利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置制造方法及图纸

利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，包括罐体，罐体内的中下部设有甲醇合成反应室，甲醇合成反应室内设有分隔部和光源，分隔部将甲醇合成反应室分割成待过滤腔和甲醇合成腔，待过滤腔与二氧化碳气体输入管的出气口和水输入管的出水口相连，甲醇合成腔的下部设有排水口，排水口与甲醇与水混合液排出管的进液口相通，甲醇与水混合液排出管上串联有循环泵，甲醇与水混合液排出管的出液口与位于罐体内甲醇合成反应室上方的喷淋管相通，罐体内位于喷淋管的上方设有气化甲醇回收装置。其目的在于提供一种生产成本低，转化效率高，转化速度快，设备运行、维护成本低，设备的完好率高的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置。

【技术实现步骤摘要】
利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置
本技术涉及一种利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置。
技术介绍
目前，二氧化碳过量排放导致的雾霾和温室效应已对全人类的生存环境产生巨大的影响，甚至威胁到人类和自然界万物的生存和发展。2015年12月12日第21届联合国气候变化大会(巴黎气候变化大会)通过全球气候变化新协定。《巴黎协定》指出，世界各国将加强对气候变化威胁的全球应对，把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。如何有效减少二氧化碳温室气体的排放，已经成为全球治理的一个重要领域。世界各国已经联合起来探索未来全球治理模式，推动人类建设命运共同体，创造一个各尽所能、合作共赢的未来。基于以上原因，如何减少二氧化碳温室气体的排放和综合利用二个方面研究已成为当今世界最前沿的科研领域，尤其是在二氧化碳温室气体与水常温常压光催化合成甲醇研究方面备受世人关注。德国，美国，欧盟等投入巨大的人力，物力和数千亿美元以上的财力，在减少二氧化碳温室气体的排放替代化石能源新材料研究和二氧化碳温室气体综合利用二个方面取得了许多成果。经过几十年的发展，近期德国，美国，欧盟都宣布他们在二氧化碳气体与水合成甲醇研究方面取得了重大进展，已建立了批量生产的工业化试验装置，德国奥迪公司和美国福特公司已开始在新开发的新型能源汽车上投入试用。这个生产过程分二步进行，第一步是在高温高压和贵金属存在的情况下进行，需要先把水电解制成氢气，需要消耗大量的电能，第二步是在高温高压条件下二氧化碳与氢气在催化剂存在的条件下合成甲醇。这种生产方式生产成本过高，以致短时间内内很难大规模推广使用。众多的科学家已经在实验室利用TiO2基光催化剂及改性催化剂在太阳光的作用下将二氧化碳和水还原成为甲醇，这些成果已充分证明二氧化碳和水通过光合作用合成甲醇是切实可行的。但是截止目前为止，此项研究仅停留在实验室阶段，世界上还没有一家在低能耗二氧化碳温室气体与水常温常压光催化一步法合成甲醇方面投入到工业化生产成功的范例。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种生产成本低，转化效率高，转化速度快，设备运行、维护成本低，设备的完好率高的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，包括罐体，罐体内设有甲醇合成反应室，甲醇合成反应室内设有光源和活性炭制成的分隔部，分隔部将甲醇合成反应室分割成待过滤腔和甲醇合成腔，待过滤腔与二氧化碳气体输入管的出气口和水输入管的出水口相连，甲醇合成腔的腔壁上设有排水口，排水口与甲醇与水混合液排出管的进液口相通，甲醇与水混合液排出管上串联有循环泵，甲醇与水混合液排出管的出液口与位于罐体内甲醇合成反应室上方的喷淋管相通；喷淋管的管壁上设有喷水口，待过滤腔的顶部设有回水口，甲醇合成腔的顶部设有气化甲醇出口，罐体内位于喷淋管的上方设有气化甲醇回收装置。