CN203281194U - 简易二氧化碳吸附装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种简易二氧化碳吸附装置，包括：进气口、进气口端盖、分离系统箱体、出气口端盖、两个支撑构件和两个透气板；进气口、进气口端盖、分离系统箱体和出气口端盖依次连接，出气口端盖上设置有出气口；支撑构件和透气板设置在分离系统箱体内部，且两个支撑构件分别设置在分离系统箱体的上下两端与分离系统箱体连接，两个透气板分别连接至相应的支撑构件，两个透气板中间的分离系统箱体内部空间填充吸附材料。本实用新型整体装置结构简单合理，密封性能良好，具有分离效率高、再生效率高且CO2回收率高、能耗低、造价低廉的优点，能够适应大规模工业应用。

Description

简易二氧化碳吸附装置
技术领域
本实用新型涉及一种气体分离设备，具体地，涉及一种简易二氧化碳吸附装置。
背景技术
随着社会科技的快速发展，化石能源被大量的消耗，导致CO2排放量逐年上升，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，造成的“温室效应”给人类的社会、经济、环境等方面带来了严重的影响。在哥本哈根气候变化大会上，中国郑重向世界承诺，到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%-45%，因此，碳捕捉技术将会成为可预见的未来中研究的热点。
目前，CO2分离技术主要分为吸收分离法、吸附分离法、膜分离法、低温蒸馏法、化学循环燃烧法、电化学法和水合物法。各方法对应的装置各有优缺点。如吸附分离法中，有变压吸附(PSA)、变温吸附(TSA)两种，但是变温吸附(TSA)再生时间长，而采用变压吸附(PSA)法时，有吸附能力的材料对CO2的吸附选择性差，导致能耗较高。低温蒸馏法的优点在于能够产生高纯、液态的CO2，以便于管道输送，但是该方法设备庞大、能耗较高、分离效果较差，因而成本较高，一般情况下不大采用，只有在特殊情况下使用或同其他方法联用。
同时，CO2具有广阔的应用前景。气体二氧化碳主要用作化工、医药原料；饮料充填剂；制冷剂；惰性介质；溶剂；压力源；焊接保护气、防氧化剂及灭火剂；油田混相驱油等。固体二氧化碳还可用于青霉素生产，鱼类、奶油、冰淇淋等食品贮存及低温运输等方面。而美国碳科学公司突破了循环利用二氧化碳技术，新开发的生物催化工艺可将二氧化碳转化成低碳烃类(C1～C3)，继而再改质生产汽油、喷气燃料等燃料油。
因此，在可预见的未来，研究一种对CO2分离效果好，能耗低，能够在工业环境方面应用的CO2分离装置具有十分重要的应用价值。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种CO2分离效果好、能耗低、造价低廉，能够在工业社会环境等领域广泛应用的简易二氧化碳吸附装置。
根据本实用新型的一个方面，提供一种简易二氧化碳吸附装置，包括：进气口、进气口端盖、分离系统箱体、出气口端盖、两个支撑构件和两个透气板；进气口、进气口端盖、分离系统箱体和出气口端盖依次连接，出气口端盖上设置有出气口；支撑构件和透气板设置在分离系统箱体内部，且两个支撑构件分别设置在分离系统箱体的上下两端与分离系统箱体连接，两个透气板分别连接至相应的支撑构件，两个透气板中间的分离系统箱体内部空间填充吸附材料。
优选地，该简易二氧化碳吸附装置还包括两个金属管箍，金属管箍设置在分离系统箱体内部，其中，一个金属管箍与进气口端盖连接，另一个金属管箍与出气口端盖连接，分别用以紧固进气口端盖和出气口端盖。
优选地，该简易二氧化碳吸附装置还包括密封垫圈，密封圈分别设置在进气口端盖与分离系统箱体之间，以及出气口端盖与分离系统箱体之间。
优选地，该简易二氧化碳吸附装置还包括加热带，加热带缠绕在分离系统箱体外部。
优选地，分离系统箱体上下两端分别设置有用以放置透气板的阶梯面。
优选地，透气板为圆形。
优选地，透气板采用不锈钢材料制成。
优选地，进气口采用螺旋进气口。
优选地，进气口与进气口端盖焊接连接。
优选地，支撑构件为圆环。
本实用新型的吸附剂采用SiO2介孔材料及多乙烯多胺的混合物，吸附高效且无腐蚀性，使用本实用新型分离CO2的过程为：将位于进气口的导管嵌入顶部螺旋进气口，拧紧螺帽保证装置气密性，待分离气体通过顶部螺旋进气口及进气口端盖流入分离系统箱体内，经过上部的透气板与吸附剂接触。经吸附材料吸附后经下部的透气板和出气口流出装置，得到分离后的气体。当吸附完全后，只需利用工业余热对分离系统箱体外部进行加热并抽真空，即可完成CO2的脱附及吸附剂的再生，脱附的CO2可回收进一步利用，增加了装置整体的经济价值。
本实用新型整体装置结构简单合理，密封性能良好。与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：该装置具有分离效率高、再生效率高且CO2回收率高、能耗低、造价低廉的优点，能够适应大规模工业应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型简易二氧化碳吸附装置的结构示意图；
图中：1为进气口，2为进气口端盖，3为透气板，4为分离系统箱体，5为支撑构件，6为金属管箍，7为出气口端盖。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
