一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置及其使用方法

1.本发明涉及二氧化碳吸收用的碳捕捉装置技术领域，具体为一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前，二氧化碳的捕集方式主要分为三种，即燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧技术，其中，燃烧后捕集技术是最成熟的二氧化碳捕集方法，常用的燃烧后捕集技术有吸收法、膜分离法和吸附法等。
3.吸收法可以分为物理吸收和化学吸收，物理吸收法通常在加压的条件下用有机溶剂吸收二氧化碳进而实现烟气中二氧化碳的脱除，吸收液不与二氧化碳发生化学反应，但物理吸收方法对于二氧化碳和其他气体的选择性不高，导致处理成本增加；常用的吸收液有环丁砜，聚乙二醇二甲醚，碳酸丙烯酯等；化学吸收法指的是通过化学溶剂来与二氧化碳进行反应，生成新的物质来固定吸收二氧化碳，从而达到对烟道气中二氧化碳吸附分离的效果。
4.膜分离技术主要是利用烟气中二氧化碳通过膜的速率高于其他成分，从而使得二氧化碳被位于膜一侧的化学吸收剂吸收。膜分离法具有能耗较低，分离过程不产生二次污染，操作简便等优点，但是成本较高，推广前景有限。
5.上述工艺存在各自缺点，例如操作麻烦，成本较高，吸收效果不佳等等，为此，需要一种新型的吸附装置，在降低成本的同时，更方便操作，且能够循环利用降低生产成本。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置及其使用方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置，包括转轴，所述转轴四周设有预处理箱、反应箱、后处理箱，预处理箱与反应箱之间连接有管道一，反应箱与后处理箱之间连接有管道二，预处理箱与后处理箱之间连接有横杆，横杆与转轴连接，所述预处理箱内壁设有大气泵，大气泵进气端延伸至预处理箱外，预处理箱内设有支杆，支杆工作端伸入管道一内，支杆直径为10cm，管道一内直径为14cm。
10.所述支杆工作端设有堵塞机构，堵塞机构操控二氧化碳是否能够进入管道一内，反应箱内设有u型管，u型管进气端连接有漏斗，漏斗与管道一对接，所述反应箱内存储有氢氧化钙液剂，氢氧化钙液剂液面高于u型管出气端，氢氧化钙液剂含有水。
11.所述u型管内且位于u型管下方设有检测机构，检测机构用于检测氢氧化钙液剂与二氧化碳反应是否完全，所述后处理箱连通有水管。
12.优选的，所述堵塞机构由弹性橡胶圈、气管、小气泵组成，弹性橡胶圈包裹住支杆
工作端，弹性橡胶圈厚度为1.5cm，弹性橡胶圈内部中空，弹性橡胶圈与管道一之间存在.cm的空隙，弹性橡胶圈顶部与气管连通，小气泵固定安装在预处理箱外侧，气管与小气泵连通，二氧化碳通过空隙进入管道一内，当小气泵往弹性橡胶圈内充气，弹性橡胶圈膨胀鼓起与管道一内壁抵触，从而能够阻止二氧化碳进入管道一。
13.优选的，所述检测机构包括沉淀坡、承接板、压力检测器和弹簧，所述沉淀坡与反应箱内壁连接，沉淀坡位于u型管正下方，沉淀坡顶部两侧设有斜坡，斜坡朝中央倾斜，沉淀坡中央处开设有凹槽，承接板滑动配合在凹槽内，承接板能够上下移动，压力检测器镶嵌在凹槽内壁底部，弹簧上端与承接板底部连接，弹簧下端与压力检测器顶部连接。
14.优选的，所述后处理箱内壁设有滤罩，滤罩罩住管道二进液端。
15.优选的，还包括有盒体，盒体插接在预处理箱内，盒体上下开口，盒体上开口处设有上滤网，盒体下开口处设有下滤网，盒体内设有两层棉絮层。
16.优选的，所述预处理箱两侧均铰接有门板，门板与盒体端部相对应，门板外侧连接有定位环，预处理箱外侧且位于定位环正下方设有螺母，定位环上方设有螺栓，螺栓贯穿定位环与螺母螺纹连接。
17.优选的，所述管道一中央处设有电子阀一，管道二中央处设有电子阀二。
18.优选的，还包括有两个机架，两个机架分别与转轴两侧，转轴端部与机架枢接。
19.优选的，所述预处理箱外侧设有单片机一，反应箱外侧设有单片机二，反应箱外侧开设有注液孔，注液孔螺纹连接有瓶盖。
20.一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置的使用方法：
21.步骤一，打开瓶盖往反应箱内注入氢氧化钙液剂，之后拧上瓶盖堵住注液孔，再慢慢转动预处理箱，使得预处理箱位于正上方，使得整个装置成正三角形摆放。
