CN115999308A - 基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统和方法，该系统包括：吸附反应器系统，用于吸附空气中的CO2或进行解吸附；蒸汽发生器及疏水回收系统，与吸附反应器系统相连，用于为吸附反应器系统提供热源；再生冷却除水系统，与吸附反应器系统和蒸汽发生器及疏水回收系统相连。本发明中，采用MOFs吸附剂作为吸附反应器系统进行碳吸附的吸附材料，通过蒸汽发生器及疏水回收系统为吸附反应器系统提供热源，以升高MOFs吸附剂所在区域的温度，便于后期实现解吸附，捕集的二氧化碳用于都市农业，通过太阳能发电与储能系统为蒸汽发生器及疏水回收系统提供电能，可实现空气碳捕集与农业经济双赢、能源供给更绿色的目标。
Description
技术领域
本发明属于碳捕集技术领域，具体涉及基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统和方法。
背景技术
在工业源二氧化碳捕集示范工程得到了大量部署，作为重要的补充和缓解碳封存中运输环节的成本压力的手段，直接空气捕集技术(direct air capture，DAC)也得到了重视与发展。从空气中直接捕集的二氧化碳可以作为工业原料，对土地进行反哺，进入碳循环闭环，能够产生负碳的效应，有助于降低大气中二氧化碳浓度水平。DAC技术面临的首要挑战是低浓度情况下碳捕集的能耗问题，以及低浓度下吸附剂如何实现较高的吸附容量、如何实现快速传质和吸脱附等。
申请公布号为CN113813746A的中国发明专利，公布了一种从空气中直接捕集二氧化碳的装置，其采用的是薄层移动床和球形固态胺吸附剂，薄层移动床的高度为10m～25m，球型固态胺吸附剂需要在其中上下转移，系统磨损较大。申请公布号为CN112169537A的中国发明专利，公布了一种快速变温吸附转轮式直接空气二氧化碳捕集系统实现连续捕集二氧化碳，但是由于需要使用3D打印技术成型的转轮为整体式结构，性能虽好，但是成本极高。
我们注意到各种金属有机框架材料(MOFs)被不断开发出来，MOFs材料往往具有发达的孔道结构和巨大的比表面积，兼具优良的表面和孔道可调变性，在较低温度下便可实现再生。含有金属中心的Mg-MOF-74、MIL-101(Cr)、SIFSIX-3-Cu/Ni/Zn等MOFs材料均表现出了较高的二氧化碳吸附性能。MOFs材料容易制成薄板形式，且材质一般较轻，便于组装和使用。但是将MOFs材料与二氧化碳捕集的研究甚少。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统和方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，包括：
吸附反应器系统，所述吸附反应器系统用于吸附空气中的CO2或进行解吸附；
蒸汽发生器及疏水回收系统，所述蒸汽发生器及疏水回收系统与吸附反应器系统相连，用于为吸附反应器系统提供热源；
再生冷却除水系统，所述再生冷却除水系统与吸附反应器系统和蒸汽发生器及疏水回收系统相连；
当需要吸附空气中的CO2时，空气进入吸附反应器系统进行碳吸附后排入大气；
当需要解吸附时，通过蒸汽发生器及疏水回收系统为吸附反应器系统提供热源，升高吸附反应器系统内的吸附剂模块所在区域的温度，启动再生冷却除水系统，产生微负压环境，进而将吸附的CO2解吸出来。
在本发明提供的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统中，还包括太阳能发电与储能系统，所述太阳能发电与储能系统与蒸汽发生器及疏水回收系统相连，用于为蒸汽发生器及疏水回收系统提供电能。
所述太阳能发电与储能系统包括光伏组件方阵、控制器和储能电池，所述光伏组件方阵与储能电池相连，所述储能电池与控制器相连并受其控制，所述储能电池与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连并为其供电。
