一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置及方法与流程

1.本发明涉及二氧化碳的回收利用技术领域，尤其涉及一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置及方法。


背景技术：

2.碳捕集装置安装在电力系统电源侧，可以捕集电力系统不同电源排放的二氧化碳，为减少碳排放提供关键技术支持，对电力系统低碳运行至关重要。
3.授权公告号为cn 108636059 b的发明专利公开了一种二氧化碳捕集及再生的一体化装置和方法，该发明装置由水汽化装置、烟道气与水蒸气混合装置、气体电离器、二氧化碳收集及吸附剂再生装置、气固分离装置组成。该发明装置通过烟道气加热、二氧化碳吸附和吸附剂循环再生，实现烟道气中的二氧化碳的捕集回收，以减少二氧化碳的排放量；从烟道气中回收低品位热能加热水和吸附剂，形成水蒸气促进二氧化碳吸，实现二氧化碳吸附剂的循环利用，进而提高整个吸附工艺过程的能源效益；在烟道气与水蒸气混合装置中增设了气体电离器，使气体电离，促进气体的吸附。
4.然而，上述发明装置经过本领域技术人员实际应用后，发现仍旧存在一些缺点，较为明显的就是烟道气在富含二氧化碳的同时，其内部同样含有少量粉尘，因此随着使用时间的延长，上下两处烟道气加热夹层的内壁上都会附着有烟道气粉尘所形成的阻热层，该阻热层的存在不仅会降低水蒸气的生成效率，减少水蒸气产生量，同时还会对吸附剂的回收效率造成影响。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置及方法，解决了现有碳捕集装置容易因粉尘附着而导致水蒸气生成效率降低以及吸附剂回收效率受到影响的技术问题。
6.本发明第一方面提供一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置，包括反应机构、水蒸气生成机构、电离机构、烟道气处理机构和捕集计量机构，还包括驱动机构；
7.所述驱动机构沿着所述反应机构的长度方向设置，其底端贯穿所述反应机构的内部并延伸至所述捕集计量机构的内部；所述驱动机构的外侧由上至下依次设置所述水蒸气生成机构、所述电离机构和所述烟道气处理机构；
8.所述反应机构包括反应罐、进气管和循环管；所述电离机构将所述反应罐的内腔分隔为上腔室和下腔室；所述进气管和所述循环管贯穿所述上腔室和所述下腔室；
9.所述驱动机构包括内为中空的驱动轴、驱动电机、工字杆、废气输出孔和t形收集管；所述驱动轴贯穿并转动连接所述反应罐，所述驱动电机与所述驱动轴传动连接，所述工字杆沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的内部，所述废气输出孔开设于所述驱动轴上且位于所述工字杆与所述t形收集管之间，所述t形收集管沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的内部并由所述驱动轴的底端伸出；
10.所述水蒸气生成机构包括蓄水槽、第一刮板、升降套筒和第一密封套管；所述蓄水
槽套接于所述驱动轴的外侧且固定设置于所述反应罐的内腔顶部，所述蓄水槽设有开口与所述上腔室连通，所述第一刮板与所述蓄水槽的外壁贴合且与所述驱动轴固定连接，所述升降套筒套接设置于所述驱动轴的外侧且与所述驱动轴通过往复螺纹传动连接，所述第一密封套管滑动套接设置于所述驱动轴的外侧，所述第一密封套管与所述工字杆固定连接；
11.所述烟道气处理机构包括处理桶、环形网板、导热块、第二密封套管和固态胺吸附剂；所述处理桶固定设置于所述电离机构的底部，所述环形网板滑动套接设置于所述驱动轴上低于所述废气输出孔的位置并与所述处理桶的内部贴合，所述环形网板略低于所述废气输出孔，所述导热块固定设置于所述环形网板的底部，所述固态胺吸附剂放置于所述环形网板的顶部，所述第二密封套管滑动套接设置于所述驱动轴的外侧且与所述工字杆固定连接，所述第二密封套管还转动嵌套设置于所述环形网板的顶部且第二密封套管的底面与所述废气输出孔的最远距离为第一距离阈值。
12.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述反应机构还包括：
13.第一保温层，其固定于所述反应罐的内腔顶部且与所述蓄水槽的侧壁贴合；
14.和/或，第二保温层，其固定于所述反应罐的内腔底部且与所述处理桶的侧壁贴合。
15.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述水蒸气生成机构还包括旋转盘和分散管；
16.所述旋转盘沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的外侧且转动套接设置于所述升降套筒的底部，所述旋转盘与所述第一密封套管固定连接；
