和分離器等，該裝置充分回收了脫碳閃蒸氣中的氫、氮有效氣體，增加了合成氨產(chǎn)量，同時也回收了二氧化碳氣體以增加尿素產(chǎn)量。本專利所提的碳栗是指一種熱力學中的低能耗碳捕集系統(tǒng)，而非生物和化工領(lǐng)域的概念。
[0012]綜合以上可以看出，現(xiàn)有相關(guān)專利并不能達到上文所述的開發(fā)理想系統(tǒng)的目標，目前亟需開發(fā)一種通過利用太陽能輔助低能耗的空氣吸附法的碳栗系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過利用太陽能輔助低能耗的空氣吸附法碳栗的系統(tǒng)，可以滿足全年從空氣分離二氧化碳的需求。
[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗系統(tǒng)，由太陽能光伏發(fā)電單元和變電吸附碳栗單元組成;所述太陽能光伏發(fā)電單元包括太陽能光伏電池板、蓄電池和逆變器;所述變電吸附碳栗單元包括空壓機、真空栗、多個吸附床、電阻絲、電控閥和四通換向閥;所述吸附床的吸附腔內(nèi)裝有吸附劑填料和電阻絲;所述太陽能光伏電池板將光能轉(zhuǎn)化為直流電輸出并儲存在蓄電池內(nèi)，蓄電池發(fā)出的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)為交流電并為空壓機、真空栗、電阻絲和電控閥供電，所述變電吸附碳栗單元采用多個吸附床輪流進行二氧化碳的吸附和脫附過程，從而實現(xiàn)在空氣中連續(xù)地進行二氧化碳分離過程。
[0015]本發(fā)明一種太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗的控制方法，是使用上述太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗系統(tǒng)，并包括以下步驟:
[0016]步驟一、外界空氣或是含高濃度二氧化碳的煙氣通過管道入口輸至所述空壓機，通過空壓機加壓后的氣體經(jīng)過輸氣管道出氣口后由多條支路分散輸送;每組支路包括支路A和支路B;
[0017]步驟二、設(shè)定每一組支路上的兩個電控閥的狀態(tài)是:支路A上的電控閥處于打開狀態(tài)時，支路B上的電控閥處于關(guān)閉狀態(tài);壓縮空氣通過打開的電控閥進入支路A上的吸附床的吸附腔進行二氧化碳吸附，支路A中余下的沒有被吸附的氣體經(jīng)過該組支路上的四通換向閥的一個出口排到大氣;與此同時，支路B上的吸附床的吸附腔內(nèi)的電阻絲短時間接通電流加熱吸附腔內(nèi)的吸附劑填料，在所述真空栗的運轉(zhuǎn)下處于真空狀態(tài)，吸附腔內(nèi)的二氧化碳脫離了吸附劑填料，釋放出的高濃度的二氧化碳經(jīng)過該組支路上的四通換向閥的另一個出口后再通過與真空栗出口相連的管道出口排出，同時該吸附腔內(nèi)的溫度逐漸下降至常溫，實現(xiàn)了二氧化碳從空氣中的分離；
[0018]步驟三、經(jīng)過一段時間的運行，對每組支路上兩個電控閥的開啟和關(guān)閉狀態(tài)進行切換，并將該組支路上的四通換向閥順時針轉(zhuǎn)90度，此時，支路A上的吸附床進行高濃度的二氧化碳脫附過程，支路B上的吸附床進行二氧化碳的吸附過程；
[0019]重復執(zhí)行步驟二和步驟三，利用兩條支路的切換完成周期性吸附與脫附，實現(xiàn)了從空氣中持續(xù)性分離二氧化碳。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0021](I)太陽能光伏產(chǎn)生的電能用于空氣碳栗的耗電部件，減少了對化石燃料的消耗，實現(xiàn)了利用可再生能源輔助運行空氣碳栗的過程。
[0022](2)采用雙腔體或多腔體吸附碳栗實現(xiàn)了從空氣中持續(xù)性分離二氧化碳。
[0023](3)太陽能光伏發(fā)電單元添加蓄電池可以實現(xiàn)空氣碳栗供電的連續(xù)性。
[0024](4)變電吸附采用電阻絲加熱吸附劑加快了二氧化碳脫附的過程，縮短了二氧化碳的分離循環(huán)周期。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗系統(tǒng)示意圖；圖1中:1_外界空氣管道入口，2-空壓機，3-第一電控閥，4-第二電控閥，5-第一吸附床的吸附腔，6-第二吸附床的吸附腔，7-四通換向閥，8-大氣，9-真空栗，10-管道出口，11-太陽能光伏電池板;12-蓄電池；13-逆變器，14-電阻絲。
