CN114377522A - 一种碳封存装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二氧化碳封存领域，具体涉及一种碳封存装置及使用方法，碳封存装置包括主体结构、调控结构、气道结构及监测结构；碳封存装置使用方法包括开启给料电控阀并监测装置壳体内盐水浓度、气体在超声波作用下充分与盐水接触吸附、吸附后的逸散气体通过排气风扇重新进入周围环境中、调控盐水浓度进行碳封存并排出四个步骤。本发明可实现二氧化碳无害化封存，一方面安全可靠，高效快速且成本低，另一方面不会对淡水资源造成不可逆转的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化碳封存领域，具体涉及一种碳封存装置及使用方法。
背景技术
随着工业化进程的不断发展和社会的不断进步，人类对于化石能源的需求量日益增高，燃烧化石燃料所导致的空气污染和温室效应已严重危及人类赖以生存的地球环境。全球变暖导致了冰川融化、海平面上升等一系列全球性问题，世界各国逐渐意识到了全球变暖导致的生态环境问题，开始从技术、经济、政策、法律层面探究长期有效的解决途径，来缓解全球变暖的趋势。目前主要解决方法分为提高能源使用效率、发展低碳能源和可再生能源以及采取措施捕集和封存二氧化碳3种方式。而所谓碳封存，指的是以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放二氧化碳的技术。而二氧化碳在盐水中的储层能力较高，同时不会对淡水资源造成不可逆转的破坏，因此二氧化碳深部含盐水层地质封存技术得到了广泛关注。然而将二氧化碳直接注入盐水层会导致盐水与二氧化碳接触不够充分，盐水吸附二氧化碳的能力削弱，降低碳封存效率，因此，本发明设计了安全可靠、高效实用且能提高二氧化碳封存效果的一种碳封存装置及使用方法。
发明内容
本发明针对现有装置及方法难以实现二氧化碳无害化封存的问题，设计了安全可靠、高效实用且成本低的一种碳封存装置及使用方法。
本发明实现发明目的采用如下技术方案：
一种碳封存装置，其特征在于：包括主体结构、调控结构、气道结构及监测结构，主体结构由装置壳体、固定脚柱、排水电控阀、排水管、超声波发生器、移动滚轮与滚轮轴承组成；调控结构由调控仓、隔层置物间、给料电控阀与置物间仓门组成；气道结构由进气压缩机、排气格栅、气体输送管、气体逆止阀、排气风扇、进气格栅与排气孔组成；监测结构由控制按键、终端显示面板、浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器、流量传感器与气体浓度传感器组成。
所述的主体结构，固定脚柱焊接至装置壳体的底部四角，且固定脚柱上可加装滚轮轴承与移动滚轮，超声波发生器安装在装置壳体内部侧边，装置壳体底部开孔并依次连接排水电控阀与排水管；
所述的调控结构，调控仓内分为两处隔层置物间，上侧安装有独立置物间仓门，且隔层置物间分别连接给料电控阀；
所述的气道结构，进气格栅安装在进气压缩机首端，整体安装在装置壳体侧部，进气压缩机末端依次连接气体逆止阀与气体输送管，且在气体输送管上开有排气孔，排气风扇安装在装置壳体内部，外侧安装排气格栅；
所述的监测结构，浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器呈上下结构固定在装置壳体内部底端，流量传感器与气体浓度传感器呈上下结构固定在排气风扇侧边，控制按键、终端显示面板嵌入装置壳体外侧。
具体的，所述的调控结构为独立结构，可从主体结构拿取进行装填。
具体的，所述的终端显示面板汇总监测数据，可显示液体成分浓度、液体中碳浓度、气体中碳浓度及气体流量，并可用过控制按键调控给料电控阀工作。
一种碳封存装置使用方法，由上述装置执行，包括以下四个步骤：
步骤一，将装置放置在二氧化碳富集区，连接电源并在调控仓的两个隔层置物间内分别添加盐及水，通过终端显示面板及控制按键，开启给料电控阀并监测装置壳体内盐水浓度；
步骤二，待盐水浓度及体积达到设定值后，关闭给料电控阀，开启超声波发生器、进气压缩机与排气风扇，高压气体通过气体逆止阀进入气体输送管，再由排气孔送至盐水内，在超声波作用下充分与盐水接触吸附；
步骤三，浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器、流量传感器与气体浓度传感器实时监测数据并传至终端显示面板，吸附后的逸散气体通过排气风扇重新进入周围环境中；
步骤四，待盐水中二氧化碳浓度增高且盐分浓度降低至临界值时，再次开启给料电控阀，调控盐水浓度，并继续进行碳封存，直至装置壳体内部盐水体积达到最大值后，开启排水电控阀，通过排水管排出，重新开启下一碳封存过程。
作为优选，所述的盐水最优为铵盐水，浓度最优为0.2-2.0mol·L-1。