17.所述分散管的一端固定设置于所述旋转盘的底部外侧，所述分散管的另一端向所述蓄水槽的底部延伸。
18.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述分散管设置有多个；
19.多个所述分散管均匀固定设置于所述旋转盘的底部外侧。
20.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述旋转盘内为中空且与所述升降套筒的内腔连通，所述分散管内为中空且其空腔与所述旋转盘的内腔连通；
21.所述驱动机构还包括主动供水管和供水孔；所述主动供水管连接于所述驱动轴的顶端，所述供水孔开设于所述驱动轴上高于所述旋转盘的位置，所述供水孔与所述旋转盘的内腔顶面的最远距离为第二距离阈值。
22.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述烟道气处理机构还包括第二刮板；
23.所述第二刮板滑动套接设置于所述处理桶的外侧且与所述驱动轴固定连接。
24.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一刮板和/或所述第二刮板设置有多个。
25.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述捕集计量机构包括密封罩、连接管、二氧化碳分离器、废气分离器、二氧化碳输出管和气体流量计；
26.所述密封罩固定设置于所述反应罐的底部且转动套接设置于所述驱动轴的外侧，所述连接管设置有两个，两个所述连接管分别固定贯穿设置于所述密封罩的两侧，所述二氧化碳分离器固定连接于任意一个连接管的端部，所述废气分离器固定连接于另一个连接管的端部，所述二氧化碳输出管固定连接于所述二氧化碳分离器的顶部，所述气体流量计
设置于所述二氧化碳输出管上。
27.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述电离机构包括分隔板、旋转板、竖板和电极；
28.所述分隔板固定设置于所述反应罐的内腔中部，所述旋转板固定套接设置于所述驱动轴的外侧中部，所述竖板与所述电极均设置有两个，两个所述竖板分别固定设置于所述旋转板的底部两侧，两个所述电极分别固定设置于两个所述竖板的内侧。
29.本发明第二方面提供一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法，所述方法基于如上任意一项能够实现的方式所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，所述方法包括：
30.s1，将烟道气通过进气管分别输入到反应罐的上腔室和下腔室中，以使得输入至所述上腔室内部的烟气对蓄水槽进行加热，输入到所述下腔室内部的烟气对处理桶进行加热；
31.s2，启动驱动电机，以使得所述驱动电机带动驱动轴持续转动；
32.其中，所述蓄水槽被加热后，其内部的水蒸发产生水蒸气，水蒸气通过蓄水槽的底部开口输出后与烟道气混合，混合后的烟道气穿过电离机构进入到所述处理桶的内侧，在此过程中，烟道气被所述电离机构所电离，被电离后的烟道气与固态胺吸附剂接触，固态胺吸附剂对烟道气中的二氧化碳进行吸收；
33.所述驱动轴转动时带动升降套筒上升并同时带动旋转盘旋转，所述旋转盘旋转时带动多个分散管对所述蓄水槽内部的水进行搅拌，进而增加水蒸气产出量，被所述驱动轴带动持续旋转的第一刮板与第二刮板也不断对所述蓄水槽的外壁以及所述处理桶的外壁所附着的粉尘进行清除；所述升降套筒上升时带动所述旋转盘同步上升，所述旋转盘上升时则通过第一密封套管带动工字杆上升，所述工字杆上升时通过第二密封套管带动环形网板上升，所述环形网板上升时带动所述固态胺吸附剂上升；
34.所述升降套筒的上升距离达到第一距离阈值时，所述第二密封套管解除对废气输出孔的封堵，此时穿过所述固态胺吸附剂并被所述固态胺吸附剂所净化的废气通过所述废气输出孔进入到所述驱动轴的内部，随后通过所述驱动轴进入到密封罩中，再通过连接管进入到废气分离器的内部被处理，分离出的废气直接排入大气，分离出的吸附剂则被回收；
35.所述升降套筒的上升距离达到第二距离阈值时，供水孔与升降套筒的内腔连通，此时主动供水管输入到所述驱动轴内部的水通过所述供水孔进入到所述旋转盘内部，然后通过多个分散管进入到所述蓄水槽的内部，进而实现自动供水；
36.所述升降套筒的上升距离达到第三距离阈值时，所述升降套筒运动至所述驱动轴的外侧往复螺纹最顶端，后续随着所述驱动轴继续旋转，所述升降套筒沿所述驱动轴开始下降；
