一种可再生能源耦合驱动捕集空气中CO2的系统和方法

技术特征：
1.一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统，其特征在于，所述系统包括风光电互补供电单元、电解水制氢供电单元、co2捕集单元、吸收剂与相变驱动剂以及co2再生单元；所述的风光电互补供电单元和电解水制氢供电单元均为直接空气捕碳系统中的空气压缩机、富液泵、贫液泵、微波反应器等提供驱动电力。2.根据权利要求1所述的一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统，其特征在于，风光电互补供电单元由太阳能光伏板、风力电机、控制器、锂电池、燃料电池、电解水水槽以及氢气储罐组成；所述锂电池除了进行电力储备外，富于电力还将电解水以制备氢气，氢气可直接储存或用于燃料电池发电，为空气压缩机、吸收剂输送泵和微波反应器提供电力，采用可再生能源耦合驱动直接空气捕碳装置，完成二氧化碳的捕集和氢气产品的制备。3.根据权利要求1所述的一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统，其特征在于，所述的直接空气捕碳系统为氨基酸盐或碱金属盐与亚胺胍类相变驱动剂组成的捕集系统；氨基酸盐为脯氨酸钾、赖氨酸钾、甘氨酸钾、丙氨酸钾、缬氨酸钾、亮氨酸钾、异亮氨酸钾、甲硫氨酸钾的一种或多种混合；碱金属盐为氢氧化钾、氢氧化钠的一种或两种混合；亚胺胍类选用2，5-呋喃双亚胺胍、聚六亚甲基双胍盐酸盐、聚亚己基双胍、聚胺丙基双胍的一种或多种混合。4.根据权利要求1所述的一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统，其特征在于，所述的直接空气捕碳系统包括空气压缩机、吸收塔、结晶器、微波反应器、气液分离器。5.根据权利要求1所述的一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统，其特征在于所述吸收塔为填料吸收塔，吸收温度为常温，吸收压力为常压，所述大气co2浓度为300-500ppm。6.一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的方法，其特征在于，所述方法是利用权利要求1-5任一项所述的一种可再生能源耦合驱动捕集空气中co2的系统实现的；太阳能光伏板将太阳能转化的电能和风力电机将风能转化的电能分别通过两个控制器储存到锂电池中，供电解水制氢供电单元、co2捕集单元、吸收剂与相变驱动剂以及co2再生单元使用；当锂电池电能储满时，多余电能会输送到电解水槽中进行水的电解过程，电解出的氢气被输送到燃料电池中，进行电能的转化与储存，多余的氢气则储存到氢气储罐中，当电能不足时也可被输送到燃料电池中进行发电；空气经过空气压缩机被引入到吸收塔中，与贫液泵输送的氨基酸钾盐或碱金属盐溶液吸收剂进行化学反应，空气中的co2被吸收剂捕集下来，净化气则直接排入大气中；吸收co2的富液通过富液泵打入到结晶器中，与来自微波反应器再生后的相变驱动剂发生作用，在结晶器中自动形成液固两相，上相为氨基酸钾盐溶液吸收剂，下相为含有大量co2和相变驱动剂的浆液，上相经贫液泵打入到吸收塔中继续吸收co2，而浆液则通过微波反应器进行相变驱动剂和co2的再生，高温使得co2大量逸出，经气液分离器分离得到co2和少量可循环使用水，剩下的相变驱动剂再回到结晶器中继续与富液作用形成富含co2的浆液，从而完成吸收剂相变驱动剂的双循环利用；基于可再生能源发电的锂电池以及氢气燃料电池储存的电能直接供空气压缩机、富液泵、贫液泵和微波反应器使用，完成对直接空气捕碳系统的电能供应。

技术总结
本发明提供一种可再生能源耦合驱动捕集空气中CO2的系统和方法。所述系统包括可再生能源互补电力系统和以低能耗双循环为特征的化学吸收法捕碳工艺，所述方法是采用太阳能、风能等可再生能源进行电力转化，为系统中的耗电设备提供驱动力，借助锂电池储存和输出电力，富余电力可制氢存储或燃料电池发电等多元手段消纳。所用吸收剂吸收CO2后的溶液，引入相变驱动剂后低温下使CO2吸收剂再生循环，而结合CO2的浆液采用微波再生相变驱动剂。本发明提供的碳捕集系统和方法，充分利用可再生资源提供过程能源，避免了化石能源的使用，而且吸收剂再生能耗低，有望对能源、环境和资源利用的绿色高质量发展发挥重要的作用。的绿色高质量发展发挥重要的作用。的绿色高质量发展发挥重要的作用。


技术研发人员：申淑锋 龙青海 王蒴
受保护的技术使用者：河北科技大学
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/5/20