作为优选，所述的气体逆止阀放置液体进入气体压缩机内。
作为优选，所述的盐水内二氧化碳浓度临界值为0.5mol·L-1，盐水内盐分浓度临界值为0.2mol·L-1。
作为优选，所述的盐水体积最大值为距离排气风扇5cm处，根据装置壳体大小可换算具体容量。
作为优选，所述的超声波发生器产生超声波使得盐水内部产生空化效应，增加二氧化碳与盐水接触面积，增强碳封存效果。
作为优选，所述的排出液体需进行密封保存，可送入地下空间或密闭舱体内封存。
附图说明
图1是实现本发明一种碳封存装置及使用方法的结构示意图。
图2是实现本发明一种碳封存装置及使用方法的结构示意图。
图3是实现本发明一种碳封存装置及使用方法的结构剖视图。
图4是实现本发明一种碳封存装置及使用方法的结构剖视图。
图中：(1)为装置壳体；(2)为调控仓；(3)为进气压缩机；(4)为固定脚柱；(5)为控制按键；(6)为终端显示面板；(7)为排气格栅；(8)为排水电控阀；(9)为排水管；(10)为气体输送管；(11)为气体逆止阀；(12)为超声波发生器；(13)为浸水碳浓度传感器；(14)为浸水成分浓度传感器；(15)为隔层置物间；(16)为给料电控阀；(17)为流量传感器；(18)为排气风扇；(19)为气体浓度传感器；(20)为置物间仓门；(21)为进气格栅；(22)为移动滚轮；(23)为滚轮轴承；(24)为排气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的描述。
本发明提供了一种碳封存装置及使用方法。一种碳封存装置，其特征在于：包括主体结构、调控结构、气道结构及监测结构，主体结构由装置壳体(1)、固定脚柱(4)、排水电控阀(8)、排水管(9)、超声波发生器(12)、移动滚轮(22)与滚轮轴承(23)组成；调控结构由调控仓(2)、隔层置物间(15)、给料电控阀(16)与置物间仓门(20)组成；气道结构由进气压缩机(3)、排气格栅(7)、气体输送管(10)、气体逆止阀(11)、排气风扇(18)、进气格栅(21)与排气孔(24)组成；监测结构由控制按键(5)、终端显示面板(6)、浸水碳浓度传感器(13)、浸水成分浓度传感器(14)、流量传感器(17)与气体浓度传感器(19)组成。
所述的主体结构，固定脚柱(4)焊接至装置壳体(1)的底部四角，且固定脚柱(4)上可加装滚轮轴承(23)与移动滚轮(22)，超声波发生器(12)安装在装置壳体(1)内部侧边，装置壳体(1)底部开孔并依次连接排水电控阀(8)与排水管(9)；
所述的调控结构，调控仓(2)内分为两处隔层置物间(15)，上侧安装有独立置物间仓门(20)，且隔层置物间(15)分别连接给料电控阀(16)；
所述的气道结构，进气格栅(21)安装在进气压缩机(3)首端，整体安装在装置壳体(1)侧部，进气压缩机(3)末端依次连接气体逆止阀(11)与气体输送管(10)，且在气体输送管(10)上开有排气孔(24)，排气风扇(18)安装在装置壳体(1)内部，外侧安装排气格栅(7)；
所述的监测结构，浸水碳浓度传感器(13)、浸水成分浓度传感器(14)呈上下结构固定在装置壳体(1)内部底端，流量传感器(17)与气体浓度传感器(19)呈上下结构固定在排气风扇(18)侧边，控制按键(5)、终端显示面板(6)嵌入装置壳体(1)外侧。
具体的，所述的调控结构为独立结构，可从主体结构拿取进行装填。
具体的，所述的终端显示面板(6)汇总监测数据，可显示液体成分浓度、液体中碳浓度、气体中碳浓度及气体流量，并可用过控制按键(5)调控给料电控阀(16)工作。
一种碳封存装置使用方法，由上述装置执行，其特征在于，包括以下四个步骤：
步骤一，将装置放置在二氧化碳富集区，连接电源并在调控仓(2)的两个隔层置物间(15)内分别添加盐及水，通过终端显示面板(6)及控制按键(5)，开启给料电控阀(16)并监测装置壳体(1)内盐水浓度；
步骤二，待盐水浓度及体积达到设定值后，关闭给料电控阀(16)，开启超声波发生器(12)、进气压缩机3与排气风扇(18)，高压气体通过气体逆止阀(11)进入气体输送管10，再由排气孔(24)送至盐水内，在超声波作用下充分与盐水接触吸附；
步骤三，浸水碳浓度传感器(13)、浸水成分浓度传感器(14)、流量传感器(17)与气体浓度传感器(19)实时监测数据并传至终端显示面板(6)，吸附后的逸散气体通过排气风扇(18)重新进入周围环境中；
步骤四，待盐水中二氧化碳浓度增高且盐分浓度降低至临界值时，再次开启给料电控阀(16)，调控盐水浓度，并继续进行碳封存，直至装置壳体(1)内部盐水体积达到最大值后，开启排水电控阀(8)，通过排水管(9)排出，重新开启下一碳封存过程。
作为优选，所述的盐水最优为铵盐水，浓度最优为0.2-2.0mol·L-1。