37.所述升降套筒的下降距离达到第四距离阈值时，所述旋转盘、所述第一密封套管、所述工字杆、所述第二密封套管、所述环形网板和所述固态胺吸附剂全部复位，此时所述升降套筒位于所述驱动轴的外侧往复螺纹最底端，同时所述环形网板与被所述处理桶所加热的导热块贴合，此时所述导热块上的热量通过所述环形网板传递至所述固态胺吸附剂上，进而对相邻的固态胺吸附剂进行再生，再生过程中产生的二氧化碳则通过t形收集管进入到所述密封罩的内部，随后通过连接管进入到二氧化碳分离器中，所述二氧化碳分离器对二氧化碳进行处理，分离出的二氧化碳通过二氧化碳输出管输出进行存储，分离出的吸附
剂则被回收，另外分离出的二氧化碳在通过二氧化碳输出管输出时，气体流量计对二氧化碳通过量进行计量；
38.随后所述驱动轴继续带动所述升降套筒上升，进而使所述升降套筒重复升降操作，以持续进行加水、废气排出以及二氧化碳排出操作。
39.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
40.本发明的装置包括反应机构、水蒸气生成机构、电离机构、烟道气处理机构、捕集计量机构和驱动机构，通过驱动机构对水蒸气生成机构进行驱动，以实时清理水蒸气生成机构与烟道气处理机构外侧所附着的灰尘，同时驱动机构在对水蒸气生成机构进行驱动时可实现对水蒸气生成机构内部的水的搅拌及添水操作，水蒸气生成机构被驱动后可以通过驱动机构对烟道气处理机构进行驱动，进而使烟道气处理机构定期排出废气以及二氧化碳；相较于现有技术中同类型装置以及方法，本发明可以避免因粉尘附着而导致的水蒸气生成效率降低以及吸附剂回收效率受到影响，同时自动化程度更高，更加适用于烟道气的工业化处理。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
42.图1为本发明一个可选实施例提供的一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置的整体正视剖面结构示意图；
43.图2为本发明一个可选实施例提供的反应机构与电离机构的正视剖面结构示意图；
44.图3为本发明一个可选实施例提供的驱动机构与水蒸气生成机构的正视剖面结构示意图；
45.图4为本发明一个可选实施例提供的烟道气处理机构的正视剖面结构示意图；
46.图5为本发明一个可选实施例提供的捕集计量机构的正视剖面结构示意图；
47.图6为本发明一个可选实施例提供的一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法的流程图。
48.附图标记：
49.1-反应机构；11-反应罐；12-进气管；13-循环管；14-第一保温层；15-第二保温层；2-驱动机构；21-驱动轴；22-驱动电机；23-主动供水管；24-供水孔；25-工字杆；26-废气输出孔；27-t形收集管；3-水蒸气生成机构；31-蓄水槽；32-第一刮板；33-升降套筒；34-旋转盘；35-分散管；36-第一密封套管；4-电离机构；41-分隔板；42-旋转板；43-竖板；44-电极；5-烟道气处理机构；51-处理桶；52-第二刮板；53-环形网板；54-导热块；55-第二密封套管；56-固态胺吸附剂；6-捕集计量机构；61-密封罩；62-连接管；63-二氧化碳分离器；64-废气分离器；65-二氧化碳输出管；66-气体流量计。
具体实施方式
50.本发明实施例提供了一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置及方法，用于解决现有碳捕集装置容易因粉尘附着而导致水蒸气生成效率降低以及吸附剂回收效率受到影响的技术问题。
51.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
52.本发明提供了一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置。
53.请参阅图1至图5，本发明实施例提供的一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置，包括反应机构1、驱动机构2、水蒸气生成机构3、电离机构4、烟道气处理机构5和捕集计量机构6；
54.所述驱动机构2沿着所述反应机构1的长度方向设置，其底端贯穿所述反应机构1的内部并延伸至所述捕集计量机构6的内部；所述驱动机构2的外侧由上至下依次设置所述水蒸气生成机构3、所述电离机构4和所述烟道气处理机构5；
55.所述反应机构1包括反应罐11、进气管12和循环管13；所述电离机构4将所述反应罐11的内腔分隔为上腔室和下腔室；所述进气管12和所述循环管13贯穿所述上腔室和所述下腔室；
56.所述驱动机构2包括内为中空的驱动轴21、驱动电机22、工字杆25、废气输出孔26和t形收集管27；所述驱动轴21贯穿并转动连接所述反应罐11，所述驱动电机22与所述驱动轴21传动连接，所述工字杆25沿所述驱动轴21的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴21的内部，所述废气输出孔26开设于所述驱动轴21上且位于所述工字杆25与所述t形收集管27之间，所述t形收集管27沿所述驱动轴21的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴21的内部并由所述驱动轴21的底端伸出；
