本發(fā)明涉及碳捕集領(lǐng)域，具體而言，涉及一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著人類對能源消耗的快速增長，二氧化碳的排放量也急劇增加，由此引發(fā)的全球氣候變暖也對很多國家的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了巨大影響。為了減緩氣候變暖，各國政府紛紛制定了中長期的二氧化碳減排計(jì)劃，而碳捕集、利用與封存（ccus）是減少碳排放量的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、在碳捕集過程中有吸附和脫附二氧化碳兩個步驟。吸附是指使用吸附劑（如液胺、固態(tài)胺、鈣基材料等）將二氧化碳從煙氣或空氣中吸附出來。吸附過程通常在較低的壓力和較高的溫度下進(jìn)行。吸附劑被加熱到一定溫度后，與煙氣或空氣接觸，吸附二氧化碳。脫附是指將吸附劑上已經(jīng)吸附的二氧化碳解吸并移除。解吸后的二氧化碳經(jīng)過壓縮和制冷處理后，最終被液化并儲存起來。這個過程通常稱為二氧化碳剝離或再生。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于煙氣中的二氧化碳捕集和開放空間中的空氣碳捕集描述較多，但對于較密閉且潮濕空間同時捕集二氧化碳和水分的方案鮮有涉及。在海上輪船、地下車庫、潛艇等應(yīng)用場景，是需要同時除濕和除碳的。但在二氧化碳捕集過程中，水分會對吸附和脫附產(chǎn)生諸多不良影響。例如，材料含水率高時容易結(jié)團(tuán)，吸附時容易出現(xiàn)流化床中的節(jié)涌現(xiàn)象，且吸附劑吸附過多的水分會增加解吸時的能耗。因此，現(xiàn)有的碳捕集方案對空氣的濕度要求較高，普遍采用除水的煙氣等濕度較低的氣體進(jìn)行二氧化碳捕集，而很難對濕潤空氣進(jìn)行捕集，在潮濕環(huán)境下無法大規(guī)模進(jìn)行碳捕集。

4、基于此，需要一種脫附效率高的碳捕集方案，能夠解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集方法、系統(tǒng)及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集。具體方案如下：

2、本發(fā)明提出了一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集方法，方法包括如下：

3、抽取潮濕空氣到流化床反應(yīng)器中進(jìn)行吸附，并通過預(yù)設(shè)傳感模組監(jiān)測所述流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口和出氣口處的二氧化碳濃度和空氣濕度；

4、在所述流化床反應(yīng)器中，使混合有固態(tài)胺材料和吸水材料的吸附劑呈現(xiàn)流化鼓泡狀態(tài)，并在該狀態(tài)下吸附濕潤空氣中的水分和二氧化碳，吸附后得到的干燥低碳空氣由出氣口排出；

5、當(dāng)二氧化碳濃度高于預(yù)設(shè)高濃度值且濕度高于預(yù)設(shè)高濕度值時，則停止通入潮濕空氣，并通入熱風(fēng)到流化床反應(yīng)器中去除水分，直至出氣口處的濕度低于預(yù)設(shè)低濕度值后恢復(fù)通入潮濕空氣，并觀察二氧化碳濃度變化；其中，所述出氣口通到室外或需要加濕的環(huán)境中；

6、若恢復(fù)通入潮濕空氣后，二氧化碳濃度依舊高于預(yù)設(shè)高濃度值，則判定吸附飽和，并停止通入潮濕空氣，結(jié)束吸附；

7、將完成吸附的吸附劑輸入真空脫附裝置中，在真空環(huán)境下加熱并攪拌，通過水蒸氣加快傳熱并減小氣體分壓，加快脫附出吸附劑中的二氧化碳；

8、抽取真空脫附裝置中的二氧化碳和水蒸氣，經(jīng)過脫水處理后去除水蒸氣，得到吸附劑中的二氧化碳。

9、在一些具體實(shí)施例中，還包括：

10、收集脫水處理后產(chǎn)生的蒸餾水，并將所述蒸餾水輸入到電解裝置進(jìn)行電解，得到氫氣和氧氣；

11、將電解得到的氧氣輸入到潮濕環(huán)境進(jìn)行增氧；

12、將電解得到的氫氣與收集的二氧化碳輸入到綠醇裝置，經(jīng)過加氫和精餾得到綠醇，并利用加氫過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)對真空脫附裝置進(jìn)行加熱。

13、在一些實(shí)施例中，在吸附過程中，使流化鼓泡狀態(tài)下的吸附劑持續(xù)撞擊內(nèi)置于流化床反應(yīng)器中的多重分布網(wǎng)，以破開凝結(jié)成團(tuán)的吸附劑顆粒，降低流化床節(jié)涌現(xiàn)象的產(chǎn)生；

14、當(dāng)通入熱風(fēng)時，所述分布網(wǎng)將所述熱風(fēng)劃分為多股均勻氣流，在對吸附劑進(jìn)行均勻脫水的同時，干燥所述分布網(wǎng)上的吸附劑材料。

