二氧化碳捕集/再生结构和技术制造技术

本发明专利技术提供了一种新颖并有用的系统和方法概念，以用于从载有二氧化碳的空气流中除去二氧化碳。更具体地，在新颖并有用的结构和技术中使用吸收剂结构来结合载有二氧化碳的空气流股中的二氧化碳，并使用工艺热将二氧化碳与所述吸收剂结构分离并对所述吸收剂结构进行再生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ニ氧化碳捕集/再生结构和技术
技术介绍
美国申请序号12/124，864 如同在公布的美国申请序号12/124，864中所述的，a.当前大量注意力集中在设法实现三个能量相关的且稍微冲突的能量相关的目标1)为经济发展提供承受得起的能量；2)实现能源安全性；和3)避免由全球变暖所引起的破坏性气候变化。已经研究了许多不同方法来解决气候变化，包括増加清洁无污染的可再生能源例如生物燃料、太阳能、风能和核能的使用，努力捕集并封存来自化石燃料设备的ニ氧化碳排放物以及增加节能效果。这些方法中的ー些例如太阳能由于与基于化石的电カ的成本相比当前成本高而使其大規模实施受阻，且其它方法例如核能受其环境及安全风险抑制。实际上，对于可再生能源的基础设施和供应发展是如此不充分的(例如，我们的能量中仅仅约O. 01 %由太阳提供)，以致于如果我们要拥有经济繁荣所需的能量且避免可导致冲突的能量不足，则在本世纪的其余时间期间没有避免使用化石燃料的可行途径。b.由全球变暖引起的气候变化威胁和我们需要使用不损害我们的行星的可再生资源的更普遍认识自1972年的第一个地球日以来已稳定发展。几乎毫无疑问的是，所谓温室气体例如ニ氧化碳(甲烷和水蒸气为其它主要的温室气体)的量的増加将提高本行星的温度。这些温室气体帮助降低从我们的行星逸散到大气中的热量。大气中温室气体的浓度越高，行星将变得越热。存在引起ニ氧化碳及其它温室气体的量即使在没有人类影响的情况下自然改变的复杂反馈。遍及地质史的气候变化已引起了许多灭绝。对人类引发的气候变化(即全球变暖)的威胁的关注产生了京都议定书，它已经由165个国家批准且为承诺发达国家降低其碳排放的国际协议。c.政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)认为全球变暖成为威胁的ー个原因是随着我们的行星变得更热而使冰川熔融和海洋扩展，引起海平面升高。如果海平面即使升高I米，生活在岛屿或海岸上的刚好在海平面以上的数百万人们也将受到破坏性涨潮的威胁，而需要重新安置或建造海堤。还存在气候变化对其它物种的威胁，它将破坏无法适应人类引起的快速气候变化的生态系统。其它威胁包括传染性疾病増加和气候更加恶劣以及源于极端热量的直接威胁。d.我们可证明使用简单模式处理全球变暖的挑战。使Ca(Yn)表示Yn年加到大气中的ニ氧化碳，以十亿吨/年计。类似地，使Cex(Yn)等于提取的量，Cem(Yn)为人类散发的量ICn(Yn)为由于碳循环中的自然变化而加入或除去的量。现今，陆地每年储存约18亿吨(IO9吨)ニ氧化碳且海洋毎年储存约105亿吨(注ニ氧化碳比碳重3. 66倍)，而由人类排放加入的量为约240亿吨ニ氧化碳。更一般地说，我们具有Cca (Yn) = -Cex (Yn) +Cem (Yn) +Cn (Yn)CA(YN+1) = Ca (Yn)+Cca (Yn)其中Ca(Yn)为Yn年大气中碳的量，现今有27800亿吨ニ氧化碳。其它形式的碳促进全球变暖，最值得注意的是甲烷，虽然按重量它们代表小组分。e.如果Cex(Yn)设定为零，则可能停止将ニ氧化碳加到大气中的唯一方式将是降低我们的排放使其等于自然吸收。然而，Cn(Yn)本身变化很大且可为从大得多的自然碳循环到大气的净増加量，该自然碳循环以约7500亿吨碳/年増加或減少碳。它是在我们的物种存在以前已引起气候变化的该自然平衡的转变且在将来还将继续如此。