[发明专利]气体捕获的装置和方法

说明书

公开了用于从气体流捕获目标气体的捕获设备，该捕获设备可以在不需要消耗目标气体结合盐的情况下连续使用。为此，设备被布置为通过以下方法来生成单独的酸性和碱性流：电解水；将目标气体结合到碱性流体流中的氢氧离子或酸性流中的水合氢离子，并且重组所生成的流，以释放被结合的目标气体并重新生成被电解的水的一部分，用于进一步电解。这种捕获设备例如可以在气体净化系统(例如，用于控制诸如车舱、家庭住宅或办公空间的有限空间中的目标气体水平的空气净化系统)、目标气体生成系统或目标气体丰富系统(例如，用于产生用于园艺目的的目标气体丰富的空气)中使用。还公开了用于从气体流捕获目标气体且可选地使用所捕获的目标气体的方法。

技术领域

本发明涉及用于从基底捕获目标气体的方法和装置，并且涉及包括装置和一个有限空间的系统。本发明还涉及用于控制装置或用于执行方法的步骤的计算机程序产品。

背景技术

二氧化碳(CO₂)被认为是为诸如由于地球大气层中增加的CO₂水平而引起的全球变暖的气候变化影响至少部分负责的温室窒息气体。另外，因为升高的CO₂水平可以根据暴露的水平和连续时间而引起若干不适症状(包括肌肉僵硬、困倦、头疼、视力下降、失去知觉甚至死亡)，所以当人暴露于这样的升高的水平时，这样的升高的CO₂水平被认为是危害健康的。然而，例如，大气的CO₂水平大约为350-450ppm，僵硬的不适已记录为在600-1000ppm范围中的增加的水平，以及一般的困倦症状被记录为在1000-2500ppm范围中的增加的水平。更严重的不利健康影响的增加的风险被预期为在2500-5000ppm或以上的范围中的增加的水平发生。这些范围是在正常的日常生活期间可能遇到的增加的范围。更少见地，可能遇到进一步升高的CO₂水平，这对于高达30000ppm的CO₂水平可能引起中毒、呼吸困难以及心悸，除此之外，对于高达50000ppm的CO₂水平，头疼和视力下降可能发生，失去知觉在延长暴露于高达100000ppm的CO₂水平而发生的风险下导致死亡。

至少出于这些原因，已经努力从气体流(例如，工业烟道流、空气流等)去除CO₂，例如以降低温室气体的排放或控制被占用空间(例如，办公空间或家庭住宅)中的CO₂水平。从吸收材料(例如，过滤器)到CO₂捕获设备的范围的各种不同解决方案可用。这样的捕获设备可以采用化学实体(例如，胺、脒或无机盐)，CO₂可以可逆地结合到该化学实体。

基于电解的工业过程的一个示例由WO2011/088515A1给出，其中海水被蒸馏以产生浓缩的盐水溶液。随后浓缩的盐水溶液被电解，以产生氢气和氯气以及氢氧化钠溶液。氢气和氯气随后被施加于一定体积的水，以生成含水盐酸，并且氢氧化钠溶液被暴露于被CO₂污染的烟气，以从这些烟气捕获CO₂。随后含水盐酸流和包括被捕获的CO₂的氢氧化钠溶液流被重新组合，从而以受控方式释放CO₂，并且重新生成初始成分气体。然而，这种基于盐水的过程的问题是由于该过程中生成对人高度有毒的氯气而不适于用于小规模应用领域(例如，家用或办公空间)中。即使提供其中氯气以良好受控的方式来生成并管理的装置，也可能难以避免由于这种控制措施的损坏而导致的装置中引起氯气的不希望的释放的意外损坏。