在本发明提供的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统中，所述吸附反应器系统包括直接空气碳捕集塔，所述直接空气碳捕集塔下部设置有空气进气风道，所述直接空气碳捕集塔内部下方设置有若干个进气导流板，所述直接空气碳捕集塔内部且位于进气导流板上方设置有进气局部网，所述直接空气碳捕集塔内部且位于进气局部网上方设置有若干个散热翅片和若干个吸附剂模块，所述直接空气碳捕集塔与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连，所述直接空气碳捕集塔上部外侧设置有脱碳出气风道挡板门与CO2出气风道挡板门，所述脱碳出气风道挡板门与脱碳出气风道相连通，所述CO2出气风道挡板门与CO2出气风道相连通再连通再生冷却除水系统，所述脱碳出气风道挡板门与CO2出气风道挡板门不同时打开，所述即脱碳出气风道上设置有CO2非分散红外分析仪，根据CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值决定进行碳吸附或解吸附，当需要进行碳吸附时，脱碳出气风道挡板门打开，CO2出气风道挡板门关闭，当需要解吸附时，脱碳出气风道挡板门关闭，CO2出气风道挡板门打开。
所述吸附剂模块与散热翅片相间布置，为间接换热方式。
所述吸附剂模块呈矩阵式布置，所述吸附剂模块的层数设置为2～5层，每个吸附剂模块含有50～200片MOFs吸附剂薄板，MOFs吸附剂薄板之间的间隙为空气流通通道，空气在流通MOFs吸附剂薄板表面时其中的CO2被吸附下来。
在本发明提供的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统中，所述蒸汽发生器及疏水回收系统包括电蒸汽发生器、散热翅片、疏水箱和疏水回流泵，所述电蒸汽发生器下部设置有事故排水管，所述电蒸汽发生器通过事故排水管与疏水箱入口相连通，所述疏水箱出口通过回流管及其上设置的疏水回流泵与电蒸汽发生器相连通，所述电蒸汽发生器上部设置有补充水进水管，所述散热翅片设置有若干个并设置于吸附反应器系统的直接空气碳捕集塔内部。
所述电蒸汽发生器的额定出汽压力为0.3MPa～0.6MPa，额定出气温度为120℃～145℃。
在本发明提供的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统中，所述再生冷却除水系统包括变频再生风机和冷却除水器，所述变频再生风机一端与吸附反应器系统的CO2出气风道相连通，所述变频再生风机另一端与冷却除水器相连通，所述冷却除水器与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连通。
本发明还提供了基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用方法，采用如上所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统进行碳捕集及利用，所述方法包括以下步骤：
含有正常浓度二氧化碳的空气从空气进气风道进入直接空气碳捕集塔内，经过进气导流板导流分配后向上流动，通过进气局部网的均布后形成平缓气流，继续向上并流经吸附剂模块；
当需要进行碳吸附时，打开脱碳出气风道挡板门和脱碳出气风道，气流中的CO2与吸附剂模块接触并被吸附下来，通过吸附剂模块净化后的气流经过脱碳出气风道挡板门和脱碳出气风道排向大气，此时，CO2出气风道挡板门、CO2出气风道、变频再生风机处于停运状态；
当CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值达到90％及以上的入口CO2浓度值时，进入解吸附状态，此时，关闭脱碳出气风道挡板门，打开CO2出气风道挡板门，启动变频再生风机，打开进气管道上的阀门，通过电蒸汽发生器给直接空气碳捕集塔内部的散热翅片供气，升高吸附剂模块所在区域的温度至80～100℃，通过升温及变频再生风机启动产生的微负压环境将吸附剂模块吸附的CO2解吸出来并被变频再生风机送出，实现吸附剂模块的再生与干燥；当解吸附完成后，系统再恢复到碳吸附状态，继续捕集大气中的CO2，以此循环反复。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统和方法，采用MOFs吸附剂作为吸附反应器系统进行碳吸附的吸附材料，通过蒸汽发生器及疏水回收系统为吸附反应器系统提供热源，以升高MOFs吸附剂所在区域的温度，便于后期实现解吸附，捕集的二氧化碳用于都市农业，通过太阳能发电与储能系统为蒸汽发生器及疏水回收系统提供电能，可实现空气碳捕集与农业经济双赢、能源供给更绿色的目标。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
