脱除二氧化碳中杂质气体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脱除二氧化碳中杂质气体的装置和方法，它包括矩形装置，精馏塔，所述矩形装置内部上方设有紫外线灯管，下方设有负载光催化材料的基底，所述精馏塔通过连接管与矩形装置连接，光催化材料及由此形成的光催化系统具有较低的成本，工艺简单，能耗低，可以同时去除二氧化碳中含有的几乎所有杂质气体，本发明专利技术为制备食品级液体二氧化碳添加剂和其它用途的高纯度二氧化碳关键技术，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱除ニ氧化碳中杂质气体的方法。特别涉及ー种利用光催化材料一次性脱除ニ氧化碳中大部分杂质气体的方法。
技术介绍
ニ氧化碳是ー种宝贵的资源，可以被广泛地应用于多种领域化学合成エ业、机械保护焊接、金属鋳造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业都需要大量ニ氧化碳。我国ニ氧化碳的来源非常丰富，但由于回收ニ氧化碳的措施不利，每年回收再利用的ニ氧化碳还不足排放量的2%，世界范围内每年排放到大气中的ニ氧化碳大约有200亿吨左右，既造成了大气的污染，形成可怕的温室效应，又浪费了宝贵的资源。 所以ニ氧化碳的回收再利用不仅可以减少ニ氧化碳的制造，还可以减少大气中的ニ氧化碳，最終起到降低大气污染的作用。而目前ニ氧化碳的回收主要采用的方法有吸收法、变压吸收法、膜分离法、低温精馏法、催化燃烧法。而对于废气中二氧化碳含量较大的情况，一般用催化燃烧法来回收，但是催化燃烧法首先要建一套深冷空分法生产液氧的装置，把纯氧加入到已经有96%纯度的ニ氧化碳中，与之混合，然后全部气体加热到350°C，进入催化燃烧器中，靠过量氧气作用把少量有机杂质烧掉(没有过量氧气就不能把杂质燃烧到ppm级)。生成的全部气体再降温到20°C左右，稳压后进入压缩机中增压，经过分子筛干燥脱水，吸附除杂质，再经过液化后进入精馏塔中脱除加入的过量氧气，塔底可以得到液体ニ氧化碳产品。可见催化燃烧法在流程前部要用ー套液氧生产装置和燃烧加热降温系统，前期投入成本大，而且エ艺复杂，运行成本高。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是为了克服
技术介绍
关于ニ氧化碳回收技术的缺点，提供ー种利用紫外光照射光催化材料降解ニ氧化碳气体中大部分杂质气体的方法。本专利技术紫外线灯管和负载光催化材料去除杂质气体的原理为ニ氧化碳和氧化锌是n型半导体材料，即在价带和导带之间存在ー个禁帯。当光子能量高于光催化材料吸收阈值的光照射吋，光催化材料的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子(e_)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，能将ニ氧化碳中含有的几乎所有杂质气体去除。本专利技术的技术方案是一种脱除ニ氧化碳中杂质气体的装置，包括精馏塔，精馏塔通过管道连接有一矩形装置，该矩形装置内部上方设有紫外线灯管，下方设有负载光催化材料的基底。所述的光催化材料为ニ氧化钛或者氧化锌或者为Fe、Co、Cr、N1、Mo、Cu、Pb、W对这两种材料进行掺杂的复合物。