耗能部件(例如空压机2、真空栗9、电阻丝14和电控阀3等)供电。
[0035]本发明中变电吸附碳栗单元的工作流程是:外界空气或是含高浓度二氧化碳的烟气通过管道入口 I输至所述空压机2，通过空压机2加压后的气体经过输气管道出气口输送到系统内，并由多组支路分散输送;每组支路包括支路A和支路B;此时通过设定每一组支路上的两个电控阀的状态，即当支路A上的第一电控阀3处于打开状态时，支路B上的第二电控阀4处于关闭状态;压缩空气通过打开的第一电控阀3进入支路A上的第一吸附床的吸附腔5进行二氧化碳吸附，支路A中余下的没有被吸附的气体经过该组支路上的四通换向阀7的一个出口排到大气8;与此同时，支路B上的第二吸附床的吸附腔6内的电阻丝14短时间接通电流加热该吸附腔内的吸附剂填料，在所述真空栗9的运转下处于真空状态，吸附腔内的二氧化碳脱离了吸附剂填料，释放出的高浓度的二氧化碳经过该组支路上的四通换向阀7的另一个出口后再通过与真空栗9出口相连的管道出口 10排出，同时该第一吸附床的吸附腔6内的温度逐渐下降至常温，实现了二氧化碳从空气中的分离；
[0036]经过一段时间的运行，对每组支路上第一、第二电控阀3和4的开启和关闭状态进行切换，并将该组支路上的四通换向阀7顺时针转90度，此时，支路A上的第一吸附床的吸附腔5内进行高浓度的二氧化碳脱附过程，支路B上的第二吸附床的吸附腔6内进行二氧化碳的吸附过程;利用两条支路双吸附腔的吸附脱附的运行切换，完成周期性吸附与脱附，实现了从空气中持续性分离二氧化碳。
[0037]若双腔体吸附碳栗变为多腔体，则每个腔体的进气口都安装电控阀，采用多腔体并联中同时吸附和脱附的腔体下游管路分别集中后再通向四通换向阀7。其工作流程如图2所示，在t时间内电控阀控制一部分的腔体在二氧化碳吸附，另一部分的腔体在二氧化碳脱附(电阻丝先加热吸附填料，然后真空栗抽取二氧化碳)。经过t时间后，四通换向阀7顺时针转90度，电控阀控制原来吸附的腔体开始进行脱附过程，原来进行脱附的腔体开始变为吸附过程。再经过t时间后，四通换向阀7再顺时针转90度，电控阀控制原来进行脱附的腔体开始变为吸附过程，原来吸附的腔体开始进行脱附过程。如此周期性的吸附与脱附可以实现了从空气中多床持续性分离二氧化碳。
[0038]采用双腔体(或多腔体)吸附碳栗和添加蓄电池的措施实现了空气中持续性分离二氧化碳的过程。太阳能光伏产生的电能用于空气碳栗的耗电部件，减少了对化石燃料的消耗和碳栗运行的二次排放，实现了可再生能源与空气碳栗的集成。变电吸附采用电阻丝加热吸附剂加快了二氧化碳脱附的过程，缩短了分离循环的周期。本发明精巧灵活，非常适合太阳能资源丰富地区的分布式空气碳栗系统的运行。
[0039]尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗系统，其特征在于: 由太阳能光伏发电单元和变电吸附碳栗单元组成； 所述太阳能光伏发电单元包括太阳能光伏电池板、蓄电池和逆变器； 所述变电吸附碳栗单元包括空压机、真空栗、多个吸附床、电阻丝、电控阀和四通换向阀;所述吸附床的吸附腔内装有吸附剂填料和电阻丝； 所述太阳能光伏电池板将光能转化为直流电输出并储存在蓄电池内，蓄电池发出的直流电经逆变器转为交流电并为空压机、真空栗、电阻丝和电控阀供电，所述变电吸附碳栗单元采用多个吸附床轮流进行二氧化碳的吸附和脱附过程，从而实现在空气中连续地进行二氧化碳分离过程。2.根据权利要求1所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳捕集系统，其特征在于: 所述空压机的进口与外界空气的管道入口相连，所述空压机的出口与一输气管道相连，自所述输气管道的出气口后分为并联的多条支路，支路的条数为双数倍数； 每两条支路为一组，每条支路上自所述输气管道的出气口 一端依次设有电控阀和吸附床；同一组支路上的两个吸附腔的下部出口均连接至一四通换向阀的两个进口，所述四通换向阀的一个出口通向大气，所述四通换向阀的另一个出口连接到所述真空栗，所述真空栗的出口连接有用于高浓度的二氧化碳排出的管道出口； 所述太阳能光伏电池板通过电线依次连接至所述蓄电池和所述逆变器； 所述逆变器通过电线分别与所述真空栗、空压机、电阻丝和电控阀相连。