57.所述水蒸气生成机构3包括蓄水槽31、第一刮板32、升降套筒33和第一密封套管36；所述蓄水槽31套接于所述驱动轴21的外侧且固定设置于所述反应罐11的内腔顶部，所述蓄水槽31设有开口与所述上腔室连通，所述第一刮板32与所述蓄水槽31的外壁贴合且与所述驱动轴21固定连接，所述升降套筒33套接设置于所述驱动轴21的外侧且与所述驱动轴21通过往复螺纹传动连接，所述第一密封套管36滑动套接设置于所述驱动轴21的外侧，所述第一密封套管36与所述工字杆25固定连接；
58.所述烟道气处理机构5包括处理桶51、环形网板53、导热块54、第二密封套管55和固态胺吸附剂56；所述处理桶51固定设置于所述电离机构4的底部，所述环形网板53滑动套接设置于所述驱动轴21上低于所述废气输出孔26的位置并与所述处理桶51的内部贴合，所述环形网板53略低于所述废气输出孔26，所述导热块54固定设置于所述环形网板53的底部，所述固态胺吸附剂56放置于所述环形网板53的顶部，所述第二密封套管55滑动套接设置于所述驱动轴21的外侧且与所述工字杆25固定连接，所述第二密封套管55还转动嵌套设置于所述环形网板53的顶部且第二密封套管55的底面与所述废气输出孔26的最远距离为第一距离阈值。
59.本发明实施例中，将烟道气通过进气管12分别输入到反应罐11的上腔室和下腔室中，输入至所述上腔室内部的烟气对蓄水槽31进行加热，输入到所述下腔室内部的烟气对处理桶51进行加热，所述蓄水槽31被加热后，其内部的水蒸发产生水蒸气，水蒸气通过蓄水槽31的底部开口输出后与烟道气混合，混合后的烟道气穿过电离机构4进入到所述处理桶51的内侧，在此过程中，烟道气被所述电离机构4所电离，被电离后的烟道气与固态胺吸附剂56接触，固态胺吸附剂56对烟道气中的二氧化碳进行吸收，通过启动驱动电机22使得所述驱动电机22带动驱动轴21持续转动，所述驱动轴21转动时带动升降套筒33上升，被所述驱动轴21带动持续旋转的第一刮板32也不断对所述蓄水槽31的外壁所附着的粉尘进行清除，从而可以避免形成阻热层，有效提高了水蒸气生成效率和吸附剂回收效率，相对于现有技术，自动化程度更高，更加适用于烟道气的工业化处理。
60.作为一种实施方式，所述驱动轴21通过轴承与反应罐11转动连接。
61.作为一种实施方式，所述第二密封套管55通过轴承转动嵌套设置于环形网板53的顶部。
62.在一种能够实现的方式中，所述反应机构1还包括：
63.第一保温层14，其固定于所述反应罐11的内腔顶部且与所述蓄水槽31的侧壁贴合；
64.和/或，第二保温层15，其固定于所述反应罐11的内腔底部且与所述处理桶51的侧壁贴合。
65.作为一种实施方式，如图1-2所示，所述反应机构1具有第一保温层14和第二保温层15。
66.本发明实施例中，通过第一保温层14的设置，能够实现对蓄水槽31内的温度的保持，避免生成的水蒸气冷凝，有效保障水蒸气生成的稳定性；通过第二保温层15的设置，能够实现对处理桶51内的温度的保持，保障二氧化碳收集的稳定性。
67.在一种能够实现的方式中，如图1和图3所示，所述水蒸气生成机构3还包括旋转盘34和分散管35；
68.所述旋转盘34沿所述驱动轴21的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴21的外侧且转动套接设置于所述升降套筒33的底部，所述旋转盘34与所述第一密封套管36固定连接；
69.所述分散管35的一端固定设置于所述旋转盘34的底部外侧，所述分散管35的另一端向所述蓄水槽31的底部延伸。
70.作为一种实施方式，所述旋转盘34通过轴承转动套接设置于升降套筒33。
71.分散管35的数量可以根据装置设计的需求、水蒸气产出量需求等进行设置。作为一种实施方式，所述分散管35设置有多个；
72.多个所述分散管35均匀固定设置于所述旋转盘34的底部外侧。
73.本发明实施例中，通过设置旋转盘34和分散管35，可以在驱动轴21转动而带动升降套筒33上升时，带动旋转盘34旋转，旋转盘34旋转时带动分散管35对蓄水槽31内部的水进行搅拌，进而增加水蒸气产出量。
74.在一种能够实现的方式中，所述旋转盘34内为中空且与所述升降套筒33的内腔连通，所述分散管35内为中空且其空腔与所述旋转盘34的内腔连通；
75.所述驱动机构2还包括主动供水管23和供水孔24；所述主动供水管23连接于所述驱动轴21的顶端，所述供水孔24开设于所述驱动轴21上高于所述旋转盘34的位置，所述供水孔24与所述旋转盘34的内腔顶面的最远距离为第二距离阈值。
