[实用新型]一种二氧化碳直捕与解析装置

说明书

本实用新型提供了一种二氧化碳直捕与解析装置，包括：吸脱附腔体；所述吸脱附腔体设有进气端、出气端和二氧化碳出口，内部填充有若干个二氧化碳吸脱附装置；所述二氧化碳吸脱附装置设有脱附出口，所述脱附出口与所述二氧化碳出口相连；与所述进气端相连的过滤装置；与所述出气端相连的吸附动力装置；分别与所述若干个二氧化碳吸脱附装置相连的加热装置；与所述二氧化碳出口相连的脱附动力装置。本实用新型提供的二氧化碳直捕与解析装置，采用特定结构及连接关系，实现较好的相互作用，能够在低分压下(0.04％)高效、快速、低能耗、可受控的吸收空气中的二氧化碳；以及工业生产排放的废气中二氧化碳的捕捉和需要控制二氧化碳浓度的工况应用。

技术领域

本实用新型涉及空气直捕技术领域，更具体地说，是涉及一种二氧化碳直捕与解析装置。

背景技术

过去一百年来气候发生了显著的变化，根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次报告(AR5)指出：全球地表温度1880-2012年间温度升高了0.85℃，过去3个十年比1850年以来的任何一个十年都暖；全球海平面1901-2010年间上升了0.19米，1979-2012年北极海冰的缩小范围为每十年减少3.5％-4.1％。

近年来，为应对全球化的气候变暖，各国政府加强了国际间合作，纷纷出台了一系列的政策法规，抑制诸如二氧化碳等温室气体的排放。如《巴黎协定》明确提出要将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃之内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃之内。IPCC表示：要想在本世纪末成功逆转全球气温上升的趋势，需要将大气中的二氧化碳全部抽离出来。

作为应对全球气候变化的有效对策，对于捕集、回收、利用空气中的二氧化碳人们显现出浓厚的兴趣。如，公开号为CN102527191A专利文献公开了一种二氧化碳回收设备和二氧化碳回收方法，主要利用溶液吸收二氧化碳；但该技术方案需要大面积的设备用地，不具备现实可操作性。再如，浙江大学的一篇论文指出，利用高分子材料吸附空气中的二氧化碳，并采用变湿再生技术进行脱附；但此种方法需要大量的水，平均每脱附1kg的二氧化碳需要用水85kg。此外，加拿大的Carbon Engineering公司利用氢氧化钾溶液对空气中的二氧化碳进行吸附；但其再生过程需要消耗的大量的热能，即再生过程需将材料加热到900℃。

另一方面，在某些特殊的工作环境中，需要控制环境中的二氧化碳浓度以保证正常的工作需求。如，在军事中，控制潜艇乘员舱的二氧化碳浓度是确保艇上人员生命安全的重要保障；目前，中、美、俄等国潜艇乘员舱的二氧化碳浓度控制采用MEA(一乙醇胺)吸收剂法；但受制于MEA吸收剂性能，只能将乘员舱的二氧化碳浓度控制在0.5％，远高于正常空气二氧化碳浓度(0.04％)。再如，在载人航天工作中，二氧化碳浓度控制被归为环境控制与生命保障系统；短期的载人航天中多采用非再生的控制系统，一般以氢氧化锂或超氧化物为主；而对于长期的载人航天，尤其像空间站这类载人留轨的航天器，非再生的二氧化碳吸收剂不再具备经济性；再生式的环控生保系统成为必要；美国“天空实验室”计划利用分子筛控制二氧化碳浓度；但分子筛对水蒸气有较强的亲和吸附性，使得分子筛系统设计复杂，控制困难，重量、体积、功耗较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的一方面为了缓解全球温室变化，能够在低分压下(0.04％)高效、快速、低能耗、可受控的吸收空气中的二氧化碳；另一方面为了，解决工业生产排放的废气中二氧化碳的捕捉和需要控制二氧化碳浓度的工况应用提供一种二氧化碳直捕与解析装置。

本实用新型提供了一种二氧化碳直捕与解析装置，包括：

吸脱附腔体；所述吸脱附腔体设有进气端、出气端和二氧化碳出口，内部填充有若干个二氧化碳吸脱附装置；所述二氧化碳吸脱附装置设有脱附出口，所述脱附出口与所述二氧化碳出口相连；

与所述进气端相连的过滤装置；

与所述出气端相连的吸附动力装置；

分别与所述若干个二氧化碳吸脱附装置相连的加热装置；