如图1所示，基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，主要包括：太阳能发电与储能系统、蒸汽发生器及疏水回收系统、吸附反应器系统、再生冷却除水系统，通过该系统捕集的二氧化碳用于供给温室大棚11。
吸附反应器系统包括直接空气碳捕集塔2，直接空气碳捕集塔2下部设置有空气进气风道1，直接空气碳捕集塔2内部设置有若干个进气导流板3、进气局部网4、若干个吸附剂模块51，进气导流板3设置于直接空气碳捕集塔2内部下方，进气局部网4设置于进气导流板3上方，吸附剂模块51设置于进气局部网4上方；直接空气碳捕集塔2上部外侧设置有脱碳出气风道挡板门5与CO2出气风道挡板门7，脱碳出气风道挡板门5与脱碳出气风道6相连通，CO2出气风道挡板门7与CO2出气风道8相连通，脱碳出气风道挡板门5与CO2出气风道挡板门7不同时打开，当需要进行碳吸附时，脱碳出气风道挡板门5打开，CO2出气风道挡板门7关闭，而解吸附过程正好相反，即脱碳出气风道挡板门5关闭，CO2出气风道挡板门7打开。脱碳出气风道6上设置有CO2非分散红外分析仪。
吸附剂模块51优选呈矩阵式布置，吸附剂模块51的层数可设置为2～5层，吸附剂模块51的层数不易过多，避免增加直接空气碳捕集塔2的高度，通过合理设计吸附剂模块51的层数可减少设备投资，同时降低系统阻力，节约运行成本。每个吸附剂模块51含有多个MOFs吸附剂薄板，该薄板根据需要和吸附剂模块框架尺寸决定安装片数，一般为50～200片，薄板的间隙为空气流通通道，空气在流通薄板表面时其中的CO2被吸附在薄板表面。
蒸汽发生器及疏水回收系统包括电蒸汽发生器24、散热翅片25、疏水箱26、疏水回流泵27等。其中，散热翅片25设置有若干个，设置于直接空气碳捕集塔2内，吸附剂模块51与散热翅片25相间布置，为间接换热方式；电蒸汽发生器24所需电能主要由太阳能发电与储能系统提供，同时设置有外来电源做备用电源，可自动切换供电方式。电蒸汽发生器24上部设置有补充水进水管29，电蒸汽发生器24下部设置有事故排水管28，电蒸汽发生器24通过事故排水管28与疏水箱26入口相连通，疏水箱26出口通过回流管及其上设置的疏水回流泵27与电蒸汽发生器24相连通，当电蒸汽发生器24进行检修时，可通过下部的事故排水管28将电蒸汽发生器24中的水排入疏水箱26。事故排水管28和回流管上均可根据实际需要设置若干阀门。
电蒸汽发生器24的额定出汽压力为0.3MPa～0.6MPa，额定出气温度为120℃～145℃，进水与补水过程压力平稳，通过设置疏水箱26等实现了水的循环利用，节约了碳捕集系统的用水量。
太阳能发电与储能系统包括光伏组件方阵21、控制器22、储能电池23。其中，光伏组件方阵21可以根据需求串/并联而成，是一种用于将太阳能转换成电能输出的部件；控制器22集成有控制功能、逆变器以及监测功能，它对储能电池23的充、放电条件加以控制；储能电池23则是将产生的电能储存起来，当晚上或者负载需求大于光伏组件方阵21所发的电量时，将储存的电能释放以满足电蒸汽发生器24的能量需求。控制器22与CO2非分散红外分析仪相连，CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数据传送至控制器22进行分析和处理，根据CO2浓度高低决定进行碳吸附或解吸附。
再生冷却除水系统包括变频再生风机9和冷却除水器10，从冷却除水器10冷却下来的水通过冷凝回水水管30送入电蒸汽发生器24作为补充水源。
基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用方法，包括以下步骤：