76.作为一种实施方式，如图1-图3所示，所述主动供水管23通过旋转接头连接于驱动轴21的顶端。
77.本发明实施例中，当升降套筒33上升的距离达到第二距离阈值时，供水孔24与升降套筒33内腔连通，此时主动供水管23输入到驱动轴21内部的水通过供水孔24进入到旋转盘34内部，然后通过多个分散管35进入到蓄水槽31内部，从而实现了自动供水，可有效提高本发明装置的自动化程度。
78.在一种能够实现的方式中，所述烟道气处理机构5还包括第二刮板52；
79.所述第二刮板52滑动套接设置于所述处理桶51的外侧且与所述驱动轴21固定连接。
80.本发明实施例中，当驱动轴21转动而带动升降套筒33上升时，被驱动轴21带动持续旋转的第二刮板52也不断对处理桶51外壁所附着的粉尘进行清除，可以防止处理桶51外壁处形成阻热层，有效提高了吸附剂回收效率。
81.需要说明的是，第一刮板32和第二刮板52的数量可以根据实际情况进行设置。作为一种实施方式，为提高粉尘清除效果，如图1、图3和图4所示，所述第一刮板32和所述第二刮板52设置有多个。
82.在一种能够实现的方式中，如图1和图5所示，所述捕集计量机构6包括密封罩61、连接管62、二氧化碳分离器63、废气分离器64、二氧化碳输出管65和气体流量计66；
83.所述密封罩61固定设置于所述反应罐11的底部且转动套接设置于所述驱动轴21的外侧，所述连接管62设置有两个，两个所述连接管62分别固定贯穿设置于所述密封罩61的两侧，所述二氧化碳分离器63固定连接于任意一个连接管62的端部，所述废气分离器64固定连接于另一个连接管62的端部，所述二氧化碳输出管65固定连接于所述二氧化碳分离器63的顶部，所述气体流量计66设置于所述二氧化碳输出管65上。
84.作为一种实施方式，所述密封罩61通过轴承转动套接设置于驱动轴21的外侧。
85.本发明实施例中，烟道气处理机构5所产生的二氧化碳通过t形收集管27进入到密封罩61内部，随后通过连接管62进入到二氧化碳分离器63中，二氧化碳分离器63对二氧化碳进行处理，分离出的二氧化碳通过二氧化碳输出管65输出进行存储，分离出的吸附剂则被回收，另外分离出的二氧化碳在通过二氧化碳输出管65输出时，气体流量计66对二氧化碳通过量进行计量。本发明实施例，能够有效实现二氧化碳的分离处理和计量，结构简单且成本低。
86.在一种能够实现的方式中，如图1、图2所示，所述电离机构4包括分隔板41、旋转板42、竖板43和电极44；
87.所述分隔板41固定设置于所述反应罐11的内腔中部，所述旋转板42固定套接设置于所述驱动轴21的外侧中部，所述竖板43与所述电极44均设置有两个，两个所述竖板43分别固定设置于所述旋转板42的底部两侧，两个所述电极44分别固定设置于两个所述竖板43的内侧。
88.本发明实施例中，通过简单的电离机构4实现了对烟道气的有效电离，能够有效促
进气体的吸附。
89.本发明上述实施例中，装置实现加水、废气排出以及二氧化碳排出操作的原理为：
90.烟道气通过进气管12分别输入到反应罐11内部的上下腔室中，输入上腔室内部的烟气对蓄水槽31进行加热，输入到下腔室内部的烟气对处理桶51进行加热，蓄水槽31被加热后，其内部的水蒸发产生水蒸气，水蒸气通过蓄水槽31底部开口输出后与烟道气混合，混合后的烟道气穿过分隔板41进入到下腔室中的处理桶51内侧，在此过程中，烟道气被电极44所电离，被电离后的烟道气与固态胺吸附剂56接触，固态胺吸附剂56对烟道气中的二氧化碳进行吸收；
91.启动驱动电机22，驱动电机22启动后带动驱动轴21持续转动，驱动轴21转动时带动升降套筒33上升，同时带动旋转盘34旋转，旋转盘34旋转时带动多个分散管35对蓄水槽31内部的水进行搅拌，进而增加水蒸气产出量，被驱动轴21带动持续旋转的第一刮板32与第二刮板52也不断对蓄水槽31外壁以及处理桶51外壁所附着的粉尘进行清除；
92.升降套筒33上升时带动旋转盘34同步上升，旋转盘34上升时则通过第一密封套管36带动工字杆25上升，工字杆25上升时通过第二密封套管55带动环形网板53上升，环形网板53上升时带动固态胺吸附剂56上升；
93.升降套筒33上升距离达到第一距离阈值时，环形网板53解除对废气输出孔26的封堵，此时穿过固态胺吸附剂56并被固态胺吸附剂56所净化的废气通过废气输出孔26进入到驱动轴21内部，随后通过驱动轴21进入到密封罩61中，再通过连接管62进入到废气分离器64内部被处理，分离出的废气直接排入大气，分离出的吸附剂则被回收；
94.升降套筒33上升距离达到第二距离阈值时，供水孔24与升降套筒33内腔连通，此时主动供水管23输入到驱动轴21内部的水通过供水孔24进入到旋转盘34内部，然后通过多个分散管35进入到蓄水槽31内部，进而实现自动供水；
