较方便的解吸，获得高纯度浓缩二氧化碳
。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明
。
[0021]图1为本专利技术的结构示意图；
[0022]图中：
[0023]1、
塔体；
101、
喷淋区；
102、
填料区；
103、
再生区；
104、
进气口；
105、
空气出口；
106、
上二氧化碳出口；
107、
下二氧化碳出口；
2、
喷淋头；
3、
填料；
4、
加热筛板；
5、
加热环板；
6、
连接管道；
7、
输送泵；
8、
锥形筒体；
9、
盖板；
10、
流通口；
11、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于直接捕获二氧化碳的装置，其特征在于：包括塔体
(1)
，所述塔体
(1)
内腔包括由上至下依次连通的喷淋区
(101)、
填料区
(102)
及再生区
(103)
，所述填料区
(102)
与再生区
(103)
之间开设有进气口
(104)
，所述喷淋区
(101)
上方开设有空气出口
(105)
及上二氧化碳出口
(106)
；所述喷淋区
(101)
设有用于将异佛尔酮二胺和金属铝纳米粉末所形成的混合溶液喷淋至填料区
(102)
的喷淋头
(2)
；所述填料区
(102)
填充有铝质蜂窝填料
(3)
及用于对填料
(3)
进行加热的第一加热件；所述再生区
(103)
包括再生腔及用于为再生腔加热的第二加热件，且再生腔开设有下二氧化碳出口
(107)
，所述喷淋头
(2)
与再生腔之间设有连接管道
(6)
，所述连接管道
(6)
上安装有输送泵
(7)。2.
根据权利要求1所述的一种用于直接捕获二氧化碳的装置，其特征在于：所述再生腔由锥形筒体
(8)
及盖设在锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅瑜，陶佳，
申请(专利权)人：浙江树人学院，
类型：发明
国别省市：