15、在一些實(shí)施例中，還包括：

16、將脫附完的吸附劑經(jīng)過冷卻后進(jìn)行過濾，以篩選出其中的顆粒物；

17、將篩選后的吸附劑重新置于流化床反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；

18、將篩選出的顆粒物統(tǒng)一進(jìn)行破損再生，得到新的吸附劑并重新利用。

19、在一些實(shí)施例中，在吸附過程中，通過所述傳感模組檢測進(jìn)氣口和出氣口處的濕度，進(jìn)而得出所述吸附劑的含水率，使得所述吸附劑的含水率不超過35%;

20、和/或，所述熱風(fēng)的溫度不超過60℃。

21、在一些實(shí)施例中，根據(jù)吸附前潮濕空氣的含水率，調(diào)整所述吸附劑中吸水材料的比例以及所述真空脫附裝置的真空度、攪拌速率和加熱功率;

22、和/或，在脫附過程中，實(shí)時監(jiān)測所述真空脫附裝置內(nèi)的脫附溫度；當(dāng)脫附溫度升高速率小于預(yù)設(shè)速率時，則判定吸附劑的含水率過高，需降低攪拌速率以減少結(jié)塊，并增加真空泵啟動頻率以增大真空度。

23、本技術(shù)提出了一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集系統(tǒng)，系統(tǒng)包括如下：

24、預(yù)處理單元，用于抽取潮濕空氣到流化床反應(yīng)器中進(jìn)行吸附，并通過預(yù)設(shè)傳感模組監(jiān)測所述流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口和出氣口處的二氧化碳濃度和空氣濕度；

25、吸附單元，在所述流化床反應(yīng)器中，使混合有固態(tài)胺材料和吸水材料的吸附劑呈現(xiàn)流化鼓泡狀態(tài)，并在該狀態(tài)下吸附濕潤空氣中的水分和二氧化碳，吸附后得到的干燥低碳空氣由出氣口排出；

26、當(dāng)二氧化碳濃度高于預(yù)設(shè)高濃度值且濕度高于預(yù)設(shè)高濕度值時，則停止通入潮濕空氣，并通入熱風(fēng)到流化床反應(yīng)器中去除水分，直至出氣口處的濕度低于預(yù)設(shè)低濕度值后恢復(fù)通入潮濕空氣，并觀察二氧化碳濃度變化；

27、若恢復(fù)通入潮濕空氣后，二氧化碳濃度依舊高于預(yù)設(shè)高濃度值，則判定吸附飽和，并停止通入潮濕空氣，結(jié)束吸附；

28、脫附單元，用于將完成吸附的吸附劑輸送到真空脫附裝置中，在真空環(huán)境下進(jìn)行加熱，通過水蒸氣加快傳熱并減小氣體分壓，加快脫附出吸附劑中的二氧化碳；

29、收集單元，用于抽取真空脫附裝置中的二氧化碳和水蒸氣，經(jīng)過脫水處理后去除水蒸氣，得到吸附劑中的二氧化碳。

30、本技術(shù)提出了一種二氧化碳捕集設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集方法，其特征在于，包括引風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、傳感模組、真空泵、流化床反應(yīng)器和真空脫附裝置；

31、所述引風(fēng)機(jī)連通所述流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口，用于抽取潮濕環(huán)境的潮濕空氣到所述流化床反應(yīng)器；

32、所述流化床反應(yīng)器中內(nèi)置混合有固態(tài)胺材料和吸水材料的吸附劑，用于在空氣的吹動作用下使所述吸附劑進(jìn)入流化鼓泡狀態(tài)，并通過固態(tài)胺材料吸附潮濕空氣中的二氧化碳，通過吸水材料吸附潮濕空氣中的水分；

33、所述傳感模組用于檢測所述流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口和出氣口處的二氧化碳濃度和空氣濕度；

34、所述真空泵管道連接所述真空脫附裝置，用于對所述真空脫附裝置和所述流化床反應(yīng)器抽真空；

35、所述真空脫附裝置用于對固態(tài)胺進(jìn)行加熱和攪拌，以脫附出所述固態(tài)胺中的二氧化碳。

36、在一些實(shí)施例中，還包括：

37、過篩機(jī)，用于篩選出吸附劑中的大顆粒和細(xì)微顆粒；

38、再生裝置，連通所述過篩機(jī)和所述流化床反應(yīng)器，用于將篩選出的顆粒物統(tǒng)一進(jìn)行破損再生，得到新的吸附劑。

39、在一些實(shí)施例中，所述流化床反應(yīng)器中內(nèi)置有多重分布網(wǎng)；

40、所述分布網(wǎng)表面涂覆有防粘涂層，以降低吸附劑對分布網(wǎng)的粘連；和/或，所述分布網(wǎng)迎風(fēng)面設(shè)置有多個楔形結(jié)構(gòu)，且所述楔形結(jié)構(gòu)之間的距離和傾斜角度可調(diào)。

41、有益效果：本發(fā)明提出了一種潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集方法、系統(tǒng)及設(shè)備，利用固態(tài)胺和吸水材料混合成的吸附劑在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行捕碳捕水，不僅能夠有效提升捕集效率，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，同時具備節(jié)能、操作靈活及經(jīng)濟(jì)效益等多重優(yōu)勢，有效應(yīng)對潮濕環(huán)境下的二氧化碳捕集需求和除濕需求，同時保持高效的碳捕集效率和較低的碳捕集成本，適用于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)碳捕獲技術(shù)在高濕度條件下捕集效率低下的問題。

42、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。