[发明专利]用于收集二氧化碳的单块接触器以及相关系统和方法

说明书

本发明涉及用于收集二氧化碳的单块接触器以及相关系统和方法。用于收集目标分子的单块接触器，所述单块接触器可以包括具有入口端和纵向相对的出口端的单块体部以及从邻近所述入口端向邻近所述出口端延伸的多个格子，其中所述目标分子被吸附到所述体部的表面。

本申请是申请日为2014年2月12日、申请号为2014100489982、题为“用于收集二氧化碳的单块接触器以及相关系统和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开一般涉及二氧化碳收集，并且更具体地，涉及由沸石材料制成的单块接触器收集二氧化碳的用途。

背景技术

二氧化碳被收集用于多种应用。二氧化碳的天然来源通常被开采以收集二氧化碳用于多种工业目的。二氧化碳还作为工业过程的副产物收集并且以便从空气供应中去除过多的二氧化碳。

二氧化碳可以使用多种技术从多种来源获得。然而，传统的二氧化碳收集技术可能是非常耗能的，特别是当以工业规模运转时。对于二氧化碳收集两种要求最高的能量需求典型地是驱使气流经过或通过收集介质所需的能量和从收集介质再生和捕获二氧化碳所需的能量。因此，二氧化碳材料成本可能变得很大，特别是当大量使用时。

用于收集二氧化碳的常用方法是利用胺来化学键合二氧化碳。此类方法涉及化学反应并且需要大量的能量来从胺释放二氧化碳。

用于收集二氧化碳的另一种方法是利用碳酸钠作为催化剂，其中气流被引入至液体氢氧化钠流中以产生碳酸盐。此类方法需要大量的能量，因为碳酸盐需要被加热至非常高的温度以释放捕获的二氧化碳。

用于收集二氧化碳的另一种方法是利用沸石粉或沸石球形挤出物的填充床。此类方法也需要大量的能量以驱使气流通过沸石材料的填充床。

因此，本领域技术人员在二氧化碳收集的领域中延续着研究和开发努力。

发明内容

在一个方面，公开的系统可以包括用于收集目标分子的单块接触器，所述单块接触器可以包括具有入口端和纵向相对的出口端的单块体部以及多个从邻近所述入口端向邻近所述出口端延伸的格子(cell)，其中所述目标分子被吸附到所述体部的表面。

在另一个方面，公开的系统可以包括用于从工艺气体收集目标分子诸如水和二氧化碳的系统，所述系统可以包括用于从工艺气体移除热量的冷凝器，其中所述冷凝器冷凝工艺气体中的水蒸气，用于从工艺气体中吸附额外的水以产生基本上干燥的气体的干燥剂室，用于从干燥气体吸附二氧化碳的接触室。公开的系统可以任选地还包括用于将吸附的二氧化碳从接触室排出并将排出的二氧化碳从气体诸如通过升华作用转变成固体的真空室，和用于收集从工艺气体移除的热量并传递所述热量的热传递组件。

在又另一个方面，公开了一种制造用于收集目标分子的单块接触器的方法，该方法可以包括以下步骤：(1)制备包含吸附剂材料(例如，沸石材料)、载体和粘合剂的吸附剂组合物，(2)挤出吸附剂组合物以形成单块体部，所述单块体部具有入口端、纵向相对的出口端和多个基本上平行的从邻近入口端向邻近出口端延伸的格子，(3)干燥所述体部，以及(4)烧制干燥所述体部。

在又另一个方面，公开了一种用于收集二氧化碳的方法，所述方法可以包括以下步骤：(1)提供包含二氧化碳和水的气态混合物，和(2)从所述气态混合物将至少一部分二氧化碳吸附到单块接触器上，所述单块接触器包括组装为限定多个通道的单块体部的吸附剂材料。

从下面的具体实施方式、附图和附带的权利要求，公开的单块接触器、系统和方法的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是公开的用于收集二氧化碳的系统的实施方式的示意性框图；

图2是说明公开的用于收集二氧化碳的方法的实施方式的流程图；

图3是公开的单块接触器的实施方式的立体正视图；