CN117463111B - 一种co2气体分离设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CO2气体分离设备及其使用方法，涉及CO2气体分离技术领域，包括混合气体预处理箱、杂质沉淀箱、二氧化碳一级吸附箱和二氧化碳二级吸附箱，混合气体预处理箱进气端安装进气管，混合气体预处理箱内腔安装杂质颗粒过滤组件，混合气体预处理箱出气端与杂质沉淀箱进气端之间通过第一气管连接，杂质沉淀箱出气端与二氧化碳一级吸附箱进气端之间通过第二气管连接，二氧化碳一级吸附箱出气端与二氧化碳二级吸附箱进气端之间通过第三气管连接，二氧化碳二级吸附箱出气端安装气体排放管，本发明结构设计新颖，操作方便，能够实现对混合气体的杂质颗粒过滤，二氧化碳多级吸附，吸附效率高，提高了二氧化碳气体分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及CO2气体分离技术领域，具体为一种CO2气体分离设备及其使用方法。
背景技术
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品（固态）、作致冷剂（液态）、制造碳化软饮料（气态）和作均相反应的溶剂（超临界状态）等。关于其毒性，研究表明：低浓度的二氧化碳没有毒性，高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。二氧化碳气体分离是指将混合气体中的二氧化碳气体分离出来，一般分离设备是由多种机械和设备组成的成套设备，可以通过冷却、液化、精馏等方式分离。
但是现有的二氧化碳气体分离器在使用过程中还是存在一些不足之处，例如混合气体初次处理的冷却设备在使用时会有杂质随着气体一起进入，影响了后期的处理效果，此外，现有的分离器无法对混合气体中的二氧化碳气体彻底分离，分离效率低，因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CO2气体分离设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种CO2气体分离设备，包括混合气体预处理箱、杂质沉淀箱、二氧化碳一级吸附箱和二氧化碳二级吸附箱，所述混合气体预处理箱进气端安装进气管，所述混合气体预处理箱内腔安装杂质颗粒过滤组件，所述混合气体预处理箱出气端与杂质沉淀箱进气端之间通过第一气管连接，所述杂质沉淀箱出气端与二氧化碳一级吸附箱进气端之间通过第二气管连接，所述二氧化碳一级吸附箱出气端与二氧化碳二级吸附箱进气端之间通过第三气管连接，所述二氧化碳二级吸附箱出气端安装气体排放管。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述杂质颗粒过滤组件包括网框、粗滤网、过滤棉和细滤网，所述粗滤网、过滤棉和细滤网依次安装于网框内，所述网框活动安装于混合气体预处理箱内。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述杂质沉淀箱内安装喷淋雾化组件，所述喷淋雾化组件包括喷淋管、多个喷头，所述喷淋管安装于杂质沉淀箱内顶壁，多个喷头等间距安装于喷淋管，所述杂质沉淀箱外顶部安装水箱，所述水箱与喷淋管连通，所述水箱内安装高压水泵。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述二氧化碳一级吸附箱内安装搅拌组件，所述二氧化碳一级吸附箱上端面安装二氧化碳吸附剂投入斗，所述二氧化碳吸附剂投入斗内投入二氧化碳吸附剂。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述搅拌组件包括纵向搅拌轴、弧形搅拌叶和搅拌电机，所述纵向搅拌轴安装于二氧化碳一级吸附箱内腔，所述弧形搅拌叶安装于纵向搅拌轴外壁，所述搅拌电机安装于二氧化碳一级吸附箱外顶部，且所述搅拌电机的电机轴与纵向搅拌轴传动连接。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述二氧化碳吸附剂投入斗内投入的二氧化碳吸附剂组分按重量份数包括碳分子筛20-30份、活性氧化铝10-20份、活性黏土20-40份、活性炭5-15份、聚氯乙烯4-10份、氧化钛8-20份、埃洛石纳米管10-20份、方沸石8-18份、钙沸石8-18份。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，所述二氧化碳二级吸附箱内腔安装第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜，所述第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜从上往下平行安装于二氧化碳二级吸附箱内部。