95.升降套筒33上升距离达到第三距离阈值时，升降套筒33运动至驱动轴21外侧往复螺纹最顶端，后续随着驱动轴21的继续旋转，升降套筒33沿驱动轴21开始下降，升降套筒33下降距离达到第四距离阈值时，旋转盘34、第一密封套管36、工字杆25、第二密封套管55、环形网板53和固态胺吸附剂56全部复位，此时升降套筒33位于驱动轴21外侧往复螺纹最底端，同时环形网板53与被处理桶51所加热的导热块54贴合；
96.此时导热块54上的热量通过环形网板53传递至固态胺吸附剂56上，进而对相邻的固态胺吸附剂56进行再生，再生过程中产生的二氧化碳则通过t形收集管27进入到密封罩61内部，随后通过连接管62进入到二氧化碳分离器63中，二氧化碳分离器63对二氧化碳进行处理，分离出的二氧化碳通过二氧化碳输出管65输出进行存储，分离出的吸附剂则被回收，另外分离出的二氧化碳在通过二氧化碳输出管65输出时，气体流量计66对二氧化碳通过量进行计量；
97.随后驱动轴21继续带动升降套筒33上升，进而使升降套筒33重复升降操作，进而持续进行加水、废气排出以及二氧化碳排出操作。
98.需要说明的是，上述的第一距离阈值至第四距离阈值可以根据实际情况进行设置，从而实现本发明不同尺寸的装置的设计。
99.本发明还提供了一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法，所述方法基于如上任意一项能够实现的方式所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置。
100.请参阅图6，图6示出了本发明实施例提供的一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法的流程图。
101.本发明实施例提供的一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法，包括：
102.s1，将烟道气通过进气管12分别输入到反应罐11的上腔室和下腔室中，以使得输入至所述上腔室内部的烟气对蓄水槽31进行加热，输入到所述下腔室内部的烟气对处理桶51进行加热；
103.s2，启动驱动电机22，以使得所述驱动电机22带动驱动轴21持续转动；
104.其中，所述蓄水槽31被加热后，其内部的水蒸发产生水蒸气，水蒸气通过蓄水槽31的底部开口输出后与烟道气混合，混合后的烟道气穿过电离机构4进入到所述处理桶51的内侧，在此过程中，烟道气被所述电离机构4所电离，被电离后的烟道气与固态胺吸附剂56接触，固态胺吸附剂56对烟道气中的二氧化碳进行吸收；
105.所述驱动轴21转动时带动升降套筒33上升并同时带动旋转盘34旋转，所述旋转盘34旋转时带动多个分散管35对所述蓄水槽31内部的水进行搅拌，进而增加水蒸气产出量，被所述驱动轴21带动持续旋转的第一刮板32与第二刮板52也不断对所述蓄水槽31的外壁以及所述处理桶51的外壁所附着的粉尘进行清除；所述升降套筒33上升时带动所述旋转盘34同步上升，所述旋转盘34上升时则通过第一密封套管36带动工字杆25上升，所述工字杆25上升时通过第二密封套管55带动环形网板53上升，所述环形网板53上升时带动所述固态胺吸附剂56上升；
106.所述升降套筒33的上升距离达到第一距离阈值时，所述第二密封套管55解除对废气输出孔26的封堵，此时穿过所述固态胺吸附剂56并被所述固态胺吸附剂56所净化的废气通过所述废气输出孔26进入到所述驱动轴21的内部，随后通过所述驱动轴21进入到密封罩61中，再通过连接管62进入到废气分离器64的内部被处理，分离出的废气直接排入大气，分离出的吸附剂则被回收；
107.所述升降套筒33的上升距离达到第二距离阈值时，供水孔24与升降套筒33的内腔连通，此时主动供水管23输入到所述驱动轴21内部的水通过所述供水孔24进入到所述旋转盘34内部，然后通过多个分散管35进入到所述蓄水槽31的内部，进而实现自动供水；
108.所述升降套筒33的上升距离达到第三距离阈值时，所述升降套筒33运动至所述驱动轴21的外侧往复螺纹最顶端，后续随着所述驱动轴21继续旋转，所述升降套筒33沿所述驱动轴21开始下降；
109.所述升降套筒33的下降距离达到第四距离阈值时，所述旋转盘34、所述第一密封套管36、所述工字杆25、所述第二密封套管55、所述环形网板53和所述固态胺吸附剂56全部复位，此时所述升降套筒33位于所述驱动轴21的外侧往复螺纹最底端，同时所述环形网板53与被所述处理桶51所加热的导热块54贴合，此时所述导热块54上的热量通过所述环形网板53传递至所述固态胺吸附剂56上，进而对相邻的固态胺吸附剂56进行再生，再生过程中产生的二氧化碳则通过t形收集管27进入到所述密封罩61的内部，随后通过连接管62进入到二氧化碳分离器63中，所述二氧化碳分离器63对二氧化碳进行处理，分离出的二氧化碳通过二氧化碳输出管65输出进行存储，分离出的吸附剂则被回收，另外分离出的二氧化碳在通过二氧化碳输出管65输出时，气体流量计66对二氧化碳通过量进行计量；
