一种用于从气体中捕集二氧化碳的装置的制作方法

1.本实用新型涉及二氧化碳捕集技术领域，特别是涉及一种用于从气体中捕集二氧化碳的装置。


背景技术：

2.二氧化碳是重要的温室气体，如何将co2从混合气体中分离出来并加以合理利用是消除温室效应的根本所在。另外，对于密闭空间(如潜艇、航天飞机、空间站等)来说，当二氧化碳浓度达到1％时就会使人感到气闷、头昏、心悸，达到4～5％时会使人感到气喘、头痛、眩晕，而达到10％时会使人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清、呼吸停止而死亡。因此，如何提供一种用于从气体中捕集二氧化碳的装置，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种用于从气体中捕集二氧化碳的装置，该装置结构简单，占地少，且能耗小。
4.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于从气体中捕集二氧化碳的装置，包括腔体，所述腔体的顶部连接有出气管，所述出气管设置有出气阀门，所述出气管的位于所述出气阀门与所述腔体之间的位置旁通连接有脱附出口阀门；所述腔体的底部连接有进气管，所述进气管设置有进气阀门，所述进气管的位于所述进气阀门与所述腔体之间的位置旁通连接有热源进口阀门；所述腔体内设置有由固态吸附材料铺成的填料层。
6.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述固态吸附材料为具有伯氨基官能团的大孔球基型二乙烯基苯交联聚合物材料。
7.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述进气管的位于所述进气阀门与所述腔体之间的位置旁通连接有冷却阀门。
8.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述进气管远离所述腔体的一端设置有除尘装置。
9.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述除尘装置为颗粒层除尘器。
10.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，还包括第一风机，所述第一风机的进风口与所述出气管远离所述腔体的一端连通。
11.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，还包括第二风机，所述第二风机的进风口与所述脱附出口阀门连通。
12.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述腔体的外表面设置有温度计接口。
13.可选地，在上述用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，所述腔体内设置有上塔板
和下塔板，所述固态吸附材料填充于所述上塔板和所述下塔板之间。
14.根据上述技术方案可知，本实用新型提供的用于从气体中捕集二氧化碳的装置中，腔体的底部连接有进气管，顶部连接有出气管，进气管设置有进气阀门并旁通连接有热源进口阀门，出气管设置有出气阀门并旁通连接有脱附出口阀门，腔体内设置有由固态吸附材料铺成的填料层，当热源进口阀门和脱附出口阀门处于关闭状态时，打开出气阀门和进气阀门，含有二氧化碳的气体由进气管进入腔体，自下到上通过腔体后再由出气管流出，气体中的二氧化碳大部分被有效截留在固态吸附材料中。当固态吸附材料再生时，关闭出气阀门和进气阀门，先打开热源进口阀门，给固态吸附材料提供热量使其升温，把固态吸附材料上吸附的二氧化碳脱附下来，然后关闭热源进口阀门并打开脱附出口阀门，使脱附下来的二氧化碳由脱附出口阀门排出。本实用新型提供的装置具有结构简单、占地少，以及能耗小等优点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例提供的用于从气体中捕集二氧化碳的装置的正视图；
17.图2是图1的右视图；
18.图3是本实用新型实施例提供的用于从气体中捕集二氧化碳的装置的内部结构示意图。
19.图中标记为：
20.1、风机；2、出气管；21、出气阀门；22、脱附出口阀门；3、腔体；31、温度计接口；32、下塔板；33、上塔板；34、滤帽；4、支架；5、进气管；51、进气阀门；52、热源进口阀门；53、冷却阀门；6、颗粒层除尘器。
具体实施方式
21.为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
22.参见图1～图3，图1和图2展示了本实用新型实施例提供的用于从气体中捕集二氧化碳的装置的外部结构，图3展示了其内部结构，该装置包括出气管2、腔体3和进气管5，其中，出气管2连接于腔体3的顶部，进气管5连接于腔体3的底部，腔体3内设置有由固态吸附材料铺成的填料层。出气管2设置有出气阀门21，出气管2的位于出气阀门21与腔体3之间的位置旁通连接有脱附出口阀门22，进气管5设置有进气阀门51，进气管5的位于进气阀门51与腔体3之间的位置旁通连接有热源进口阀门52。
23.下面介绍本实用新型的工作原理，本实用新型提供的装置主要有两种工作模式：吸附工作模式和脱附工作模式，其具体工作过程如下：
24.吸附工作模式下，脱附出口阀门22和热源进口阀门52处于关闭状态，打开出气阀门21和进气阀门51，将含有二氧化碳的气体由进气管5通入，气体自下到上通过腔体3后由出气管2流出，由于腔体3内设置有由固态吸附材料铺成的填料层，所以气体中的二氧化碳
大部分被有效截留在固态吸附材料中。
25.随着吸附时间的增加，填料层的二氧化碳逐渐增多，固态吸附材料的吸附能力逐渐减弱，出气管2排出的气体中二氧化碳浓度在逐渐提高，因此需要在一段时间后切换到脱附工作模式。
26.脱附工作模式下，出气阀门21和进气阀门51处于关闭状态，首先打开热源进口阀门52，将热源均匀地输送至腔体3内部，使热源与填料层充分接触反应，热源给固态吸附材料提供热量使其升温，从而把固态吸附材料上吸附的二氧化碳脱附下来，然后关闭热源进口阀门52，并打开脱附出口阀门22，使脱附下来的二氧化碳由脱附出口阀门22排出。
27.具体实际应用中，固态吸附材料可以采用一类具有伯氨基官能团的大孔球基型二乙烯基苯交联聚合物材料。为了提高填料层的吸附效率，本实施例在腔体3内设置有上塔板33和下塔板32，如图3所示，固态吸附材料填充于上塔板33和下塔板32之间，上塔板33和下塔板32均设置有供气体通过的滤帽34。
28.为了便于布置安装腔体3，本实施例在腔体3下方设置了支架4，腔体3与支架4固定连接。为了能够检测腔体3内的温度，确保脱附效果，可以在腔体3的外表面设置温度计接口31，如图3所示，本实施例设置了两个温度计接口31，其中一个位于上塔板33和下塔板32之间的位置，另一个位于上塔板33上方的位置。另外，本实施例在进气管5的位于进气阀门51与腔体3之间的位置旁通连接有冷却阀门53，脱附时可能在腔体3内形成一定的冷凝水，冷却阀门53用于将冷凝水排出腔体3。为排水方便，本实施例将冷却阀门53设置在了进气管5的最低点，如图1所示，冷却阀门53连接于进气管5的拐弯角外侧。需要说明的是，当脱附出口阀门22打开后，可以同时将冷却阀门53打开，由冷却阀门53向腔体3通入小风量的空气，使腔体3内脱附下来的二氧化碳快速排出去。
29.针对含有灰尘等杂质的气体，可以在进气管5远离腔体3的一端设置除尘装置，例如，本实施例设置有颗粒层除尘器6。为了提高吸附工作模式下的气流量，本实施例提供的装置还包括风机1(即第一风机)，如图1所示，风机1的进风口与出气管2远离腔体3的一端连通。同理，还可以设置第二风机，使第二风机的进风口与脱附出口阀门22连通，以提高脱附工作模式下的气流量。另外，固态吸附材料再生结束时温度较高，因此，在向腔体3重新通入待处理的气体之前，可以先通过冷却阀53和风机1向腔体3内引入空气，对固态吸附材料及吸附设备进行降温。
30.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。