[发明专利]一种利用废气温差发电的二氧化碳捕集系统

说明书

本发明公开了一种利用废气温差发电的二氧化碳捕集系统，包含相连的温差发电装置和二氧化碳捕集装置，所述二氧化碳捕集装置包括若干个并联的二氧化碳捕集单元，所述二氧化碳捕集单元包括依次相连的电解池、活塞容器和气瓶；高温废气经所述温差发电装置后降温，进入所述电解池，所述电解池的工作电极施加还原电位吸收废气中的二氧化碳，再施加氧化电位释放二氧化碳至所述活塞容器；二氧化碳由所述活塞容器注入所述气瓶中；所述温差发电装置为所述电解池供电。本发明利用工业废气的余热进行温差发电，为捕集装置及控制系统提供了电能，兼顾了捕集中电化学进程的对废气气流的降温需求。

技术领域

本发明属于二氧化碳回收技术领域，具体涉及一种利用废气温差发电的二氧化碳捕集系统。

背景技术

全球变暖是温室效应加剧的最直接表现之一，其促成了海平面升高、冰川消退、江河早融等危害。化石燃料燃烧时生成的燃烧废气中所含的二氧化碳被认为是加剧温室效应的最主要原因。应对气候变化，减少碳排放已成为国际上的热点议题。

广泛应用的传统化学吸附剂(如：单乙醇胺)回收二氧化碳技术的捕集系统通常布置有吸收塔、再生塔、洗涤室、冷凝水管路、洗涤水管路等，存在管路复杂和容器体积大，回收过程二氧化碳损耗难以消除的缺陷。

电化学法捕集二氧化碳的原理是利用醌类物质在合适的溶剂相(有机溶剂或离子液体)中作为载体，当醌类物质在施加还原电位时，CO₂极易与之结合形成稳定的[Q-CO₂]^2－加合物；已经形成的加合物[Q-CO₂]^2－被施加氧化电位时，之前结合的CO₂可以轻易地释放。

然而，电化学回收二氧化碳技术通常需要对该过程中的气体温度进行控制，使其温度适合电化学过程，该温度比工业生产直接排气的温度往往要低出不少；此外，提高电化学过程中二氧化碳结合、释放速率也是推动电化学捕集二氧化碳技术发展的关键之一。

发明内容

本发明针对上述问题及需求，提出一种利用废气温差发电的二氧化碳捕集系统，针对工业生产废气，利用温差发电给捕集装置供能兼顾废气降温，同时实现在紧凑的空间中无损耗地将二氧化碳自动化捕集为可直接利用的气体产品。此外，该捕集系统有效增大了电化学过程中二氧化碳从电解池中释放的速率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种利用废气温差发电的二氧化碳捕集系统，包含相连的温差发电装置和二氧化碳捕集装置，所述二氧化碳捕集装置包括若干个并联的二氧化碳捕集单元，所述二氧化碳捕集单元包括依次相连的电解池、活塞容器和气瓶；

高温废气经所述温差发电装置后降温，进入所述电解池，所述电解池的工作电极施加还原电位吸收废气中的二氧化碳，再施加氧化电位释放二氧化碳至所述活塞容器；二氧化碳由所述活塞容器注入所述气瓶中；

所述温差发电装置为所述电解池供电。

优选地，所述电解池包括为捕集过程的电化学反应提供及收集电子的辅助电极和电解液。

优选地，所述活塞容器包括受电机驱动的电控活塞机构，和用于监测活塞容器内压力的压力传感器。

优选地，所述电解池、活塞容器和气瓶之间设有电磁三通阀。

优选地，所述电解池包括用于进出废气的气体流道进管和气体流道出管。

优选地，所述气体流道进管设有进管电磁阀，所述气体流道出管设有出管电磁阀。

优选地，所述气瓶包括气瓶口电磁阀。

本发明的技术效果：