含有正常浓度二氧化碳的空气经由鼓风机从空气进气风道1进入直接空气碳捕集塔2内，经过进气导流板3导流分配后向上流动，通过进气局部网4的均布后形成平缓气流，平缓气流继续向上并在流经吸附剂模块51时，其中的CO2与MOFs吸附剂薄板接触过程中被吸附下来，当需要进行碳吸附时，打开脱碳出气风道挡板门5和脱碳出气风道6，通过吸附剂模块51净化后的气流经过脱碳出气风道挡板门5和脱碳出气风道6排向大气，此时，CO2出气风道挡板门7、CO2出气风道8、变频再生风机9处于停运状态。当CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值达到90％的入口CO2浓度值时，进入解吸附状态，关闭脱碳出气风道挡板门5，停止鼓风机进气，打开CO2出气风道挡板门7，启动变频再生风机9，打开进气管道31上的阀门，通过电蒸汽发生器24给直接空气碳捕集塔2内部的散热翅片25供气，升高吸附剂模块51所在区域的温度至80～100℃，通过升温及变频再生风机9启动产生的微负压环境将吸附剂模块51吸附的CO2解吸出来并被变频再生风机9送出至温室大棚11，实现了吸附剂的再生与干燥。当解吸附完成后，系统再恢复到碳吸附状态，继续捕集大气中的CO2，由此循环反复。
脱碳出气风道挡板门5、CO2出气风道挡板门7的启闭可进行人工控制或受控制器22的控制。
实施例1
如图1所示，基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，是基于大气中二氧化碳浓度低(约420ppm)的特点进行设计的，该系统主要包括：太阳能发电与储能系统、蒸汽发生器及疏水回收系统、吸附反应器系统、再生冷却除水系统，通过该系统捕集的二氧化碳用于供给温室大棚11。
吸附反应器系统包括直接空气碳捕集塔2，直接空气碳捕集塔2下部设置有空气进气风道1，直接空气碳捕集塔2内部设置有若干个进气导流板3、进气局部网4、若干个吸附剂模块51，进气导流板3设置于直接空气碳捕集塔2内部下方，进气局部网4设置于进气导流板3上方，吸附剂模块51设置于进气局部网4上方，吸附剂模块51与散热翅片25相间布置，为间接换热方式；直接空气碳捕集塔2上部外侧设置有脱碳出气风道挡板门5与CO2出气风道挡板门7，脱碳出气风道挡板门5、CO2出气风道挡板门7的启闭可进行人工控制或受控制器22的控制，脱碳出气风道挡板门5与脱碳出气风道6相连通，CO2出气风道挡板门7与CO2出气风道8相连通，脱碳出气风道挡板门5与CO2出气风道挡板门7不同时打开，当需要进行碳吸附时，脱碳出气风道挡板门5打开，CO2出气风道挡板门7关闭，而解吸附过程正好相反，即脱碳出气风道挡板门5关闭，CO2出气风道挡板门7打开。脱碳出气风道6上设置有CO2非分散红外分析仪。
吸附剂模块51呈矩阵式布置，吸附剂模块51的层数设置为上下2层，减少了设备投资，同时降低了系统阻力，节约了运行成本，吸附剂模块51安装于框架51上，框架51为合金板拼成的长方体腔型式，框体高度为400mm，沿两个长边的合金板内面设置有厚度为10mm的硅胶衬里，硅胶衬里表面开有0.6mm宽的沟槽，沟槽深度5mm，每个吸附剂模块51含有100片厚度为0.5mm的MOFs吸附剂薄板，MOFs吸附剂薄板安置于沟槽中，MOFs吸附剂薄板之间的间隙为空气流通通道，空气在流通薄板表面时其中的CO2被吸附在薄板表面，空气流通面的长×宽为400mm×600mm。
蒸汽发生器及疏水回收系统包括电蒸汽发生器24、散热翅片25、疏水箱26、疏水回流泵27等。其中，散热翅片25设置有若干个，设置于直接空气碳捕集塔2内；电蒸汽发生器24所需电能主要由太阳能发电与储能系统提供，同时设置有外来电源做备用电源，可自动切换供电方式。电蒸汽发生器24上部设置有补充水进水管29，电蒸汽发生器24下部设置有事故排水管28，电蒸汽发生器24通过事故排水管28与疏水箱26入口相连通，疏水箱26出口通过回流管及其上设置的疏水回流泵27与电蒸汽发生器24相连通，当电蒸汽发生器24进行检修时，可通过下部的事故排水管28将电蒸汽发生器24中的水排入疏水箱26。事故排水管28和回流管上均可根据实际需要设置若干阀门。
电蒸汽发生器24的额定出汽压力为0.3MPa～0.6MPa，额定出气温度为120℃～145℃，进水与补水过程压力平稳，通过设置疏水箱26等实现了水的循环利用，节约了碳捕集系统的用水量。
