[发明专利]一种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳泵系统及控制方法

权利要求书

1.一种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳泵系统，其特征在于：

由太阳能光伏发电单元和变电吸附碳泵单元组成；

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；

所述变电吸附碳泵单元包括空压机、真空泵、多个吸附床、电阻丝、电控阀和四通换 向阀；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、真空泵、电阻丝和电控阀供电，所述变电吸附碳泵 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泵，所述真空 泵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泵、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泵系统，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泵系统，其特征在于：所述吸附 腔由2-20个腔体并联组成。

5.一种太阳能光伏驱动变电吸附空气碳泵的控制方法，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泵系统，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，在所述真空泵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泵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泵控制方法，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泵控制方法，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℃-200℃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。