[实用新型]一种活塞式二氧化碳空气捕集装置

说明书

本实用新型公开了一种活塞式二氧化碳空气捕集装置，包括湿法再生CO₂吸附膜组件，用于带动活塞头和CO₂吸附膜组件运动的活塞杆、用于固定CO₂吸附膜组件的活塞头、用于提供解吸附空间的圆柱形腔体、用于抽真空的气泵、用于储存CO₂的储气罐、用于增加材料湿度的循环供水箱以及气体管路和阀门。本实用新型为湿法再生CO₂吸附膜提供了展开排列的外部晾晒结构，在解吸附时，CO₂吸附膜又可以紧密排列在无空气的解吸附空间中，解吸附完成后可得到高浓度的CO₂气体。

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳气体捕集技术领域，具体涉及一种活塞式二氧化碳空气捕集装置。

背景技术

自工业革命以来，大量化石燃料的燃烧造成大气中二氧化碳含量持续增长，给地球环境带来了气候与生态的双重威胁。控制碳排放已成为国际社会的共识，包括提高发电效率、使用可再生能源以及二氧化碳捕集、利用和封存技术。二氧化碳空气直接捕集技术致力于从空气中直接捕集二氧化碳，控制大气中的二氧化碳浓度，实现二氧化碳负排放，被认为是应对移动源和小型排放源的碳排放的有效途径。

近年来，湿法再生CO₂吸附剂受到大量研究且获得了良好的发展。将该种吸附剂置于干燥环境中时，材料可自动吸附环境空气中的二氧化碳；将该材料打湿后，材料又会自发释放其所吸附的二氧化碳，实现吸附剂的再生。

为了使得湿法再生CO₂吸附剂获得较好的干燥吸附效果，材料在晾晒时需要有一定间距。同时，为了获得高浓度的CO₂、提高捕集效率，在解吸附时，又需要将材料的间距缩小，在有限容积中尽可能置入较多的材料，形成矛盾。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种活塞式二氧化碳空气捕集装置，为湿法再生CO₂吸附膜提供了展开排列的外部晾晒结构，在解吸附时，CO₂吸附膜又可以紧密排列在无空气的解吸附空间中，解吸附完成后可得到高浓度的CO₂气体。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种活塞式二氧化碳空气捕集装置，包括活塞杆和悬挂在活塞杆下的活塞头，活塞头下部固定有CO₂吸附膜组件，CO₂吸附膜组件下部放置有圆柱形腔体，CO₂吸附膜组件能通过上下拉动活塞杆实现在圆柱形腔体中挤压排列进行解吸附或在外部空间中展开排列进行晾晒，圆柱形腔体的入水口用第一开关阀门连接至循环供水箱，圆柱形腔体的气体出口设有第二开关阀门，第二开关阀门通过气泵和第五开关阀门连接用于储存CO₂气体的储气罐，气泵还通过第三开关阀门和第四开关阀门对储气罐抽真空。

优选的，CO₂吸附膜组件有多种形式，本实用新型选择通过3根挂绳连接多片湿法再生CO₂吸附膜，其间距可通过膜与膜之间挂绳的长度调整。

进一步优选，CO₂吸附膜组件进出圆柱形腔体有多种方式，本实用新型选择通过挂绳将CO₂吸附膜组件连接于活塞头底部，通过拉动活塞实现CO₂吸附膜组件进出圆柱形腔体。

进一步优选，CO₂吸附膜有多种，本实用新型选用负载有碳酸根的聚乙烯异相阴离子交换树脂膜，其可在干燥环境中吸收CO₂，在潮湿环境中释放CO₂。

进一步优选，CO₂吸附膜的干燥吸附方式有多种，本实用新型采用通过拉动活塞杆将CO₂吸附膜抽离圆柱形腔体，CO₂吸附膜展开排列于室外进行晾晒干燥，同时完成CO₂吸附过程，可降低能耗。