本发明技术涉及一种环境保护装置。
背景技术：
1、目前人工吸收固定二氧化碳的方法可分为：物理法、化学法和生物法。工业领域应用的各种化学法、电解法、吸附法、深冷法已经应用在石油开采中的油井，煤矿生产中的矿井，燃煤电厂的锅炉烟道排烟中去分离固定高浓度的二氧化碳。虽然工农业生产中应用的吸收固定二氧化碳的方法和技术多种多样，目前还不能应用在大气层吸收固定二氧化碳。存在的问题是：一、大气层总体积可认为是无限大，大气层底面积即地球表面积为5.1亿平方公里，垂直高度为700公里，从地面到散逸层为480公里，人类活动和气候变化的最底层一对流层高度为16公里(赤道地区)至9公里(南北极地区)。而人类排放大气层中的二氧化碳已经达到几千亿吨。二、目前各种行业中应用的吸收固定二氧化碳的方法存在共同问题：能源消耗量大。即每吸收固定一个单位的二氧化碳量消耗的能量所产生的二氧化碳为3-6个单位的二氧化碳，或每生产制造一公斤二氧化碳要产生排放3-6公斤二氧化碳，或生产制造1立方米二氧化碳要产生排放5-8立方米二氧化碳。三、对所吸收气体中二氧化碳的浓度要达到80％，对大气层中二氧化碳浓度0.03％不适用。而且现有技术方法吸收固定的二氧化碳产量很少。四、地球表面无法存放几千亿吨二氧化碳。
2、由于上述存在的实际问题，使人工方法吸收固定大气层中二氧化碳难以实现。但是，二氧化碳的特点是：分子量为44.1，氧分子量为32，氮分子量为28。二氧化碳分子与氧、氮分子之间存在不同。虽然空气中二氧化碳的浓度特别低，但是地球表面低地点处空气中二氧化碳的浓度高，而高地点处的二氧化碳浓度低。利用自然形成的特点，通过技术方法的改进降低能源消耗是可以实现人工方法吸收固定大气层中二氧化碳的目的。
技术实现思路
1、本发明实用新型一种捕集城市空气中二氧化碳的装置。结合附图1，一种捕集城市空气中二氧化碳的装置解决其技术问题采用的技术方案是：由分离塔1、抽气机2、低压空压机3、膜分离器4、高压空压机5、储气瓶6、风机7、太阳能加热器8分别通过管道连接构成一种捕集城市空气中二氧化碳的装置。
2、结合附图2，由塔体9、分离器10、排风机11、隔离板12、抽气口13、热空气进口14、热空气出口15通过塔体9分别连成一体组成分离塔1。
3、结合附图3，由外壳16、上端盖17、下端盖18、隔离网19、分子筛20、进气口21、出气口22、加热器23、排气口24通过外壳16分别连成一体组成分离器10.
4、结合附图4，由空气进口25、空气出口26、机壳27、右线圈28、左线圈29、右弹簧30、左弹簧31、动铁32、外套体33通过机壳27分别连成一体组成上端盖17。
5、一种捕集城市空气中二氧化碳的装置。由分离塔1、抽气机2、低压空压机3、膜分离器4、高压空压机5、储气瓶6、风机7、太阳能加热器8分别通过管道连接构成一种捕集城市空气中二氧化碳的装置。通过管道将抽气口13与抽气机2进气口连接，通过管道将抽气机2出气口与低压空压机3进气口连接，通过管道将低压空压机3出气口与膜分离器4进气口连接，通过管道将膜分离器4出气口与高压空压机5进气口连接，通过管道将高压空压机5出气口与储气瓶6进气口连接；通过管道将风机7出气口与太阳能加热器8进气口连接，通过管道将太阳能加热器8出气口与热空气进口14连接，通过管道将热空气出口15与风机7进气口连接。
