[發明專利]一種基于等離子體的二氧化碳回收裝置及方法

有效

• 申請號: 201811276307.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109289822B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 姚水良;陳摯宗;邊愉哲;周若文;陳君霞;徐冰清
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J19/08;C01B32/50;B01D53/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

1.一種利用基于等離子體的二氧化碳回收裝置進行二氧化碳回收的方法，其特征在于，所述基于等離子體的二氧化碳回收裝置，包括順次設置的進氣系統、反應系統和產物分析系統，還包括與所述反應系統連接的放電監測系統，所述放電監測系統包括高壓電源，所述反應系統包括介質阻擋反應器；所述介質阻擋反應器包括：

石英管，一端設置與所述進氣系統連接的氣體進口、另一端設置與所述產物分析系統連接的氣體出口；

穿設在石英管中并與石英管內壁之間預留縫隙的高壓電極芯棒，所述高壓電極芯棒連接所述高壓電源的高壓輸出端；

填充于高壓電極芯棒與石英管內壁之間的固相二氧化碳吸附劑，所述固相二氧化碳吸附劑為γ氧化鋁；

以及包覆在所述石英管外的接地電極箔；

所述利用基于等離子體的二氧化碳回收裝置進行二氧化碳回收的方法包括如下步驟：

(1)向所述石英管中通入含二氧化碳和惰性氣體的混合氣，固相二氧化碳吸附劑在室溫下進行固相二氧化碳吸附，通過產物分析系統監測出口氣體成分；

(2)待固相二氧化碳吸附劑吸附飽和后停止通入二氧化碳和惰性氣體的混合氣，然后通入氧氣、水和惰性氣體組成的混合氣，并通過放電監測系統對介質阻擋反應器進行放電，放電空間中產生的高能粒子與自由基對固相二氧化碳吸附劑表面氣相二氧化碳或沉積的碳酸鹽類物質進行轟擊及氧化，最終吸附物質完全以二氧化碳形式從固相二氧化碳吸附劑中脫附釋放；

步驟(1)和步驟(2)交替循環進行；步驟(2)中對固相二氧化碳吸附劑選擇性進行加熱。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述反應系統還包括管式電阻爐，所述石英管貫穿所述管式電阻爐，且填充固相二氧化碳吸附劑的部分位于管式電阻爐內。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述高壓電極芯棒由氣體出口一端插入石英管內并延伸至石英管內中段處、另一端延伸至石英管外。

4.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述固相二氧化碳吸附劑的填充長度為1～10cm，且由高壓電極芯棒位于石英管內的端部處開始填充。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述石英管的兩端設置封閉堵頭，氣體進口與氣體出口均設置在石英管側壁上；所述高壓電極芯棒貫穿氣體出口一端的堵頭并密封連接。

6.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述進氣系統包括第一氦氣罐、氧氣罐、二氧化碳罐、第二氦氣罐和混合器，所述第一氦氣罐、氧氣罐、二氧化碳罐和第二氦氣罐并聯后接入所述混合器，所述混合器的氣體出口連接所述石英管的氣體進口；各并聯管路上均設有質量流量計，所述第二氦氣罐的并聯支路上且位于其質量流量計下游還設有水浴。

7.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述產物分析系統包括質譜儀。

8.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述放電監測系統還包括示波器。