因此，很明显除了降低人类对于ニ氧化碳排放的贡献以外没有可除去气候变化风险的解决方案。利用空气提取和増加或降低大气中二氧化碳的量的能力，在原理上可补偿其它温室气体例如甲烷，这可改变其浓度且引起气候变化。f.因此，存在对于降低通过燃烧化石燃料产生的大气中的ニ氧化碳的量且对于提供低成本无污染的可再生能源作为化石燃料替代物的系统和方法的广泛认可的需要。g.公布的美国专利申请序号12/124，864描述了用于解决所述需要的几种系统和方法概念。专利技术概述 本专利技术提供更新的且更有用的系统和方法概念，以通过引导载有CO2的空气通过用于结合(捕集)CO2的吸收剂结构，并通过使用エ艺热来加热所述吸收剂结构以从所述吸收剂结构中除去CO2(由此有效地再生了所述吸收剂结构)，从而从大量载有ニ氧化碳的空气中除去ニ氧化碳。在该申请中，吸收剂结构优选包含结合CO2的胺，该胺通过基材承载，或形成整体料型吸收剂结构的一部分。此外，在该申请中，所提及的“大量”(“流”或“流股”)的“载有CO2的空气(或载有ニ氧化碳的空气)”是指在特定位置处的具有一定CO2浓度的空气，所述一定的CO2浓度类似于在该特定位置处大气中的CO2浓度。在公布的美国申请序号12/124,864的系统和方法概念中，引导载有ニ氧化碳的空气通过涂布有(或其中嵌有)吸收剂的基材，以将ニ氧化碳从空气中除去，所述吸收剂用于吸收或结合ニ氧化碳。将转化成蒸汽或其他介质(例如气体)形式的エ艺热导向吸收剂，以将ニ氧化碳与所述吸收剂分离(由此能够排出ニ氧化碳并封存)并对所述吸收剂进行再生(从而能够连续使用所述吸收剂以从空气中除去ニ氧化碳)。在其基本方面之一中，本申请提供一种附加结构和技术以从载有ニ氧化碳的空气中分离ニ氧化碳，并使用エ艺热将ニ氧化碳与吸收剂分离并对吸收剂进行再生，从而进一步改善了在申请序号12/124，864中所公开的系统，具体为该申请的图6。此外，在其方面的另ー个方面中，本申请提供一些附加的结构和技术，以使得用烟道气源直接在线进行分离ニ氧化碳和再生的方式，从载有ニ氧化碳的空气中捕集ニ氧化碳，并使用エ艺热将ニ氧化碳与吸收剂分离并对所述吸收剂进行再生，否则烟道气将直接从所述源排放并将载有ニ氧化碳的空气导入大气中。本专利技术的这些及其它特征在以下详细说明以及附图和显示中进行了描述或使其显而易见。附图简述图I 9显示了在公布的美国申请序号12/124，864中所描述的系统和方法概念；具体地，a.图I为根据序号12/124，864的专利技术的示例性实施方案用于从大气中除去ニ氧化碳的系统的概括性框图；b.图2为根据序号12/124，864的专利技术的示例性实施方案用于从大气中除去ニ氧化碳的系统的框c.图3为根据序号12/124,864的专利技术的示例性实施方案的空气提取系统的框图； d.图4为显示根据序号12/124，864的专利技术的示例性实施方案的全球恒温器的地图；e.图5为根据序号12/124，864的专利技术的示例性实施方案用于从大气中除去ニ氧化碳的系统的框图；f.图6为根据序号12/124，864的专利技术用于从大气中除去ニ氧化碳的介质和用于从所述介质中除去ニ氧化碳的一种变型的示意图；g.图7为根据序号12/124，864的专利技术用于从大气中除去ニ氧化碳的介质和用于从所述介质中除去ニ氧化碳的另ー变型的示意图；h.图8为根据序号12/124，864的专利技术用于从大气中除去ニ氧化碳的介质和用于从所述介质中除去ニ氧化碳的又一变型的示意图；和i.图9为根据序号12/124，864的专利技术用于从大气中除去ニ氧化碳的介质和用于从所述介质中除去ニ氧化碳的再一变型的示意图；图IOa和IOb示意性显示了根据本专利技术的原理用于从载有ニ氧化碳的空气中除去ニ氧化碳并对吸收或结合ニ氧化碳的吸收剂进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.03.17 US 61/210,296;2010.03.16 US 12/725,2991.