优选的，本申请提供的一种CO2气体分离设备，其中，其使用方法包括以下步骤：
A、混合气体从进气管进入混合气体预处理箱内；
B、通过杂质颗粒过滤组件对混合气体中的杂质颗粒进行初步过滤；
C、过滤后的气体通入杂质沉淀箱中；
D、水箱内的水抽至喷淋管中，再从喷头喷出与气体混合后，对气体中的微小颗粒进一步沉降处理；
E、处理后的气体通入二氧化碳一级吸附箱中，二氧化碳一级吸附箱中投入二氧化碳吸附剂，同时开启搅拌组件，搅拌组件将二氧化碳吸附剂与混合气体充分混合，二氧化碳吸附剂吸附混合气体中的二氧化碳；
F、一次吸附后的混合气体通入二氧化碳二级吸附箱中，气体依次经过第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜，对混合气体中的残留二氧化碳气体进一步吸附，最后气体排出外部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明结构设计新颖，操作方便，能够实现对混合气体的杂质颗粒过滤，二氧化碳多级吸附，吸附效率高，提高了二氧化碳气体分离效率。
（2） 本发明中，混合气体预处理箱内安装的杂质颗粒过滤组件能够对混合气体中大颗粒杂质进行过滤，提高了后续二氧化碳分离效果。
（3）本发明中，杂质沉淀箱内安装的喷淋雾化组件能够对气体中的微小颗粒进一步沉降处理，进一步提高气体处理效果。
（4）本发明中，二氧化碳一级吸附箱中投入的吸附剂吸附效果好，均匀性好，提高了气体除碳效率。
（5）本发明中，二氧化碳二级吸附箱中安装第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜能够进一步分离残留二氧化碳，提高分离效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明杂质颗粒过滤组件结构示意图；
图3为本发明二氧化碳二级吸附箱内部安装示意图；
图4为本发明处理流程图；
图中：混合气体预处理箱1、杂质沉淀箱2、二氧化碳一级吸附箱3、二氧化碳二级吸附箱4、进气管5、杂质颗粒过滤组件6、第一气管7、第二气管8、第三气管9、气体排放管10、网框11、粗滤网12、过滤棉13、细滤网14、喷淋管15、喷头16、水箱17、高压水泵18、二氧化碳吸附剂投入斗19、纵向搅拌轴20、弧形搅拌叶21、搅拌电机22、第一二氧化碳气体分离膜23、第二二氧化碳气体分离膜24。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种CO2气体分离设备，包括混合气体预处理箱1、杂质沉淀箱2、二氧化碳一级吸附箱3和二氧化碳二级吸附箱4，所述混合气体预处理箱1进气端安装进气管5，所述混合气体预处理箱1内腔安装杂质颗粒过滤组件6，所述混合气体预处理箱1出气端与杂质沉淀箱2进气端之间通过第一气管7连接，所述杂质沉淀箱2出气端与二氧化碳一级吸附箱3进气端之间通过第二气管8连接，所述二氧化碳一级吸附箱3出气端与二氧化碳二级吸附箱4进气端之间通过第三气管9连接，所述二氧化碳二级吸附箱4出气端安装气体排放管10。
本发明中，杂质颗粒过滤组件6包括网框11、粗滤网12、过滤棉13和细滤网14，所述粗滤网12、过滤棉13和细滤网14依次安装于网框11内，所述网框11活动安装于混合气体预处理箱1内。本发明中，混合气体预处理箱内安装的杂质颗粒过滤组件能够对混合气体中大颗粒杂质进行过滤，提高了后续二氧化碳分离效果。
本发明中，杂质沉淀箱2内安装喷淋雾化组件，所述喷淋雾化组件包括喷淋管15、多个喷头16，所述喷淋管15安装于杂质沉淀箱2内顶壁，多个喷头16等间距安装于喷淋管15，所述杂质沉淀箱2外顶部安装水箱17，所述水箱17与喷淋管15连通，所述水箱17内安装高压水泵18。本发明中，杂质沉淀箱内安装的喷淋雾化组件能够对气体中的微小颗粒进一步沉降处理，进一步提高气体处理效果。
本发明中，二氧化碳一级吸附箱3内安装搅拌组件，所述二氧化碳一级吸附箱3上端面安装二氧化碳吸附剂投入斗19，所述二氧化碳吸附剂投入斗19内投入二氧化碳吸附剂；搅拌组件包括纵向搅拌轴20、弧形搅拌叶21和搅拌电机22，所述纵向搅拌轴20安装于二氧化碳一级吸附箱3内腔，所述弧形搅拌叶21安装于纵向搅拌轴20外壁，所述搅拌电机22安装于二氧化碳一级吸附箱3外顶部，且所述搅拌电机22的电机轴与纵向搅拌轴20传动连接。二氧化碳吸附剂投入斗内投入的二氧化碳吸附剂组分按重量份数包括碳分子筛20-30份、活性氧化铝10-20份、活性黏土20-40份、活性炭5-15份、聚氯乙烯4-10份、氧化钛8-20份、埃洛石纳米管10-20份、方沸石8-18份、钙沸石8-18份。本发明中，二氧化碳一级吸附箱中投入的吸附剂吸附效果好，均匀性好，提高了气体除碳效率。
