一种二氧化碳捕集辅助装置及其温度控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及CO2的富集设备领域，尤其涉及一种二氧化碳捕集辅助装置及其温度控制方法，其特征在于，包括底座、框架、真空箱、吸附热交换模块、1#储热罐、2#储热罐、3#储热罐、真空泵和温度平衡模块，框架的内部或顶部设有真空箱，框架内设有1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐，真空泵通过管路与真空箱相连通，所述真空箱内设有吸附热交换模块；温度平衡模块设置在储热罐与真空箱之间的管路中。本发明专利技术的有益效果是：1)提高了从空气中捕集二氧化碳的效率，操作简单化、设备小型化，可用于各种对二氧化碳的富集和转移的应用场合中。2)独特的三段储热罐设计，使温度的阶梯控制更快速，减少了在线升温降温导致的效率低下问题。升温降温导致的效率低下问题。升温降温导致的效率低下问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳捕集辅助装置及其温度控制方法


[0001]本专利技术涉及CO2的富集设备领域，尤其涉及一种二氧化碳捕集辅助装置及其温度控制方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，目前全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量达到近300亿吨，对温室效应的贡献达到55％。微藻是含有叶绿素a的原生生物，可以利用太阳能通过浓缩机制(CCM)进行光合作用高效固定CO2、通过异养同化作用转化固定有机碳。微藻生物质可转化为生物燃料、生物材料及生物肥料等，实现对传统化石燃料、塑料及化肥等的替代。因此，利用二氧化碳给微藻提供养分，可以实现高效的培养和生产，及通过捕集空气中的二氧化碳，利用微藻的光合作用来吸收二氧化碳，来减少温室气体，并有效的利用微藻。
[0003]申请号为201480081844.1的中国专利技术专利公开了一种从气体混合物中可逆吸附二氧化碳的装置，包括至少一个吸附剂容器，包括惰性且尺寸上稳定的材料的一个或多个透气的盒容器，并且每个盒包含具有伯氨基官能度的合适的聚合的特定吸附剂。
[0004]申请号为201810489846.4的中国专利技术专利公开了一种利用活性材料或改性活性材料捕获及富集空气中二氧化碳的方法及其应用，提供了一种利用活性材料或改性活性材料捕获及富集空气中二氧化碳的方法，其中活性材料为离子交换树脂、沸石分子筛、活性氧化铝或活性炭，改性活性材料为改性沸石分子筛、改性活性氧化铝或改性活性炭，该方法在常温常压即可高效吸附空气中二氧化碳，并且将吸附的二氧化碳解吸出来，还能做为二氧化碳气肥，用于促进生物的生长，包括促进微藻的生长，充分利用了二氧化碳，并且降低了空气中的二氧化碳含量。
[0005]目前在对二氧化碳吸附和利用的技术中，普遍停留在对吸附介质的研究应用，相关的成套设备原理单一，在对二氧化碳的捕集效率方面普遍偏低，还有很大的空间可以提升。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种二氧化碳捕集辅助装置及其温度控制方法，克服现有技术的不足，在变温吸附类介质的基础上，整合真空变压技术和储能式温度控制技术，提高从空气中捕集二氧化碳的效率，操作简单化、小型化，可用于微藻培养实验或其他各种对二氧化碳的富集和转移的应用场合中。
[0007]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]技术方案之一：一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，包括底座、框架、真空箱、吸附热交换模块、1#储热罐、2#储热罐、3#储热罐、真空泵和温度平衡模块，底座上设有框架，框架的内部或顶部设有真空箱，框架内设有1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐，真空泵通过管路与真空箱相连通，所述真空箱内设有吸附热交换模块；所述温度平衡模块设置在
储热罐与真空箱之间的管路中。
[0009]所述吸附热交换模块的结构包括固体变温吸附介质附着床和热交换散热器，所述热交换散热器表面具有散热片，散热片之间安装有固体变温吸附介质附着床，所述固体变温吸附介质附着床为铜或铝制的金属丝网，丝网内镶嵌和/或包裹有固态胺吸附剂，所述固态胺吸附剂为球状或条片状的多孔预制体。
[0010]所述1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐各自通过阀门、管路、温度平衡模块与真空箱体内的吸附热交换模块之间形成换热介质独立通道。
[0011]所述温度平衡模块包括加热器和散热器，加热器和散热器所在的管路平行并联设置，并通过阀门独立开关控制，连接加热器和散热器的总管上设有液体泵。
[0012]所述真空泵与真空箱之间的管路上设有过滤器、流量计、二氧化碳分析仪中的任一个或任两种以上组合。
[0013]所述真空箱上设有自动门，自动门内侧对应设有风机，风机正对吸附热交换模块，所述自动门与真空箱之间通过开门气缸、开门油缸或电动推杆中的任一个相连接，所述自动门的门体与真空箱侧壁上的密封滑槽活动连接。
[0014]所述1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐各自通过阀门、管路与所述温度平衡模块之间形成换热介质独立通道。