一种从载有二氧化碳的空气中除去二氧化碳的方法，所述方法包括 导引载有二氧化碳的空气流穿过具有吸收或结合二氧化碳的吸收剂的竖直取向的二氧化碳捕集结构，以从所述空气中除去二氧化碳， 将所述竖直取向的二氧化碳捕集结构移入再生外壳内，并将工艺热导弓I入所述再生外壳中的所述二氧化碳捕集结构处以将二氧化碳与所述吸收剂分离，并对所述吸收剂进行再生，以及 选择性移动所述竖直取向的二氧化碳捕集结构以离开所述再生外壳并移动至位于所述载有二氧化碳的空气流中的位置处，使得所述再生的吸收剂能够继续用于吸收或结合二氧化碳，以从所述载有二氧化碳的空气流中除去二氧化碳。2.权利要求I的方法，其中所述竖直取向的碳捕集结构包含顶部支承构件、以及从所述顶部支承构件悬垂的吸收剂支承结构，且其中所述再生外壳除了顶部开口之外基本上是封闭的，当将所述二氧化碳捕集结构移入所述再生外壳中时，利用所述顶部支承结构封闭所述顶部开口。3.权利要求2的方法，其中提供一对竖直取向的碳捕集结构，其中每一个被选择性地构造并能以权利要求2中所述的方式运行，且其中所述竖直取向的碳捕集结构对中的一个处于载有二氧化碳的空气的路径中，而所述竖直取向的碳捕集结构对中的另一个以权利要求2中所述的方式利用工艺热进行加热以将二氧化碳与所述吸收剂分离并对所述吸收剂进行再生。4.权利要求I的方法，其中提供一对竖直取向的碳捕集结构，其中每一个被选择性地构造并能以权利要求I中所述的方式运行，且其中所述竖直取向的碳捕集结构对中的一个处于载有二氧化碳的空气的路径中，而所述竖直取向的碳捕集结构对中的另一个以权利要求I中所述的方式利用工艺热进行加热以将二氧化碳与所述吸收剂分离并对所述吸收剂进行再生。5.—种从流体中除去二氧化碳的方法，所述方法包括 导引颗粒流进入颗粒进料源，所述颗粒进料源能够选择性地向二氧化碳去除室供应所述颗粒，其中各个颗粒载有用于吸收或结合流体中的二氧化碳的吸收剂，以从所述流体中除去二氧化碳， 导引所述流体穿过所述二氧化碳去除室中的颗粒，使得二氧化碳被所述吸收剂吸收或结合，以从所述流体中除去二氧化碳， 导引所述颗粒从所述二氧化碳去除室到碳分离/再生室，并导引工艺热进入所述二氧化碳分离/再生室中，以将二氧化碳与所述吸收剂分离，并使由所述颗粒载有的所述吸收剂再生，以及 将具有再生吸收剂的所述颗粒导引回到所述颗粒进料源，使得具有再生吸收剂的所述颗粒能够以本权利要求中的上述方式重新用于吸收或结合所述流体中的二氧化碳。6.权利要求5所述的方法，其中导引所述流体向下穿过在所述二氧化碳去除室中的大量的载有吸收剂的颗粒，使得所述吸收剂能够吸收或结合所述流体中的二氧化碳。7.权利要求5所述的方法，其中载有吸收剂的颗粒竖直落入所述二氧化碳去除室中，并水平导引所述流体穿过竖直落入所述二氧化碳去除室中的载有吸收剂的颗粒，使得竖直落入所述二氧化碳去除室中的载有吸收剂的颗粒上的吸收剂能够吸收或结合所述流体中的二氧化碳。8.一种从载有二氧化碳的空气中除去二氧化碳的系统，所述系统包含 竖直取向的二氧化碳捕集结构，其具有用于吸收或结合二氧化碳以从所述空气中除去二氧化碳的吸收剂， 运动装置，其用于将所述竖直取向的二氧化碳捕集结构移入载有二氧化碳的空气流的路径中； 再生外壳，以及构造用于选择性地将所述竖直取向的二氧化碳捕集结构移入所述再生外壳中的所述运动装置， 流体管道，其用于将工艺热导引入所述再生外壳中的所述二氧化碳捕集结构处以将二氧化碳与所述吸收剂分离并对所述吸收剂进行再生，以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·艾森伯格尔，
申请(专利权)人：彼得·艾森伯格尔，格雷谢拉·奇奇尔尼斯基，
类型：发明
国别省市：