此外，本发明中，二氧化碳二级吸附箱4内腔安装第一二氧化碳气体分离膜23、第二二氧化碳气体分离膜24，所述第一二氧化碳气体分离膜23、第二二氧化碳气体分离膜24从上往下平行安装于二氧化碳二级吸附箱4内部。本发明中，二氧化碳二级吸附箱中安装第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜能够进一步分离残留二氧化碳，提高分离效率。
工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：
A、混合气体从进气管5进入混合气体预处理箱1内；
B、通过杂质颗粒过滤组件6对混合气体中的杂质颗粒进行初步过滤；
C、过滤后的气体通入杂质沉淀箱2中；
D、水箱17内的水抽至喷淋管15中，再从喷头16喷出与气体混合后，对气体中的微小颗粒进一步沉降处理；
E、处理后的气体通入二氧化碳一级吸附箱3中，二氧化碳一级吸附箱3中投入二氧化碳吸附剂，同时开启搅拌组件，搅拌组件将二氧化碳吸附剂与混合气体充分混合，二氧化碳吸附剂吸附混合气体中的二氧化碳；
F、一次吸附后的混合气体通入二氧化碳二级吸附箱4中，气体依次经过第一二氧化碳气体分离膜23、第二二氧化碳气体分离膜24，对混合气体中的残留二氧化碳气体进一步吸附，最后气体排出外部。
综上所述，本发明结构设计新颖，操作方便，能够实现对混合气体的杂质颗粒过滤，二氧化碳多级吸附，吸附效率高，提高了二氧化碳气体分离效率。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (2)
1.一种CO2气体分离设备，包括混合气体预处理箱（1）、杂质沉淀箱（2）、二氧化碳一级吸附箱（3）和二氧化碳二级吸附箱（4），其特征在于：所述混合气体预处理箱（1）进气端安装进气管（5），所述混合气体预处理箱（1）内腔安装杂质颗粒过滤组件（6），所述混合气体预处理箱（1）出气端与杂质沉淀箱（2）进气端之间通过第一气管（7）连接，所述杂质沉淀箱（2）出气端与二氧化碳一级吸附箱（3）进气端之间通过第二气管（8）连接，所述二氧化碳一级吸附箱（3）出气端与二氧化碳二级吸附箱（4）进气端之间通过第三气管（9）连接，所述二氧化碳二级吸附箱（4）出气端安装气体排放管（10）；
所述杂质颗粒过滤组件（6）包括网框（11）、粗滤网（12）、过滤棉（13）和细滤网（14），所述粗滤网（12）、过滤棉（13）和细滤网（14）依次安装于网框（11）内，所述网框（11）活动安装于混合气体预处理箱（1）内；
所述杂质沉淀箱（2）内安装喷淋雾化组件，所述喷淋雾化组件包括喷淋管（15）、多个喷头（16），所述喷淋管（15）安装于杂质沉淀箱（2）内顶壁，多个喷头（16）等间距安装于喷淋管（15），所述杂质沉淀箱（2）外顶部安装水箱（17），所述水箱（17）与喷淋管（15）连通，所述水箱（17）内安装高压水泵（18）；
所述二氧化碳一级吸附箱（3）内安装搅拌组件，所述二氧化碳一级吸附箱（3）上端面安装二氧化碳吸附剂投入斗（19），所述二氧化碳吸附剂投入斗（19）内投入二氧化碳吸附剂；
所述搅拌组件包括纵向搅拌轴（20）、弧形搅拌叶（21）和搅拌电机（22），所述纵向搅拌轴（20）安装于二氧化碳一级吸附箱（3）内腔，所述弧形搅拌叶（21）安装于纵向搅拌轴（20）外壁，所述搅拌电机（22）安装于二氧化碳一级吸附箱（3）外顶部，且所述搅拌电机（22）的电机轴与纵向搅拌轴（20）传动连接；
所述二氧化碳吸附剂投入斗内投入的二氧化碳吸附剂组分按重量份数包括碳分子筛20-30份、活性氧化铝10-20份、活性黏土20-40份、活性炭5-15份、聚氯乙烯4-10份、氧化钛8-20份、埃洛石纳米管10-20份、方沸石8-18份、钙沸石8-18份；
所述二氧化碳二级吸附箱（4）内腔安装第一二氧化碳气体分离膜（23）、第二二氧化碳气体分离膜（24），所述第一二氧化碳气体分离膜（23）、第二二氧化碳气体分离膜（24）从上往下平行安装于二氧化碳二级吸附箱（4）内部。
2.实现权利要求1所述的一种CO2气体分离设备的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A、混合气体从气体进管进入混合气体预处理箱内；
B、通过杂质颗粒过滤组件对混合气体中的杂质颗粒进行初步过滤；
C、过滤后的气体通入杂质沉淀箱中；
D、水箱内的水抽至喷淋管中，再从喷头喷出与气体混合后，对气体中的微小颗粒进一步沉降处理；
E、处理后的气体通入二氧化碳一级吸附箱中，二氧化碳一级吸附箱中投入二氧化碳吸附剂，同时开启搅拌组件，搅拌组件将二氧化碳吸附剂与混合气体充分混合，二氧化碳吸附剂吸附混合气体中的二氧化碳；
F、一次吸附后的混合气体通入二氧化碳二级吸附箱中，气体依次经过第一二氧化碳气体分离膜、第二二氧化碳气体分离膜，对混合气体中的残留二氧化碳气体进一步吸附，最后气体排出外部。
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