作为优选，所述的气体逆止阀(11)放置液体进入气体压缩机(3)内。
作为优选，所述的盐水内二氧化碳浓度临界值为0.5mol·L-1，盐水内盐分浓度临界值为0.2mol·L-1。
作为优选，所述的盐水体积最大值为距离排气风扇(18)5cm处，根据装置壳体(1)大小可换算具体容量。
作为优选，所述的超声波发生器(12)产生超声波使得盐水内部产生空化效应，增加二氧化碳与盐水接触面积，增强碳封存效果。
作为优选，所述的排出液体需进行密封保存，可送入地下空间或密闭舱体内封存。
以上所述，仅为本发明基本方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种碳封存装置，其特征在于：包括主体结构、调控结构、气道结构及监测结构，主体结构由装置壳体、固定脚柱、排水电控阀、排水管、超声波发生器、移动滚轮与滚轮轴承组成；调控结构由调控仓、隔层置物间、给料电控阀与置物间仓门组成；气道结构由进气压缩机、排气格栅、气体输送管、气体逆止阀、排气风扇、进气格栅与排气孔组成；监测结构由控制按键、终端显示面板、浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器、流量传感器与气体浓度传感器组成。
所述的主体结构，固定脚柱焊接至装置壳体的底部四角，且固定脚柱上可加装滚轮轴承与移动滚轮，超声波发生器安装在装置壳体内部侧边，装置壳体底部开孔并依次连接排水电控阀与排水管；
所述的调控结构，调控仓内分为两处隔层置物间，上侧安装有独立置物间仓门，且隔层置物间分别连接给料电控阀；
所述的气道结构，进气格栅安装在进气压缩机首端，整体安装在装置壳体侧部，进气压缩机末端依次连接气体逆止阀与气体输送管，且在气体输送管上开有排气孔，排气风扇安装在装置壳体内部，外侧安装排气格栅；
所述的监测结构，浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器呈上下结构固定在装置壳体内部底端，流量传感器与气体浓度传感器呈上下结构固定在排气风扇侧边，控制按键、终端显示面板嵌入装置壳体外侧。
2.根据权利要求1所述一种碳封存装置，其特征在于，所述的调控结构为独立结构，可从主体结构拿取进行装填。
3.根据权利要求1所述一种碳封存装置，其特征在于，所述的终端显示面板汇总监测数据，可显示液体成分浓度、液体中碳浓度、气体中碳浓度及气体流量，并可用过控制按键调控给料电控阀工作。
4.一种碳封存装置使用方法，由权利要求1-3所述的一种碳封存装置执行，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将装置放置在二氧化碳富集区，连接电源并在调控仓的两个隔层置物间内分别添加盐及水，通过终端显示面板及控制按键，开启给料电控阀并监测装置壳体内盐水浓度；
步骤二，待盐水浓度及体积达到设定值后，关闭给料电控阀，开启超声波发生器、进气压缩机与排气风扇，高压气体通过气体逆止阀进入气体输送管，再由排气孔送至盐水内，在超声波作用下充分与盐水接触吸附；
步骤三，浸水碳浓度传感器、浸水成分浓度传感器、流量传感器与气体浓度传感器实时监测数据并传至终端显示面板，吸附后的逸散气体通过排气风扇重新进入周围环境中；
步骤四，待盐水中二氧化碳浓度增高且盐分浓度降低至临界值时，再次开启给料电控阀，调控盐水浓度，并继续进行碳封存，直至装置壳体内部盐水体积达到最大值后，开启排水电控阀，通过排水管排出，重新开启下一碳封存过程。
5.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的盐水最优为铵盐水，浓度最优为0.2-2.0mol·L-1。
6.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的气体逆止阀放置液体进入气体压缩机内。
7.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的盐水内二氧化碳浓度临界值为0.5mol·L-1，盐水内盐分浓度临界值为0.2mol·L-1。
8.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的盐水体积最大值为距离排气风扇5cm处，根据装置壳体大小可换算具体容量。
9.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的超声波发生器产生超声波使得盐水内部产生空化效应，增加二氧化碳与盐水接触面积，增强碳封存效果。
10.根据权利要求4所述一种碳封存装置使用方法，其特征在于，所述的排出液体需进行密封保存，可送入地下空间或密闭舱体内封存。
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