6、分离塔1，塔体9为底端开口圆筒体，顶端与排风机11连接密封，一侧上部有热空气进口14，另一侧上部有热空气出口15，下部有抽气口13，塔体9内部分上、下两层圆形平面均匀分布垂直排列两组众多分离器10，每支分离器10通过两支圆形隔离板12平面中圆形孔呈活动连接，每支隔离板12分别与塔体9内侧呈活动连接。
7、分离器10，外壳16为两端开口圆筒体，顶部与上端盖17呈活动连接，底部与下端盖18呈活动连接，上端盖17与下端盖18结构相同，对称式与外壳16顶部与底部呈活动连接，外壳16一侧上部有进气口21，下部有出气口22，外壳16内部有螺旋管形加热器23，一端与进气口21连接，另一端与出气口22连接，外壳16外侧中部有排气口24。内部有两支圆形隔离网19与外壳16内侧呈活动连接，中部填充分子筛20。
8、上端盖17，机壳27为两端开口，一端圆筒形，另一端圆盘形两侧有坡面圆筒体，一侧有空气进口25，另一侧有空气出口26，机壳27内部轴向安装动铁32，动铁32为一端圆盘形两侧有坡面，中部为圆盘形通过圆柱形短轴连成一体，右侧有右弹簧30与空心圆盘形右线圈28套装在短轴右侧，与短轴呈活动连接，左侧有左弹簧31与空心圆盘形左线圈29套装在短轴左侧与短轴呈活动连接，右线圈28、左线圈29、右弹簧30、左弹簧31、动铁32组装在圆筒形外套体33内部，外套体33一侧与机壳27连接。
9、每支分离器10，进气口21通过管道、阀与热空气进口14连接，出气口22通过管道、阀与热空气出口15连接，排气口24通过管道、阀与抽气口13连接。
10、按照上述装置，混合状态的空气，主要由氧、氮和氩组成，另外还有少量的氖、氦、氙以及微量的水分、二氧化碳、乙炔组成。空气在负压下由分离塔底部进入分离器组。当空气(气相)和吸附剂(分子筛)构成一个吸附体系(吸附相)时，由于分子筛具有多晶面和缺陷面活性而存在剩余表面引力场。当空气分子不规则热运动碰撞到分子筛表面时，分子筛分子与被吸附气体分子相互作用而被表面引力场吸附。将浓度非常低的高沸点水分子、乙炔分子、二氧化碳分子富集、浓聚或浓缩而不吸附氧、氮分子而发生位阻效应。当吸附剂分子筛表面活性中心被一定数量的气体分子所占据达到平衡时，在抽气负压和加热共同作用下，将被吸附气体从分子筛表面解吸脱附放出被吸附的水分、乙炔和二氧化碳，使分子筛解吸、再生、恢复吸附能力。分子筛的吸附作用属于物理吸附不发生化学变化。当分子筛吸附二氧化碳达到平衡时，其吸附量由式：
11、分离器中由分子筛构成传质区的长度由式：
12、二氧化碳的回收率由式：
13、被分子筛分离出的低浓度二氧化碳增加压力通过膜分离器；当低浓度二氧化碳在化学位或电化学位梯度的作用下，通过中空聚合物膜界面进行传递，因不同气体在膜中具有不同的渗透能力，二氧化碳分子首先被吸附到膜的表面溶解，然后在膜中向前扩散，最后从膜的另一侧解吸出来，转变成高浓度二氧化碳。
14、二氧化碳在膜内的扩散传递由式：
15、二氧化碳在膜内传递的浓度梯度由式：
16、二氧化碳透过膜的量由式：
17、有益效果
18、一种捕集城市空气中二氧化碳的装置。将该装置安装在城市中心区，或安装在城市的下风口地面自然最低点，或人工修建的最低点。该装置以无碳能源-太阳能为能量源为该装置提供电力和热能。连续吸收、分离、固化城市空气中二氧化碳。也可以将该装置安装在发电厂、钢铁水泥厂、石油化工化肥厂、煤制油制氢厂、合成天然气处理厂。在厂区吸收生产过程中产生排放大气中的二氧化碳。可以安装在乡村家畜繁育畜牧场，吸收产生排放大气中的甲烷温室气体(换装分子筛)。该装置的有益效果是：有助于缓解温室效应，在能源消费中达到实现经济增长与生态平衡。