110.随后所述驱动轴21继续带动所述升降套筒33上升，进而使所述升降套筒33重复升
降操作，以持续进行加水、废气排出以及二氧化碳排出操作。
111.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置，包括反应机构、水蒸气生成机构、电离机构、烟道气处理机构和捕集计量机构，其特征在于，还包括驱动机构；所述驱动机构沿着所述反应机构的长度方向设置，其底端贯穿所述反应机构的内部并延伸至所述捕集计量机构的内部；所述驱动机构的外侧由上至下依次设置所述水蒸气生成机构、所述电离机构和所述烟道气处理机构；所述反应机构包括反应罐、进气管和循环管；所述电离机构将所述反应罐的内腔分隔为上腔室和下腔室；所述进气管和所述循环管贯穿所述上腔室和所述下腔室；所述驱动机构包括内为中空的驱动轴、驱动电机、工字杆、废气输出孔和t形收集管；所述驱动轴贯穿并转动连接所述反应罐，所述驱动电机与所述驱动轴传动连接，所述工字杆沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的内部，所述废气输出孔开设于所述驱动轴上且位于所述工字杆与所述t形收集管之间，所述t形收集管沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的内部并由所述驱动轴的底端伸出；所述水蒸气生成机构包括蓄水槽、第一刮板、升降套筒和第一密封套管；所述蓄水槽套接于所述驱动轴的外侧且固定设置于所述反应罐的内腔顶部，所述蓄水槽设有开口与所述上腔室连通，所述第一刮板与所述蓄水槽的外壁贴合且与所述驱动轴固定连接，所述升降套筒套接设置于所述驱动轴的外侧且与所述驱动轴通过往复螺纹传动连接，所述第一密封套管滑动套接设置于所述驱动轴的外侧，所述第一密封套管与所述工字杆固定连接；所述烟道气处理机构包括处理桶、环形网板、导热块、第二密封套管和固态胺吸附剂；所述处理桶固定设置于所述电离机构的底部，所述环形网板滑动套接设置于所述驱动轴上低于所述废气输出孔的位置并与所述处理桶的内部贴合，所述环形网板略低于所述废气输出孔，所述导热块固定设置于所述环形网板的底部，所述固态胺吸附剂放置于所述环形网板的顶部，所述第二密封套管滑动套接设置于所述驱动轴的外侧且与所述工字杆固定连接，所述第二密封套管还转动嵌套设置于所述环形网板的顶部且第二密封套管的底面与所述废气输出孔的最远距离为第一距离阈值。2.根据权利要求1所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述反应机构还包括：第一保温层，其固定于所述反应罐的内腔顶部且与所述蓄水槽的侧壁贴合；和/或，第二保温层，其固定于所述反应罐的内腔底部且与所述处理桶的侧壁贴合。3.根据权利要求1所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述水蒸气生成机构还包括旋转盘和分散管；所述旋转盘沿所述驱动轴的长度方向滑动嵌套设置于所述驱动轴的外侧且转动套接设置于所述升降套筒的底部，所述旋转盘与所述第一密封套管固定连接；所述分散管的一端固定设置于所述旋转盘的底部外侧，所述分散管的另一端向所述蓄水槽的底部延伸。4.根据权利要求3所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述分散管设置有多个；多个所述分散管均匀固定设置于所述旋转盘的底部外侧。5.根据权利要求3所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述旋转盘内为中空且与所述升降套筒的内腔连通，所述分散管内为中空且其空腔与所述旋转盘的内腔
连通；所述驱动机构还包括主动供水管和供水孔；所述主动供水管连接于所述驱动轴的顶端，所述供水孔开设于所述驱动轴上高于所述旋转盘的位置，所述供水孔与所述旋转盘的内腔顶面的最远距离为第二距离阈值。6.根据权利要求1所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述烟道气处理机构还包括第二刮板；所述第二刮板滑动套接设置于所述处理桶的外侧且与所述驱动轴固定连接。7.根据权利要求6所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述第一刮板和/或所述第二刮板设置有多个。8.