[0015]技术方案之二：一种二氧化碳捕集辅助装置的温度控制方法，其特征在于，所述二氧化碳捕集辅助装置在吸附通风步骤、升温脱附步骤和降温再生步骤之间循环运行，具体步骤操作如下：1)吸附通风步骤，真空箱的前后自动门打开，风机打开，风机风量保持在560CFM以上，吸附热交换模块温度冷却在25℃以下，吸附热交换模块捕集更多的CO2，自动门在控制器设定时间到达后自动关闭，真空箱形成密闭状态；2)升温脱附步骤，打开真空泵，真空箱内压力抽到
‑
95kPa，关闭真空泵，启动液体泵，使2#储热罐与真空箱内吸附热交换模块建立介质循环通道，吸附热交换模块温度升到40℃时，2#储热罐关闭；使3#储热罐与真空箱内吸附热交换模块建立介质循环通道，当吸附热交换模块温度升到60℃时，温度平衡模块开始加热，液体泵持续运行，继续加热吸附热交换模块，当吸附热交换模块温度升到90℃时，温度平衡模块停止加热；打开真空泵，将真空箱内的二氧化碳气体抽出，当真空箱内压力降到
‑
85kPa时，真空泵停止；3)降温再生步骤，使2#储热罐与真空箱内吸附热交换模块建立介质循环通道，当吸附热交换模块温度达到60℃时，2#储热罐关闭；使1#储热罐与真空箱内吸附热交换模块建立介质循环通道，当吸附热交换模块温度达到40℃时，温度平衡模块开始冷却，当吸附热交换模块温度降到20℃时，液体泵关闭、1#储热罐关闭、温度平衡模块关闭，真空箱真空释放至大气压。
[0016]所述1#储热罐使用前的设定温度为20
‑
40℃，所述2#储热罐使用前的设定温度为40
‑
60℃，所述3#储热罐使用前的设定温度为60
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95℃。
[0017]所述吸附通风步骤的前2
‑
3分钟设定为除杂步骤，风机将吸附热交换模块中的废气以及漂浮的杂质吹散，以免影响模块的性能。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1)在固态胺类变温吸附类介质的基础上，整合真空变压技术，提高了从空气中捕集二氧化碳的效率，操作简单化、设备小型化，可用于微藻培养实验或其他各种对二氧化碳的富集和转移的应用场合中。
[0020]2)利用储能式温度控制技术实现二氧化碳的吸附和脱附，独特的三段储热罐设计，使温度的阶梯控制更快速，高温段的介质温度置换给下一级介质，既实现了温度的升降控制，又减少了温度从低到高，再从高到低变化造成的热量损失和时间消耗，减少了在线升温降温导致的效率低下问题，温度控制的波动更小，控制精度更高。
附图说明
[0021]图1是本专利技术产品实施例结构示意图；
[0022]图2是图1的左视图，自动门所在真空箱侧壁隐藏未示出；
[0023]图3是图1的俯视图；
[0024]图4是本专利技术实施例结构原理示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例中吸附热交换模块结构示意图；
[0026]图6是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，包括底座、框架、真空箱、吸附热交换模块、1#储热罐、2#储热罐、3#储热罐、真空泵和温度平衡模块，底座上设有框架，框架的内部或顶部设有真空箱，框架内设有1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐，真空泵通过管路与真空箱相连通，所述真空箱内设有吸附热交换模块；所述温度平衡模块设置在储热罐与真空箱之间的管路中。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述吸附热交换模块的结构包括固体变温吸附介质附着床和热交换散热器，所述热交换散热器表面具有散热片，散热片之间安装有固体变温吸附介质附着床，所述固体变温吸附介质附着床为铜或铝制的金属丝网，丝网内镶嵌和/或包裹有固态胺吸附剂，所述固态胺吸附剂为球状或条片状的多孔预制体。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐各自通过阀门、管路、温度平衡模块与真空箱体内的吸附热交换模块之间形成换热介质独立通道。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述温度平衡模块包括加热器和散热器，加热器和散热器所在的管路平行并联设置，并通过阀门独立开关控制，连接加热器和散热器的总管上设有液体泵。5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述真空泵与真空箱之间的管路上设有过滤器、流量计、二氧化碳分析仪中的任一个或任两种以上组合。6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述真空箱上设有自动门，自动门内侧对应设有风机，风机正对吸附热交换模块，所述自动门与真空箱之间通过开门气缸、开门油缸或电动推杆中的任一个相连接，所述自动门的门体与真空箱侧壁上的密封滑槽活动连接。7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集辅助装置，其特征在于，所述1#储热罐、2#储热罐和3#储热罐各自与通过阀门、管路与所述温度平衡模块之间形成换热介质独立通道。8.一种二氧化碳捕集辅助装置的温度控制方法，其特征在于，所述二氧化碳捕集辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春，钟连硕，李文斌，张绍明，
申请(专利权)人：鞍山力邦压缩机有限公司，
类型：发明
国别省市：