请参阅图1，一种简易二氧化碳吸附装置，包括：进气口1、进气口端盖2、分离系统箱体4、两个支撑构件5、两个透气板3、两个金属管箍6、出气口端盖7。进气口1、进气口端盖2、分离系统箱体4和出气口端盖7依次连接，出气口端盖7上设置有出气口。支撑构件5和透气板3设置在分离系统箱体4内部，且两个支撑构件5分别设置在分离系统箱体4的上下两端与分离系统箱体4连接，分离系统箱体4上部和下部分别有一个阶梯面用于放置透气板3，两个透气板3设置在阶梯面上且分别与对应的支撑构件5连接，由支撑构件5维持透气板3的相对位置，确保结构的合理性。两个透气板3中间的分离系统箱体4内部空间填充吸附材料，透气板3能够透过气体，防止吸附材料的粉末被气流吹飞。金属管箍6设置在分离系统箱体4内部，其中一个金属管箍6与进气口端盖2连接，另一个金属管箍6与出气口端盖7连接，分别用以紧固进气口端盖2和出气口端盖7，确保气密性良好。
进一步地，本实用新型还包括密封垫圈和加热带，密封圈分别设置在进气口端盖2与分离系统箱体4之间，以及出气口端盖7与分离系统箱体4之间，进一步确保装置的气密性。加热带缠绕在分离系统箱体4外部。
更为具体地，透气板3为圆形不锈钢透气板。进气口1采用螺旋进气口且与进气口端盖焊接连接。支撑构件5为圆环，采用不锈钢材料或陶瓷或其它耐腐蚀材料制成，圆环支撑透气板3，在分离系统箱体4内形成空腔，气体经过空腔进入分离系统箱体4内与吸附剂接触，相比于直接由进气口端2盖进入分离系统箱体4内大大增加了进入接触面积，提高吸附效率。
分离系统箱体4内部的吸附材料是SiO2介孔材料与多乙烯多胺的混合物。吸附剂放置于分离系统箱体4中央，使气体能够充分接触到吸附材料。待分离气体从顶部螺旋进气口的孔道进入，经过吸附剂吸附后通过孔道进入出气口，进而流出装置。本实用新型的具体工作过程如下：
首先，将位于进气口的导管嵌入顶部螺旋进气口1，拧紧螺帽保证装置气密性。之后，待分离气体通过顶部螺旋进气口1及进气口端盖2流入分离系统箱体4内，经过上部的透气板与吸附材料接触。最后，经吸附材料吸附后经下部的透气板和出气口流出装置，得到分离后的气体。分离系统箱体外壁上缠绕有加热带，在吸附材料饱和后对外壁进行加热，同时利用真空泵抽真空，即可分离出CO2气体并完成吸附材料的再生。
本实用新型选择的吸附材料对CO2有较高的吸附效率，且无腐蚀性，不会对装置结构造成损伤。密封垫圈、金属管箍、螺旋进气口的设计极大地提高了装置整体的气密性。分离系统箱体内部的设计使CO2与吸附材料有了充分的接触，提高了吸附的效率和吸附材料的利用率，提升了装置的经济效益。另外，该装置所选择的吸附材料具有极高的再生效率，用于工业生产时，只需利用余热对装置外壁进行加热即可使吸附材料中含有的CO2脱附，从而回收CO2进一步利用，在经过简单处理后，吸附材料可以继续使用，增加了装置整体的经济价值。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，包括：进气口、进气口端盖、分离系统箱体、出气口端盖、两个支撑构件和两个透气板；所述进气口、进气口端盖、分离系统箱体和出气口端盖依次连接，所述出气口端盖上设置有出气口；所述支撑构件和透气板设置在所述分离系统箱体内部，且所述两个支撑构件分别设置在所述分离系统箱体的上下两端与所述分离系统箱体连接，所述两个透气板分别连接至相应的支撑构件，所述两个透气板中间的分离系统箱体内部空间填充吸附材料。
2.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，还包括两个金属管箍，所述金属管箍设置在所述分离系统箱体内部，其中，一个所述金属管箍与所述进气口端盖连接，另一个金属管箍与所述出气口端盖连接，分别用以紧固所述进气口端盖和出气口端盖。
3.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，还包括密封垫圈，所述密封圈分别设置在所述进气口端盖与所述分离系统箱体之间，以及出气口端盖与分离系统箱体之间。
4.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，还包括加热带，所述加热带缠绕在所述分离系统箱体外部。
5.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述分离系统箱体上下两端分别设置有用以放置所述透气板的阶梯面。
6.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述透气板为圆形。
7.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述透气板采用不锈钢材料制成。
8.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述进气口采用螺旋进气口。
9.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述进气口与所述进气口端盖焊接连接。
10.根据权利要求1所述的简易二氧化碳吸附装置，其特征在于，所述支撑构件为圆环。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107810042A (zh) * 2015-06-24 2018-03-16 皇家飞利浦有限公司 目标气体的捕获和去除
CN114534155A (zh) * 2022-01-25 2022-05-27 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种固态二氧化碳灭火材料的制备方法

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