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述喷淋管沿水平方向环绕罐体的中心布置，所述二氧化碳气体输入管在待过滤腔内的下部沿水平方向环绕罐体的中心2—6圈，所述甲醇合成反应室内设有可调温电加热装置，所述光源设置在甲醇合成腔内，位于喷淋管及甲醇合成反应室之间的罐体内设有人字挡板，甲醇与水混合液排出管上设有用于加热甲醇与水混合液的加热装置。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述分隔部为活性炭制成的中空管型的碳棒，构成碳棒的活性炭上附着有颗粒状的氧化钍和硅酸钍，碳棒沿竖直方向设置，所述甲醇合成腔位于碳棒的中空管内，碳棒的底端固定在下法兰盘上表面的中部，所述光源安装在位于碳棒的中空管内的下法兰盘上，下法兰盘通过多个螺栓与为与其上面的上法兰盘固定相连，上法兰盘与套筒的底端固定相连，套筒沿竖直方向设置，套筒的顶端与位于罐体底部的套筒安装孔的边缘固定相连，所述碳棒向上延伸伸入罐体内的中下部。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述气化甲醇出口与甲醇导出管的底端进口相连，甲醇导出管的顶端出口的上方设有伞状的挡水罩。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述甲醇与水混合液排出管上串联有不锈钢制成的球阀。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述罐体的上部安装有压力表和安全阀，罐体的顶部设有尾气排放口。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述罐体为沿竖直方向设置的圆柱形，罐体的下部设有多个支腿。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述气化甲醇回收装置包括位于罐体内上部沿横向设置的顶层甲醇凝聚板，顶层甲醇凝聚板与罐体的内壁固定相连，在顶层甲醇凝聚板的一侧与罐体的内壁之间设有顶层气流通过窗口，顶层气流通过窗口的下方设有顶层甲醇接受盘，顶层甲醇接受盘的底部设有顶层甲醇流出口，在罐体内位于顶层甲醇接受盘的下方沿横向设有次顶层甲醇凝聚板，次顶层甲醇凝聚板与罐体的内壁固定相连，在次顶层甲醇凝聚板的一侧与罐体的内壁之间设有次顶层气流通过窗口，次顶层气流通过窗口的下方设有次顶层甲醇接受盘，次顶层甲醇接受盘的底部设有次顶层甲醇流出口，在罐体内位于次顶层甲醇接受盘的下方沿横向设有中层甲醇凝聚板，中层甲醇凝聚板与罐体的内壁固定相连，在中层甲醇凝聚板的一侧与罐体的内壁之间设有中层气流通过窗口，中层气流通过窗口的下方设有中层甲醇接受盘，中层甲醇接受盘的底部设有中层甲醇流出口，在罐体内位于中层甲醇接受盘的下方沿横向设有下层甲醇凝聚板，下层甲醇凝聚板与罐体的内壁固定相连，在下层甲醇凝聚板的一侧与罐体的内壁之间设有下层气流通过窗口，下层气流通过窗口的下方设有下层甲醇接受盘，下层甲醇接受盘的底部设有下层甲醇流出口；所述顶层甲醇流出口、次顶层甲醇流出口、中层甲醇流出口和下层甲醇流出口分别通过管路与成品甲醇输出泵的进液口相连，成品甲醇输出泵的出液口与成品甲醇输出管的进口相连。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述顶层气流通过窗口位于罐体内的右端，顶层甲醇凝聚板呈左端高、右端低倾斜设置，次顶层气流通过窗口位于罐体内的左端，次顶层甲醇凝聚板呈左端低、右端高倾斜设置，中层气流通过窗口位于罐体内的右端，中层甲醇凝聚板呈左端高、右端低倾斜设置，下层气流通过窗口位于罐体内的左端，下层甲醇凝聚板呈左端低、右端高倾斜设置。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其中所述罐体内位于顶层甲醇凝聚板的上方沿横向设有20目的筛网，筛网采用不锈钢制成，所述成品甲醇输出管通过串联有回输电动截门的回输管路与甲醇与水混合液排出管相连。