[發明專利]一種直接空氣捕獲二氧化碳的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110965359.2
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113680173B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 王斌;孟德海;郁志新
• 申請（專利權）人: 無錫碳谷科技有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;C01B32/50
• 代理公司: 蘇州禾潤科晟知識產權代理事務所(普通合伙) 32525
• 代理人: 趙傳海

1.一種直接空氣捕獲二氧化碳的方法，應用于直接空氣捕獲二氧化碳的裝置，所述裝置包括進氣管路、三通切換閥（5）、單向閥、固定床、預熱器，所述進氣管路與三通切換閥（5）連接，所述三通切換閥（5）的一個出口依次與第一單向閥（6）、第一固定床（14）、第一預熱器（15）、第一控制閥（16）、第二固定床（24）、第二控制閥（25）、第二預熱器（26）、第三固定床（34）、第二單向閥（35）、三通切換閥（5）另一個出口連接，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）頂部和底部安裝有濕度傳感器，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）頂部、中部和底部安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器的感溫部位于第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）的中心軸，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）頂部和底部設置有取樣口，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）中間設置有3X3段式加熱模塊，所述第一固定床（14）、第三固定床（34）內部填充物為硅膠，所述第二固定床（24）內部填充物為沸石；其特征在于，包括以下步驟：

步驟（1）：控制三通切換閥（5）進氣口與第一單向閥（6）導通，進氣管路將空氣送至第一固定床（14），脫除空氣中的水汽，然后流經未加熱狀態的第一預熱器（15），通過第一控制閥（16）流至第二固定床（24），空氣中的二氧化碳被吸附，隨后依次通過第二控制閥（25）、加熱狀態的第二預熱器（26）與開啟加熱模塊的第三固定床（34），脫除第三固定床（34）吸附的水汽，最后通過第六取樣口（28）排出裝置；當經過第二固定床（24）的空氣中二氧化碳濃度在第三取樣口（17）與第四取樣口（18）相同且保持不變，進行步驟（2）；

步驟（2）：將空氣壓縮機（2）關閉、第一控制閥（16）和第二控制閥（25）關閉，第二固定床（24）加熱模塊開啟，加熱使被吸附的二氧化碳解吸出來，然后通過第四取樣口（18）獲得純二氧化碳；

步驟（3）：控制三通切換閥（5）進氣口與第二單向閥（35）導通，進氣管路將空氣送至第三固定床（34），脫除空氣中的水汽，然后流經未加熱狀態的第二預熱器（26），通過第二控制閥（25）流至第二固定床（24），空氣中的二氧化碳被吸附，隨后依次通過第一控制閥（16）、加熱狀態的第一預熱器（15）與開啟加熱模塊的第一固定床（14），脫除第一固定床（14）吸附的水汽，最后通過第一取樣口（7）排出裝置；當經過第二固定床（24）的空氣中二氧化碳濃度在第三取樣口（17）與第四取樣口（18）相同且保持不變，進行步驟（4）；

步驟（4）：將空氣壓縮機（2）關閉、第一控制閥（16）和第二控制閥（25）關閉，第二固定床（24）加熱模塊開啟，加熱使被吸附的二氧化碳解吸出來，然后通過第四取樣口（18）獲得純二氧化碳。

2.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，與所述第二固定床（24）并聯有多個內部填充物為沸石的固定床。

3.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述進氣管路包括依次連接的過濾器（1）、空氣壓縮機（2）、第三控制閥（3）、流量控制器（4），所述流量控制器（4）與三通切換閥（5）的入口連接。

4.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）為圓柱型，材質為304不銹鋼，所述第一固定床（14）、第二固定床（24）、第三固定床（34）外部包裹保溫棉。

5.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述第一預熱器（15）、第二預熱器（26）內裝有K型熱電偶和可控溫加熱爐，所述第一預熱器（15）、第二預熱器（26）外部包裹保溫棉。

6.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述溫度傳感器為K型熱電偶。

7.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述取樣口采用快速接頭，便于快速連接和分離。

8.如權利要求1所述的直接空氣捕獲二氧化碳的方法，其特征在于，所述第一固定床（14）、第三固定床（34）之間的連接管路設有保溫層。