[发明专利]方法和设备

说明书

本发明涉及一种方法和设备，用于从至少包括可捕获的目标化合物(可捕获的靶化合物，captive target compound)和一种其它材料的气体和/或蒸气混合物捕获可捕获的目标化合物或用于从至少包括目标化合物和一种其它材料的液体混合物或溶液回收或浓缩目标化合物。本发明在环境改善方面具有特别的适用性，并且可以例如用来从大气(气氛)中除去温室或污染气体或从废物流(废流股)(废水)中除去污染物。本发明还可以用来从废物流或从其它来源回收有用物质，并且可以例如用来从废物流回收和/或浓缩回收的污染物或用来实现目标化合物的结晶。

本说明书将强调本发明用来实现碳捕获的适合性，尤其是从大气或从二氧化碳富集的空气或从包含大量二氧化碳的废物流除去二氧化碳，但从上文应当明了，本发明的方法和设备可以被更广泛地利用。

目前大气中二氧化碳的浓度正在升高并已确定为是引起气候变化的主要温室气体。对发现一种降低或停止大气中二氧化碳水平的升高以便管理气候变化的方式(方法)存在很大的需要。其它人开发从大气中提取二氧化碳的可行方法的先前尝试已遇到困难，这是由于相对高的能源消耗、高建设成本以及经济困难。在本申请书中概述的方法旨在专门解决这些问题。本发明的方法还是高度可扩展的，因为将需要大规模地进行大气碳捕获以解决气候变化的问题。

目前二氧化碳以大约385ppm存在于空气中。这意味着，它是非常扩散的并且大量的空气需要与吸收剂混合以提取任何有意义量的二氧化碳。这很难以有意义的比率常规实现并仍使用低能量。对于此已考虑使用风，但它通常不是连续的并且这具有降低基本构造的收益率和增加捕获设备的操作成本的效果。类似地，风扇具有基本费用并且需要显著的电力来操作。

还存在紧迫的环境需求来提供目前可用方法的改善，用于从废物流中回收污染物和/或浓缩这样的材料用于随后的回收，以及用于实现从其溶液结晶目标化合物。

本发明寻求解决这些困难。

根据本发明，提供了一种用于从包含目标化合物和至少一种其它材料的混合物捕获或浓缩或结晶目标化合物的方法，该方法包括：

提供外壳(enclosure)，该外壳具有顶部区域、底部区域以及限定外壳的至少一个侧面，该外壳：

在它的顶部区域与气体和/或蒸气混合物连通，用于允许气体和/或蒸气混合物进入外壳；

在它的底部区域与容器(贮存器)连通，用于接收捕获到的或浓缩的目标化合物；

具有与其至少一个侧面和/或其底部区域相连的装置，用于允许气体和/或蒸气混合物从外壳流出；

具有用于从顶部到底部至少部分地喷射液体混合物或溶液通过外壳的装置，其中目标化合物存在于气体和/或蒸气混合物中和/或存在于液体混合物或溶液中；

喷射液体混合物或溶液通过外壳以产生气体和/或蒸气混合物通过外壳的下降气流；

当目标化合物存在于气体和/或蒸气混合物中时，在液体混合物或溶液中或混合于液体混合物或溶液和/或在容器中提供活性剂，该活性剂具有与可捕获的目标化合物相互作用以使它可以以非气体和非蒸气形式被捕获的能力；

当目标化合物存在于液体混合物或溶液中时，至少部分使在下降气流中的液体混合物或溶液蒸发以浓缩或结晶目标化合物；

在容器中收集捕获到的、浓缩的或结晶的目标化合物；以及

通过至少一个侧面和/或通过容器从外壳排出气体和/或蒸气混合物，可选地以至少部分可捕获的目标化合物耗尽形式。

本发明在从气体和/或蒸气混合物捕获目标化合物方面，以及在从液体混合物或溶液捕获目标化合物方面具有适用性。在前一种情况下，在方法开始时，目标化合物存在于气体和/或蒸气混合物中。在后一种情况下，作为液体混合物或溶液或作为液体混合物或溶液的一部分或连同液体混合物或溶液一起来提供目标化合物。在一些情况下，当然可以的是，目标化合物存在于气体和/或蒸气混合物中并存在于液体混合物或溶液中，或第一目标化合物存在于气体和/或蒸气混合物中而第二目标化合物存在于液体混合物或溶液中。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于从至少包括可捕获的目标化合物和一种其它材料的气体和/或蒸气混合物捕获可捕获的目标化合物的方法，该方法包括：

提供外壳，该外壳具有顶部区域、底部区域以及限定外壳的至少一个侧面，该外壳：

在它的顶部区域与气体和/或蒸气混合物连通，用于允许气体和/或蒸气混合物进入外壳；

在它的底部区域与容器连通，用于接收捕获到的可捕获的目标化合物；

具有与其至少一个侧面和/或其底部区域相连的装置，用于允许至少部分可捕获的目标化合物耗尽形式的气体和/或蒸气混合物从外壳流出；