太阳能发电与储能系统包括光伏组件方阵21、控制器22、储能电池23。其中，光伏组件方阵21可以根据需求串/并联而成，是一种用于将太阳能转换成电能输出的部件；控制器22集成有控制功能、逆变器以及监测功能，它对储能电池23的充、放电条件加以控制；储能电池23则是将产生的电能储存起来，当晚上或者负载需求大于光伏组件方阵21所发的电量时，将储存的电能释放以满足电蒸汽发生器24的能量需求。控制器22与CO2非分散红外分析仪相连，CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数据传送至控制器22进行分析和处理，根据CO2浓度高低决定进行碳吸附或解吸附。
再生冷却除水系统包括变频再生风机9和冷却除水器10，从冷却除水器10冷却下来的水通过冷凝回水水管30送入电蒸汽发生器24作为补充水源。
基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用方法，包括以下步骤：
含有正常浓度二氧化碳(约410ppm，因地略有而异)的空气经由鼓风机从空气进气风道1进入直接空气碳捕集塔2内，经过进气导流板3导流分配后向上流动，通过进气局部网4的均布后形成平缓气流，平缓气流继续向上并在流经吸附剂模块51时，其中的CO2与MOFs吸附剂薄板接触过程中被吸附下来，当需要进行碳吸附时，打开脱碳出气风道挡板门5和脱碳出气风道6，通过吸附剂模块51净化后的气流经过脱碳出气风道挡板门5和脱碳出气风道6排向大气，此时，CO2出气风道挡板门7、CO2出气风道8、变频再生风机9处于停运状态。当控制器22分析出CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值达到90％的入口CO2浓度值时，进入解吸附状态，关闭脱碳出气风道挡板门5，停止鼓风机进气，打开CO2出气风道挡板门7，启动变频再生风机9，打开进气管道31上的阀门，通过电蒸汽发生器24给直接空气碳捕集塔2内部的散热翅片25供气，升高吸附剂模块51所在区域的温度至80～100℃，通过升温及变频再生风机9启动产生的微负压环境将吸附剂模块51吸附的CO2解吸出来并被变频再生风机9送出至温室大棚11，实现了吸附剂的再生与干燥。当解吸附完成后，系统再恢复到碳吸附状态，继续捕集大气中的CO2，由此循环反复
本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，包括：
吸附反应器系统，所述吸附反应器系统用于吸附空气中的CO2或进行解吸附；
蒸汽发生器及疏水回收系统，所述蒸汽发生器及疏水回收系统与吸附反应器系统相连，用于为吸附反应器系统提供热源；
再生冷却除水系统，所述再生冷却除水系统与吸附反应器系统和蒸汽发生器及疏水回收系统相连；
当需要吸附空气中的CO2时，空气进入吸附反应器系统进行碳吸附后排入大气；
当需要解吸附时，通过蒸汽发生器及疏水回收系统为吸附反应器系统提供热源，升高吸附反应器系统内的吸附剂模块所在区域的温度，启动再生冷却除水系统，产生微负压环境，进而将吸附的CO2解吸出来。
2.根据权利要求1所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，还包括太阳能发电与储能系统，所述太阳能发电与储能系统与蒸汽发生器及疏水回收系统相连，用于为蒸汽发生器及疏水回收系统提供电能。
3.根据权利要求2所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述太阳能发电与储能系统包括光伏组件方阵、控制器和储能电池，所述光伏组件方阵与储能电池相连，所述储能电池与控制器相连并受其控制，所述储能电池与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连并为其供电。