一种脱除ニ氧化碳中杂质气体的方法，本方法包括以下步骤 1)、先将光催化材料制备于脱除ニ氧化碳中杂质气体装置中的负载光催化材料的基底上； 2)、打开的紫外线灯，照射光催化材料； 3)、开启阀门使得ニ氧化碳通过矩形装置； 4 )、经过矩形装置后，可以去除一氧化氮、ニ氧化氮、ニ氧化硫、总硫(除ニ氧化硫外，以硫外)、碳氢化合物、苯、甲醇、こ醇、こ醛、其它含氧有机物、油脂、氨、磷化氢等杂质气体，催化后生成的氧气、氮气、氢气，再进入精馏塔进行进ー步去除； 5)、此时从精馏塔排出的气体为纯度较高的ニ氧化碳； 本专利技术的有益效果是光催化材料及由此形成的光催化系统具有较低的成本，エ艺简单，能耗低，可以同时去除ニ氧化碳中含有的几乎所有杂质气体，本专利技术为制备食品级液体ニ氧化碳添加剂和其它用途的高纯度ニ氧化碳关键技术，具有广阔的应用前景。而本专利中的方法，只利用光催化系统即可完成大部分杂质气体的降解，然后再通入精馏塔中完成氧气、氮气等轻组分的去除。所以流程比催化燃烧法简单一倍，另外，没有了液氧生产和燃烧加热降温的流程，能耗也极大的降低了。附图说明图1为本专利技术的结构示意 其中1、矩形装置，2、负载光催化材料的基底，3、紫外灯管，4、光催化材料，5、ニ氧化碳气体的通道，6、连接管，7、精馏塔。具体实施例方式本实施例为ー种脱除ニ氧化碳中杂质气体的装置，它包括矩形装置1，精馏塔7，所述矩形装置I内部上方设有紫外线灯管4，下方设有负载光催化材料的基底2，所述精馏塔7通过连接管6与矩形装置I连接。该矩形装置，其材质为不锈钢，内部呈长方体形，其高度尽量低，只需要能容纳紫外灯管及光催化载体，并保证紫外灯管与光催化载体直接的距离小于10厘米并大于5毫米，其长度尽量长，以便气体可以较多的和光催化材料接触。所述的连接管道，其材质为不锈钢，并且在管道上设置有控制气体流量的截止阀。所述的紫外灯管，发射紫外光为主波长为365纳米或者256纳米的紫外光，并紧密排列，安装于负载基底的正上方。所述的光催化材料，需要用粘结剂和负载固定在一起，该光催化材料的厚度为小于5毫米并大于0.1毫米。实施例1 :1、制备ニ氧化钛光催化材料。2、利用粘接剂涂敷的方式把光催化材料制备于ニ氧化碳气体的通道内。3、把波长为365纳米的紫外灯管安置于ニ氧化碳气体的通道内的光催化材料上方。4、通入ニ氧化碳气体进行光催化去除其中的杂质气体，然后把产生的氮气、氧气、氢气通入后续流程的精馏塔进一歩去除。实施例2 1、制备氧化锌光催化材料。2、利用粘接剂涂敷的方式把光催化材料制备于ニ氧化碳气体的通道内。3、把波长为256纳米的紫外灯管安置于ニ氧化碳气体的通道内的光催化材料上方。 4、通入ニ氧化碳气体进行光催化去除其中的杂质气体，然后把产生的氮气、氧气、氢气通入后续流程的精馏塔进一歩去除。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除二氧化碳中杂质气体的装置，包括精馏塔，其特征是精馏塔通过管道连接有一矩形装置，该矩形装置内部上方设有紫外线灯管，下方设有负载光催化材料的基底。

【技术特征摘要】
1.一种脱除二氧化碳中杂质气体的装置，包括精馏塔，其特征是精馏塔通过管道连接有一矩形装置，该矩形装置内部上方设有紫外线灯管，下方设有负载光催化材料的基底。2.如权利要求1所述的脱除二氧化碳中杂质气体的装置，其特征是所述的光催化材料为二氧化钛或者氧化锌。3.如权利要求1所述的脱除二氧化碳中杂质气体的装置，其特征是所述的矩形装置，其材质为不锈钢，内部呈长方体形，其高度需要能容纳紫外灯管及光催化载体，并保证紫外灯管与光催化载体直接的距离小于10厘米并大于5毫米。4.如权利要求1所述的脱除二氧化碳中杂质气体的装置，其特征是所述的连接管道，其材质为不锈钢，并且在管道上设置有控制气体流量的截止阀。5.如权利要求1所述的脱除二氧化碳中杂质气体的装置，其特征是所述的紫外灯管，发射紫外光为主波长为365纳米或者2...

【专利技术属性】
技术研发人员：金向华，孙猛，李荷庆，
申请(专利权)人：徐州金宏二氧化碳科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：