3.根据权利要求2所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗系统，其特征在于:所述吸附腔由多个腔体并联组成。4.根据权利要求3所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗系统，其特征在于:所述吸附腔由2-20个腔体并联组成。5.—种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗的控制方法，其特征在于:使用如权利要求2所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗系统，并包括以下步骤: 步骤一、外界空气或是含高浓度二氧化碳的烟气通过管道入口输至所述空压机，通过空压机加压后的气体经过输气管道出气口后由多条支路分散输送;每组支路包括支路A和支路B; 步骤二、设定每一组支路上的两个电控阀的状态是:支路A上的电控阀处于打开状态时，支路B上的电控阀处于关闭状态;压缩空气通过打开的电控阀进入支路A上的吸附床的吸附腔进行二氧化碳吸附，支路A中余下的没有被吸附的气体经过该组支路上的四通换向阀的一个出口排到大气;与此同时，支路B上的吸附床的吸附腔内的电阻丝短时间接通电流加热吸附腔内的吸附剂填料，在所述真空栗的运转下处于真空状态，吸附腔内的二氧化碳脱离了吸附剂填料，释放出的高浓度的二氧化碳经过该组支路上的四通换向阀的另一个出口后再通过与真空栗出口相连的管道出口排出，同时该吸附腔内的温度逐渐下降至常温，实现了 二氧化碳从空气中的分离； 步骤三、经过一段时间的运行，对每组支路上两个电控阀的开启和关闭状态进行切换，并将该组支路上的四通换向阀顺时针转90度，此时，支路A上的吸附床进行高浓度的二氧化碳脱附过程，支路B上的吸附床进行二氧化碳的吸附过程； 重复执行步骤二和步骤三，利用两条支路的切换完成周期性吸附与脱附，实现了从空气中持续性分离二氧化碳。6.根据权利要求5所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗控制方法，其特征在于:所述吸附剂填料为活性炭、金属有机框架材料、沸石、硅胶中的任何一种材料或者是上述材料的改性材料中的任何一种。7.根据权利要求5所述太阳能光伏驱动变电吸附空气碳栗控制方法，其特征在于:所述电阻丝对吸附腔内的吸附剂填料的加热温度控制在75°C-200°C之间;所述空压机在二氧化碳吸附过程中维持吸附腔内的压力处于正压状态，压力范围为1.014bar-10bar。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳泵系统，包括空压机、真空泵、多个吸附床、电阻丝、电控阀和四通换向阀；吸附床的吸附腔内装有吸附剂填料和电阻丝；采用太阳能光伏电池板将光能转化为直流电输出并储存在蓄电池内，蓄电池发出的直流电经逆变器转为交流电并为空压机、真空泵、电阻丝和电控阀供电，采用多个吸附床轮流进行二氧化碳的吸附和脱附过程。采用电阻丝加热吸附剂加快了二氧化碳脱附的过程。太阳能光伏产生供电，减少了对化石燃料的消耗和二氧化碳的二次排放；采用多腔体吸附碳泵实现了从空气中持续性分离二氧化碳；蓄电池可以增加对碳泵供电的连续性。本发明精巧灵活，非常适合太阳能丰富地区的分布式运行碳泵的需求。
【IPC分类】H02J7/35, B01D53/04
【公开号】CN105582782
【申请号】CN201511020054
【发明人】赵睿恺, 邓帅, 赵力, 何俊南, 刘一楠, 邵亚伟, 倪佳鑫, 王志, 张莹, 赵晴, 许伟聪, 卢培, 张晶
【申请人】天津大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月28日