[发明专利]一种电动采集提纯二氧化碳的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动采集提纯二氧化碳的装置与方法。 

背景技术

由于火电厂，石油，石化炼油，煤基发电厂的二氧化碳废气大量排放，导致越来越严重的温室效应，对气候，海洋，人体造成伤害，根据科学家统计，到本世纪末，需要从大气中去除数兆吨CO₂，才能维持大气中二氧化碳的安全水平。目前二氧化碳的处理方式为CCS（Carbon dioxide capture and storage，二氧化碳的采集和储存），即分为二氧化碳的吸收、释放和封存三步。经常使用的二氧化碳吸收剂有二乙醇胺、二甘醇、甲基二乙醇胺等胺类吸收剂、聚乙二醇类吸收剂、哌嗪类吸收剂等，但是这些吸收剂普遍价格高、再生能耗大、具有二次污染性，不是节能环保的吸收剂。经过吸收后的二氧化碳需要进行二氧化碳的释放，一般的热力学释放方法操作复杂、不易控制、能耗高，不能节能高效的释放方法。为了克服现有技术和方法的弊端，本发明采用的是电动产生的碱性吸收剂对废气中的二氧化碳吸收，根据离子的迁移特性，生成的碳酸根离子和碳酸氢根离子的混合液，在四隔室的二氧化碳提取装置中迁移逐渐酸化形成二氧化碳，回收得到的二氧化碳气体经过气体纯化后可以进行工业应用，循环产生的碱性吸收剂继续吸收废气中的烟气，形成循环。具有价格低、易得、易储存、吸收液循环再生使用的优点。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有现有技术的不足，提供一种电动采集提纯二氧化碳的装置与方法，实现废气中的二氧化碳的采集提取，同时实现吸收液的电动产生与循环使用。 

电动采集提纯二氧化碳装置包括废气降温塔、冷却水槽、二氧化碳吸收塔、电动浓缩提取装置、阳极液储槽、气液平衡室、气液分离塔、储水槽、二氧化碳储存装置、二氧化碳浓度在线监测装置、加压装置、碱度计、流量计、阀门、泵、鼓风机；电动浓缩提取装置包括阴极室、阴离子交换树脂填充室、浓室、阳极室、阴离子交换膜、 阳离子交换膜、阴极板、阳极板、电源、阴离子交换树脂填料，电动浓缩提取装置用两张阴离子交换膜和一张阳离子交换膜分隔成阴极室、阴离子树脂填充室、浓室和阳极室，阴离子树脂填充室内填充阴离子交换树脂填料，阴极室内设有阴极板，阴极板与直流电源相连，阳极室内设有阳极板，阳极板与直流电源相连；废气降温塔的底部液体出口经泵与冷却水槽相连，冷却水槽顶部液体出口经阀门与废气降温塔上部液体入口相连；废气降温塔顶部气体出口经流量计和阀门与二氧化碳吸收塔下部气体入口相连；二氧化碳吸收塔下部液体出口经阀门和泵与电动浓缩提取装置的阴极室底部液体入口相连、阴极室顶部液体出口经碱度计与二氧化碳吸收塔上部液体入口相连；阳极室顶部液体出口与阳极液储槽顶部液体入口相连，阳极液储槽下部液体出口经泵与阳极室底部液体入口相连；浓室顶部液体出口与气液平衡室顶部液体入口相连、气液平衡室底部液体出口经泵与浓室底部液体入口相连；气液平衡室顶部气体出口与气液分离塔下部气体入口相连，气液分离塔底部液体出口经阀门与储水槽顶部液体入口相连，气液分离塔顶部气体出口经鼓风机、二氧化碳浓度在线监测计、 加压装置与二氧化碳储存装置相连。 

所述的阴极板的材料为不锈钢，阳极板的材料为石墨、活性炭纤维毡、活性炭纤维布以及涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一种的导电金属。 

所述的阴极板和阳极板的形状为网状、板状或孔状。 

所述的二氧化碳吸收塔分成上下等体积的两部分，上部为喷淋装置，下部为液体吸收装置，液体吸收装置由倒Z型溢流隔板分成等体积的两部分。 

所述的气液分离塔为螺旋上升结构，在螺旋上升气道中设置长板和短板两种隔板上下交替排列。