22.步骤二，启动大气泵将废气吸入预处理箱内，电子阀一处于打开状态，电子阀二处于关闭状态，废气先经过盒体，通过上滤网、下滤网、棉絮层配合进行初步过滤，去除掉废气中固体颗粒杂质，接着废气从管道一与弹性橡胶圈之间空隙进入。
23.步骤三，废气从u型管排入至反应箱内，根据化学反应方程式：ca(oh)2+co2＝caco3↓
+h2o，二氧化碳与氢氧化钙液剂反应生成，得到沉淀的碳酸钙颗粒，碳酸钙颗粒下沉沿沉淀坡坡面滑落至承接板上，承接板逐渐下沉压缩弹簧，弹簧对压力检测器造成挤压。
24.步骤四，压力检测器受到挤压测得数值并反馈给单片机二，根据化学反应方程式：caco3+co2+h2o＝ca(hco3)2，继续通入二氧化碳生成能溶于水的碳酸氢钙，此时承接板上端沉淀物不断减少，弹簧逐渐将承接板顶起，压力检测器测得数值逐渐减小。
25.步骤五，经过步骤四，当压力检测器测得数值趋近与初始值时，单片机一控制小气泵启动，小气泵往弹性橡胶圈内输送空气，弹性橡胶圈充气膨胀与管道一内壁抵触，弹性橡胶圈将管道一堵住。
26.步骤六，关闭电子阀一打开电子阀二，同时旋转转轴，令后处理箱倾斜朝下，碳酸氢钙经过滤罩过滤，进入后处理箱内，并最终从水管流出。
27.(三)有益效果
28.本发明提供了一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置及其使用方法。具备以下有益效果：
29.1、该二氧化碳吸收用的碳捕捉装置，设立预处理箱对废气进行初步过滤，再将废
气送入反应箱内，利用氢氧化钙吸收二氧化碳，以此达到碳捕捉的效果。在反应箱内设立沉淀坡、承接板、压力检测器和弹簧，利用沉淀物对压力检测器造成的压力，以此判断是否需要停止输送二氧化碳回收溶液。在预处理箱、反应箱之间设立管道一、支杆、弹性橡胶圈、气管和小气泵，从而达到封堵管道一的效果，阻止二氧化碳继续输送。与传统工艺相比，将操作简单化，方便操作，进一步提高二氧化碳的吸收效果。
附图说明
30.图1为本发明结构立体图；
31.图2为本发明结图1中a处构放大图；
32.图3为本发明内部结构工作状态展示图；
33.图4为本发明预处理箱结构剖视图；
34.图5为本发明预处理箱结构另一角度剖视图；
35.图6为本发明盒体内部结构示意图；
36.图7为本发明反应箱内部结构展示图；
37.图8为本发明后处理箱内部结构展示图。
38.图中：1转轴、2预处理箱、21大气泵、22门板、23定位环、24螺母、25螺栓、3反应箱、31u型管、32沉淀坡、33承接板、34压力检测器、35弹簧、4后处理箱、41水管、42滤罩、5管道一、51电子阀一、6管道二、61电子阀二、7盒体、71上滤网、72下滤网、73棉絮层、8支杆、9弹性橡胶圈、91气管、92小气泵、10横杆、11机架、12单片机一、13单片机二。
具体实施方式
39.本发明实施例提供一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置，如图1-8所示，包括转轴1，转轴1四周设有预处理箱2、反应箱3、后处理箱4。预处理箱2与反应箱3之间焊接连通有管道一5，反应箱3与后处理箱4之间焊接连通有管道二6，预处理箱2与后处理箱4之间焊接有横杆10。横杆10与转轴1焊接。
40.预处理箱2内壁固定安装有大气泵21，大气泵21进气端延伸至预处理箱2外，预处理箱2内焊接有支杆8，支杆8工作端伸入管道一5内，支杆8直径为10cm，管道一5内直径为14cm。
41.支杆8工作端固定安装有堵塞机构，堵塞机构操控二氧化碳是否能够进入管道一5内。反应箱3内固定安装有u型管31，u型管31进气端固定安装有漏斗，漏斗与管道一5对接连通。反应箱3内存储有氢氧化钙液剂，氢氧化钙液剂液面高于u型管31出气端，氢氧化钙液剂含有水。如此布置，使得二氧化碳气体进入反应箱3时能够完全与氢氧化钙接触。
42.u型管31内且位于u型管31下方设有检测机构，检测机构用于检测氢氧化钙液剂与二氧化碳反应是否完全，后处理箱4焊接连通有水管41。
43.堵塞机构由弹性橡胶圈9、气管91、小气泵92组成，弹性橡胶圈9包裹住支杆8工作端，弹性橡胶圈9与支杆8固定粘接。
44.弹性橡胶圈9厚度为1.5cm，弹性橡胶圈9内部中空，弹性橡胶圈9与管道一5之间存在2.5cm的空隙。弹性橡胶圈9顶部与气管91连通，弹性橡胶圈9与气管91一体成型。小气泵92固定安装在预处理箱2外侧，气管91与小气泵92固定安装在一起。