根据权利要求1所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述捕集计量机构包括密封罩、连接管、二氧化碳分离器、废气分离器、二氧化碳输出管和气体流量计；所述密封罩固定设置于所述反应罐的底部且转动套接设置于所述驱动轴的外侧，所述连接管设置有两个，两个所述连接管分别固定贯穿设置于所述密封罩的两侧，所述二氧化碳分离器固定连接于任意一个连接管的端部，所述废气分离器固定连接于另一个连接管的端部，所述二氧化碳输出管固定连接于所述二氧化碳分离器的顶部，所述气体流量计设置于所述二氧化碳输出管上。9.根据权利要求1所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，其特征在于，所述电离机构包括分隔板、旋转板、竖板和电极；所述分隔板固定设置于所述反应罐的内腔中部，所述旋转板固定套接设置于所述驱动轴的外侧中部，所述竖板与所述电极均设置有两个，两个所述竖板分别固定设置于所述旋转板的底部两侧，两个所述电极分别固定设置于两个所述竖板的内侧。10.一种支撑电网低碳运行的碳捕集方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1-9任意一项所述的支撑电网低碳运行的碳捕集装置，所述方法包括：s1，将烟道气通过进气管分别输入到反应罐的上腔室和下腔室中，以使得输入至所述上腔室内部的烟气对蓄水槽进行加热，输入到所述下腔室内部的烟气对处理桶进行加热；s2，启动驱动电机，以使得所述驱动电机带动驱动轴持续转动；其中，所述蓄水槽被加热后，其内部的水蒸发产生水蒸气，水蒸气通过蓄水槽的底部开口输出后与烟道气混合，混合后的烟道气穿过电离机构进入到所述处理桶的内侧，在此过程中，烟道气被所述电离机构所电离，被电离后的烟道气与固态胺吸附剂接触，固态胺吸附剂对烟道气中的二氧化碳进行吸收；所述驱动轴转动时带动升降套筒上升并同时带动旋转盘旋转，所述旋转盘旋转时带动多个分散管对所述蓄水槽内部的水进行搅拌，进而增加水蒸气产出量，被所述驱动轴带动持续旋转的第一刮板与第二刮板也不断对所述蓄水槽的外壁以及所述处理桶的外壁所附着的粉尘进行清除；所述升降套筒上升时带动所述旋转盘同步上升，所述旋转盘上升时则通过第一密封套管带动工字杆上升，所述工字杆上升时通过第二密封套管带动环形网板上升，所述环形网板上升时带动所述固态胺吸附剂上升；所述升降套筒的上升距离达到第一距离阈值时，所述第二密封套管解除对废气输出孔的封堵，此时穿过所述固态胺吸附剂并被所述固态胺吸附剂所净化的废气通过所述废气输出孔进入到所述驱动轴的内部，随后通过所述驱动轴进入到密封罩中，再通过连接管进入
到废气分离器的内部被处理，分离出的废气直接排入大气，分离出的吸附剂则被回收；所述升降套筒的上升距离达到第二距离阈值时，供水孔与升降套筒的内腔连通，此时主动供水管输入到所述驱动轴内部的水通过所述供水孔进入到所述旋转盘内部，然后通过多个分散管进入到所述蓄水槽的内部，进而实现自动供水；所述升降套筒的上升距离达到第三距离阈值时，所述升降套筒运动至所述驱动轴的外侧往复螺纹最顶端，后续随着所述驱动轴继续旋转，所述升降套筒沿所述驱动轴开始下降；所述升降套筒的下降距离达到第四距离阈值时，所述旋转盘、所述第一密封套管、所述工字杆、所述第二密封套管、所述环形网板和所述固态胺吸附剂全部复位，此时所述升降套筒位于所述驱动轴的外侧往复螺纹最底端，同时所述环形网板与被所述处理桶所加热的导热块贴合，此时所述导热块上的热量通过所述环形网板传递至所述固态胺吸附剂上，进而对相邻的固态胺吸附剂进行再生，再生过程中产生的二氧化碳则通过t形收集管进入到所述密封罩的内部，随后通过连接管进入到二氧化碳分离器中，所述二氧化碳分离器对二氧化碳进行处理，分离出的二氧化碳通过二氧化碳输出管输出进行存储，分离出的吸附剂则被回收，另外分离出的二氧化碳在通过二氧化碳输出管输出时，气体流量计对二氧化碳通过量进行计量；随后所述驱动轴继续带动所述升降套筒上升，进而使所述升降套筒重复升降操作，以持续进行加水、废气排出以及二氧化碳排出操作。

技术总结
本发明涉及二氧化碳的回收利用技术领域，公开了一种支撑电网低碳运行的碳捕集装置及方法。本发明的装置包括反应机构、水蒸气生成机构、电离机构、烟道气处理机构、捕集计量机构和驱动机构，通过驱动机构对水蒸气生成机构进行驱动，以实时清理水蒸气生成机构与烟道气处理机构外侧所附着的灰尘，同时驱动机构在对水蒸气生成机构进行驱动时可实现对水蒸气生成机构内部的水的搅拌及添水操作，水蒸气生成机构被驱动后可以通过驱动机构对烟道气处理机构进行驱动，进而使烟道气处理机构定期排出废气以及二氧化碳。本发明通过驱动机构实现粉尘清理，可以有效提高水蒸气生成效率和吸附剂回收效率，自动化程度高。自动化程度高。自动化程度高。


技术研发人员：欧仲曦 彭穗 娄源媛 杨昆 李沛聪 李逸欣
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司珠海供电局
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/8/13