4.根据权利要求1所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述吸附反应器系统包括直接空气碳捕集塔，所述直接空气碳捕集塔下部设置有空气进气风道，所述直接空气碳捕集塔内部下方设置有若干个进气导流板，所述直接空气碳捕集塔内部且位于进气导流板上方设置有进气局部网，所述直接空气碳捕集塔内部且位于进气局部网上方设置有若干个散热翅片和若干个吸附剂模块，所述直接空气碳捕集塔与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连，所述直接空气碳捕集塔上部外侧设置有脱碳出气风道挡板门与CO2出气风道挡板门，所述脱碳出气风道挡板门与脱碳出气风道相连通，所述CO2出气风道挡板门与CO2出气风道相连通再连通再生冷却除水系统，所述脱碳出气风道挡板门与CO2出气风道挡板门不同时打开，所述即脱碳出气风道上设置有CO2非分散红外分析仪，根据CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值决定进行碳吸附或解吸附，当需要进行碳吸附时，脱碳出气风道挡板门打开，CO2出气风道挡板门关闭，当需要解吸附时，脱碳出气风道挡板门关闭，CO2出气风道挡板门打开。
5.根据权利要求4所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述吸附剂模块与散热翅片相间布置，为间接换热方式。
6.根据权利要求4所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述吸附剂模块呈矩阵式布置，所述吸附剂模块的层数设置为2～5层，每个吸附剂模块含有50～200片MOFs吸附剂薄板，MOFs吸附剂薄板之间的间隙为空气流通通道，空气在流通MOFs吸附剂薄板表面时其中的CO2被吸附下来。
7.根据权利要求1所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述蒸汽发生器及疏水回收系统包括电蒸汽发生器、散热翅片、疏水箱和疏水回流泵，所述电蒸汽发生器下部设置有事故排水管，所述电蒸汽发生器通过事故排水管与疏水箱入口相连通，所述疏水箱出口通过回流管及其上设置的疏水回流泵与电蒸汽发生器相连通，所述电蒸汽发生器上部设置有补充水进水管，所述散热翅片设置有若干个并设置于吸附反应器系统的直接空气碳捕集塔内部。
8.根据权利要求7所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述电蒸汽发生器的额定出汽压力为0.3MPa～0.6MPa，额定出气温度为120℃～145℃。
9.根据权利要求1所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统，其特征在于，所述再生冷却除水系统包括变频再生风机和冷却除水器，所述变频再生风机一端与吸附反应器系统的CO2出气风道相连通，所述变频再生风机另一端与冷却除水器相连通，所述冷却除水器与蒸汽发生器及疏水回收系统的电蒸汽发生器相连通。
10.基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的基于MOFs吸附剂的直接空气碳捕集及利用系统进行碳捕集及利用，所述方法包括以下步骤：
含有正常浓度二氧化碳的空气从空气进气风道进入直接空气碳捕集塔内，经过进气导流板导流分配后向上流动，通过进气局部网的均布后形成平缓气流，继续向上并流经吸附剂模块；
当需要进行碳吸附时，打开脱碳出气风道挡板门和脱碳出气风道，气流中的CO2与吸附剂模块接触并被吸附下来，通过吸附剂模块净化后的气流经过脱碳出气风道挡板门和脱碳出气风道排向大气，此时，CO2出气风道挡板门、CO2出气风道、变频再生风机处于停运状态；
当CO2非分散红外分析仪检测的CO2浓度数值达到90％及以上的入口CO2浓度值时，进入解吸附状态，此时，关闭脱碳出气风道挡板门，打开CO2出气风道挡板门，启动变频再生风机，打开进气管道上的阀门，通过电蒸汽发生器给直接空气碳捕集塔内部的散热翅片供气，升高吸附剂模块所在区域的温度至80～100℃，通过升温及变频再生风机启动产生的微负压环境将吸附剂模块吸附的CO2解吸出来并被变频再生风机送出，实现吸附剂模块的再生与干燥；当解吸附完成后，系统再恢复到碳吸附状态，继续捕集大气中的CO2，以此循环反复。
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