45.初始状态，小气泵92将弹性橡胶圈9内空气抽出，弹性橡胶圈9干扁。工作时，二氧化碳通过空隙进入管道一5内，并沿管道一5进入反应箱3内。当小气泵92往弹性橡胶圈9内充气，弹性橡胶圈9膨胀鼓起与管道一5内壁抵触，从而能够阻止二氧化碳进入管道一5。达到封堵的效果。
46.检测机构包括沉淀坡32、承接板33、压力检测器34和弹簧35，沉淀坡32与反应箱3内壁焊接，沉淀坡32位于u型管31正下方，沉淀坡32顶部两侧设有斜坡，斜坡朝中央倾斜，沉淀坡32中央处开设有凹槽。承接板33边缘与凹槽内壁滑动配合。承接板33能够上下移动。压力检测器34镶嵌在凹槽内壁底部，弹簧35上端与承接板33底部焊接，弹簧35下端与压力检测器34顶部工作端焊接。
47.结合附图8，后处理箱4内壁固定安装有滤罩42，滤罩42罩住管道二6进液端。
48.还包括有盒体7，盒体7插接在预处理箱2内，盒体7上下开口，盒体7上开口处固定安装有上滤网71，盒体7下开口处固定安装有下滤网72，盒体7内固定安装有两层棉絮层73。通过上滤网71、下滤网72余棉絮层73配合，进行初步过滤，过滤掉固体小颗粒等杂质。
49.预处理箱2两侧均铰接有门板22，门板22与盒体7端部相对应，门板22外侧焊接有定位环23，预处理箱2外侧且位于定位环23正下方焊接有螺母24，定位环23上方设有螺栓25，螺栓25贯穿定位环23与螺母24螺纹连接。
50.通过预处理箱2两侧的门板22，用手将将盒体7从预处理箱2内推出，从而达到拆卸更换的目的。
51.还包括有两个机架11，两个机架11分别与转轴1两侧，转轴1端部与机架11枢接。
52.管道一5中央处固定安装电子阀一51，管道二6中央处固定安装电子阀二61。电子阀一51起到辅助作用，加强管道一5的密封性，避免整个装置旋转过程中反应箱3内液体倒流与弹性橡胶圈9接触。起到对弹性橡胶圈9的保护。
53.预处理箱2外侧固定安装单片机一12，反应箱3外侧固定安装单片机二13，反应箱3外侧开设有注液孔，注液孔螺纹连接有瓶盖。通过单片机一12、单片机二12配合，操控各个电子零件工作。
54.上述弹簧35外涂有保护层。
55.一种二氧化碳吸收用的碳捕捉装置的使用方法：
56.步骤一，打开瓶盖往反应箱3内注入氢氧化钙液剂，之后拧上瓶盖堵住注液孔，再慢慢转动预处理箱2，使得预处理箱2位于正上方，使得整个装置成正三角形摆放；
57.步骤二，启动大气泵21将废气吸入预处理箱2内，电子阀一51处于打开状态，电子阀二61处于关闭状态，废气先经过盒体7，通过上滤网71、下滤网72、棉絮层73配合进行初步过滤，去除掉废气中固体颗粒杂质，接着废气从管道一5与弹性橡胶圈9之间空隙进入；
58.步骤三，废气从u型管31排入至反应箱3内，根据化学反应方程式：ca(oh)2+co2＝caco3↓
+h2o，二氧化碳与氢氧化钙液剂反应生成，得到沉淀的碳酸钙颗粒，碳酸钙颗粒下沉沿沉淀坡32坡面滑落至承接板33上，承接板33逐渐下沉压缩弹簧35，弹簧35对压力检测器34造成挤压；
59.步骤四，压力检测器34受到挤压测得数值并反馈给单片机二13，根据化学反应方程式：caco3+co2+h2o＝ca(hco3)2，继续通入二氧化碳生成能溶于水的碳酸氢钙，此时承接板33上端沉淀物不断减少，弹簧35逐渐将承接板33顶起，压力检测器34测得数值逐渐减小；
60.步骤五，经过步骤四，当压力检测器34测得数值趋近与初始值时，单片机一12控制小气泵92启动，小气泵92往弹性橡胶圈9内输送空气，弹性橡胶圈9充气膨胀与管道一5内壁抵触，弹性橡胶圈9将管道一5堵住；
61.步骤六，关闭电子阀一51打开电子阀二61，同时旋转转轴1，令后处理箱4倾斜朝下，碳酸氢钙经过滤罩42过滤，进入后处理箱4内，并最终从水管41流出。
62.综上所述，该二氧化碳吸收用的碳捕捉装置，设立预处理箱2对废气进行初步过滤，再将废气送入反应箱3内，利用氢氧化钙吸收二氧化碳，以此达到碳捕捉的效果。在反应箱3内设立沉淀坡32、承接板33、压力检测器34和弹簧35，利用沉淀物对压力检测器造成的压力，以此判断是否需要停止输送二氧化碳回收溶液。在预处理箱2、反应箱3之间设立管道一5、支杆8、弹性橡胶圈9、气管91和小气泵92，从而达到封堵管道一5的效果，阻止二氧化碳继续输送。与传统工艺相比，将操作简单化，方便操作，进一步提高二氧化碳的吸收效果。
63.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。