[實用新型]一種二氧化碳分離裝置

有效

• 申請號: 201821577067.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN209438329U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 樸善殷;謝嬌娜
• 申請（專利權）人: 樸善殷;謝嬌娜
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22
• 代理公司: 上海欣創專利商標事務所 31217
• 代理人: 俞鴻

本實用新型提供了一種二氧化碳分離裝置，所述裝置包括筒狀主體、主體內部排布的分離膜管、簡易捕集管、流動管等部件，通過將需要處理的副產氣體導入主體內部，利用二氧化碳的分壓差，通過多孔性高分子硅膜材質的分離膜管和流動管，能夠輕松分離出二氧化碳，尤其是能從填埋氣體和燃燒氣體等產業設施及生產設施所產生的副產氣體中分離和處理二氧化碳，實現二氧化碳氣體的資源化利用，減少溫室氣體的排放；進一步的，利用設置在分離膜管和流動管內部的彈簧，能更好地確保分離膜管和流動管在真空泵產生壓力的作用下也能保持原來的形態，使得二氧化碳的處理及排放量不受任何影響，以此最大限度地提升二氧化碳的分離及回收效率。

技術領域

本實用新型涉及一種二氧化碳分離裝置，尤其是一種能從填埋氣體和燃燒氣體等產業設施及生產設施所產生的副產氣體中，分離和處理二氧化碳的二氧化碳分離裝置。

背景技術

通常，下水處理廠、廢水處理廠以及填埋場等場所的廢棄物中，有機物質在分解過程中會產生氣體，這種氣體稱之為填埋氣體；這種填埋氣體在廢棄物填埋初期，在氧氣作用下會發生分解；隨著周邊氧氣含量的逐漸減少，大部分填埋氣體會進一步以厭氧消化方式發生分解。在厭氧消化過程中，大部分填埋氣體被分解為二氧化碳和甲烷，占比分別40～60%和45～60%，其中還含微量的氮氣、氨氣等其他氣體成分。

此外，燃料在燃燒過程中同樣會產生氣體，這種氣體稱之為燃燒氣體；根據燃料的種類、空燃比、燃燒程度等因素，燃燒氣體的成分構成會有所差異，但大體上含12～17%的二氧化碳、76～78%的氮氣、4～5%的氧氣以及其他微量的水分和SO_x、NO_x化合物。

上述填埋氣體的主要成分——甲烷和二氧化碳，是導致地球變暖的主要誘因；如果想提高上述填埋氣體在相關產業中的利用率，必須分離出甲烷和二氧化碳；同樣，如果想提高燃燒氣體在相關產業中的利用率，必須從各種氣體成分中分離并提純二氧化碳。

正如前面所述，填埋氣體以及燃燒氣體中含有的二氧化碳是導致地球變暖的主要誘因，是人類必須解決的重要環境問題之一，因此，現在已相繼開發出了多種分離和處理二氧化碳的技術。

其中，最具標志性的技術有吸附法、吸收法、深冷法、膜分離法等。

吸收法主要是利用水進行吸收處理，該工藝的處理效率主要取決于吸收液的種類、氣液的接觸面積、氣體和水的溫度；此外，因為提純后的甲烷氣體中含有水分，所以，還需要通過后處理工藝清除其中的水分。

吸附法是利用吸附劑和混合氣體的壓力循環過程中產生的吸附平衡差異，選擇性地分離混合氣體中特定成分的技術，具體工藝是：在高壓條件下吸附二氧化碳，然后在低壓條件下脫落吸附成分。由于吸附過程是在非正常狀態下進行的，所以各種變數的預測和工藝設計難度較大，而且，有些吸附劑需要對水分進行前期處理。

深冷法是將低溫條件下發生液化的二氧化碳和未發生液化的其他氣體進行氣液分離的傳統方法，其優點在于，可生產出大量的液化二氧化碳，但存在冷卻工藝需要耗費大量能源的缺陷。

相比之下，膜分離法無需相變過程，對能源的需求也不大，只需最低限度的驅動力即可，不僅可以節約能源，而且因為沒有相變，在整個分離過程中不會發生分離對象的性狀變化；另外，膜分離法無需配備蒸發裝置或冷凝裝置，大部分只需配備泵、管道、分離膜以及控制裝置即可，整套設備比較簡單。

分離膜大體可分為兩種：一種是氣體經吸收或溶解后，利用穿過分離膜內部的速度差，對不同氣體進行分離的分離膜；另一種是以氣體分子通過高分子側鏈之間細微縫隙的方式，對氣體進行分離的分離膜。

因為氫或氦等氣體可以通過高分子側鏈之間的縫隙，因此可以采用上述后一類分離膜；而水蒸氣或者二氧化碳等，則可采用上述前一類分離膜，利用吸收或溶解后穿過分離膜內部的速度差進行分離。