本技术的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置在使用时，可在待过滤腔和甲醇合成腔内放置适量的硝酸钍和/或硫酸钍和/或四氯化钍作为催化剂，然后将去离子水引入待过滤腔和甲醇合成腔，硝酸钍和/或硫酸钍和/或四氯化钍就会溶解到水中，再将二氧化碳气体通入待过滤腔和甲醇合成腔内的水中，并让光源光照射甲醇合成反应室内的二氧化碳和水，在硝酸钍和/或硫酸钍和/或四氯化钍的催化作用下，甲醇合本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：包括罐体(1)，罐体(1)内设有甲醇合成反应室，甲醇合成反应室内设有光源(3)和活性炭制成的分隔部(2)，分隔部(2)将甲醇合成反应室分割成待过滤腔(4)和甲醇合成腔(5)，待过滤腔(4)与二氧化碳气体输入管(39)的出气口和水输入管(6)的出水口相连，甲醇合成腔(5)的腔壁上设有排水口，排水口与甲醇与水混合液排出管(7)的进液口相通，甲醇与水混合液排出管(7)上串联有循环泵(8)，甲醇与水混合液排出管(7)的出液口与位于罐体(1)内甲醇合成反应室上方的喷淋管(21)相通；喷淋管(21)的管壁上设有喷水口，待过滤腔(4)的顶部设有回水口，甲醇合成腔(5)的顶部设有气化甲醇出口(9)，罐体(1)内位于喷淋管(21)的上方设有气化甲醇回收装置。

【技术特征摘要】
1.利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：包括罐体(1)，罐体(1)内设有甲醇合成反应室，甲醇合成反应室内设有光源(3)和活性炭制成的分隔部(2)，分隔部(2)将甲醇合成反应室分割成待过滤腔(4)和甲醇合成腔(5)，待过滤腔(4)与二氧化碳气体输入管(39)的出气口和水输入管(6)的出水口相连，甲醇合成腔(5)的腔壁上设有排水口，排水口与甲醇与水混合液排出管(7)的进液口相通，甲醇与水混合液排出管(7)上串联有循环泵(8)，甲醇与水混合液排出管(7)的出液口与位于罐体(1)内甲醇合成反应室上方的喷淋管(21)相通；喷淋管(21)的管壁上设有喷水口，待过滤腔(4)的顶部设有回水口，甲醇合成腔(5)的顶部设有气化甲醇出口(9)，罐体(1)内位于喷淋管(21)的上方设有气化甲醇回收装置。2.根据权利要求1所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述喷淋管(21)沿水平方向环绕罐体(1)的中心布置，所述二氧化碳气体输入管(39)在待过滤腔(4)内的下部沿水平方向环绕罐体(1)的中心2—6圈，所述甲醇合成反应室内设有可调温电加热装置，所述光源(3)设置在甲醇合成腔(5)内，位于喷淋管(21)及甲醇合成反应室之间的罐体(1)内设有人字挡板(15)，甲醇与水混合液排出管(7)上设有用于加热甲醇与水混合液的加热装置(37)。3.根据权利要求2所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述分隔部(2)为活性炭制成的中空管型的碳棒，构成碳棒的活性炭上附着有颗粒状的氧化钍和硅酸钍，碳棒沿竖直方向设置，所述甲醇合成腔(5)位于碳棒的中空管内，碳棒的底端固定在下法兰盘(11)上表面的中部，所述光源(3)安装在位于碳棒的中空管内的下法兰盘(11)上，下法兰盘(11)通过多个螺栓与为与其上面的上法兰盘(13)固定相连，上法兰盘(13)与套筒(12)的底端固定相连，套筒(12)沿竖直方向设置，套筒(12)的顶端与位于罐体(1)底部的套筒安装孔的边缘固定相连，所述碳棒向上延伸伸入罐体(1)内的中下部。4.根据权利要求3所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述气化甲醇出口(9)与甲醇导出管(35)的底端进口相连，甲醇导出管(35)的顶端出口的上方设有伞状的挡水罩(36)。5.根据权利要求1所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述甲醇与水混合液排出管(7)上串联有不锈钢制成的球阀(14)。6.根据权利要求5所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述罐体(1)的上部安装有压力表(16)和安全阀(17)，罐体(1)的顶部设有尾气排放口(18)。7.根据权利要求6所述的利用二氧化碳与水光催化合成甲醇连续生产装置，其特征在于：所述罐体(1)为沿竖直方向设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁仕普，白汾河，
申请(专利权)人：白汾河，
类型：新型
国别省市：北京,11