[0026]圖2為多床空氣吸附碳栗的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發(fā)明進行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0028]本發(fā)明提出的一種太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗系統(tǒng)的設(shè)計思路是為了滿足全年從空氣分離二氧化碳的需求，以太陽能光伏發(fā)電和變電吸附空氣碳栗技術(shù)為核心，該系統(tǒng)由太陽能光伏發(fā)電單元和變電吸附碳栗單元組成;所述太陽能光伏發(fā)電單元包括太陽能光伏電池板、蓄電池和逆變器;所述變電吸附碳栗單元包括空壓機、真空栗、多個吸附床、電阻絲、電控閥和四通換向閥；所述吸附床的吸附腔內(nèi)裝有吸附劑填料和電阻絲;所述太陽能光伏電池板將光能轉(zhuǎn)化為直流電輸出并儲存在蓄電池內(nèi)，蓄電池發(fā)出的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)為交流電并為空壓機、真空栗、電阻絲和電控閥供電，所述變電吸附碳栗單元采用多個吸附床輪流進行二氧化碳的吸附和脫附過程，從而實現(xiàn)在空氣中連續(xù)地進行二氧化碳分離過程。
[0029]實施例，以雙吸附床為例，本發(fā)明的太陽能光伏驅(qū)動變電吸附空氣碳栗系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電單元和變電吸附碳栗單元。
[0030]所述變電吸附碳栗單元包括空壓機2、真空栗9、兩個吸附床，每個吸附床內(nèi)均包括吸附腔，吸附腔內(nèi)裝有吸附劑填料和電阻絲14。所述空壓機2的進口與外界空氣(也可以是含高濃度二氧化碳的煙氣)的管道入口 I相連，所述空壓機2的出口與一輸氣管道相連，自所述輸氣管道的出氣口后分為并聯(lián)的多條支路，支路的條數(shù)為雙數(shù)倍數(shù)(本實施例中包括有兩條支路，一路為支路A，另一路為支路B)，兩條支路為一組，支路A上自所述輸氣管道的出氣口一端依次設(shè)有第一電控閥3和第一吸附床的吸附腔5;支路B上自所述輸氣管道的出氣口一端依次設(shè)有第二電控閥4和第二吸附床的吸附腔6第一、第二吸附床的吸附腔5和6的下部出口均分別連接至一四通換向閥7的兩個進口，所述四通換向閥7的一個出口通向大氣8，所述四通換向閥的另一個出口連接到所述真空栗9，所述真空栗9的出口連接有用于高濃度的二氧化碳排出的管道出口 10。
[0031]本實施例中，第一、第二吸附床的兩個吸附腔5和6可以采用多個腔體并聯(lián)組成;其中，每個腔體的進氣口都有電控閥控制;采用多腔體并聯(lián)中同時吸附和脫附的腔體下游管路分別集中后再進入四通換向閥7。根據(jù)實際需要，腔體的個數(shù)可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19 或 20 個。
[0032]本發(fā)明中，所述吸附劑填料為活性炭、金屬有機框架材料、沸石、硅膠中的任何一種材料或者是上述材料的改性材料中的任何一種(改性材料可以增加對二氧化碳吸附能力)。空壓機的運行要保證進行吸附的空氣處于正壓狀態(tài)，壓力范圍為1.0Hbar-1Obar，這樣使外界空氣穩(wěn)定的輸送到吸附腔體中，從而完成吸附填料的二氧化碳吸附過程。電阻絲對吸附腔體內(nèi)的固體填料的加熱溫度控制在75°C_200°C之間。
[0033]所述太陽能光伏發(fā)電單元包括太陽能光伏電池板11、蓄電池12和逆變器13，所述太陽能光伏電池板11通過電線連接至所述蓄電池12，蓄電池12可以為鋰電池等，蓄電池12通過電線連接到所述逆變器13;所述逆變器13通過電線分別連接到所述變電吸附碳栗單元中的真空栗9、空壓機2、每個吸附腔內(nèi)的電阻絲14和支路A及支路B上的第一、第二電控閥3和4等耗電部件。太陽能光伏板的大小和蓄電池的容量取決于吸附碳栗單元中所有耗電部件的總功率、當?shù)靥柲茌椛滟Y源和相應(yīng)的運行策略要求等。
[0034]本發(fā)明中太陽能光伏發(fā)電單元的工作流程是:在天氣晴朗的時候，太陽能光伏電池板11利用太陽能實現(xiàn)光能向電能的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生的直流電通向蓄電池12(例如鋰電池等)中進行電能儲存。儲存電能的蓄電池12可以全天候供應(yīng)電能。蓄電池12產(chǎn)生的直流電經(jīng)過導線連接通向逆變器13，實現(xiàn)了直流電向交流電的變換。經(jīng)逆變器13變換后的交流電可以向吸附空氣碳栗單元中