一种用于碳捕获和再循环的方法和系统技术方案

一种用于碳捕获和再循环的方法，所述方法包括以下步骤：(i)从至少一种含CO2的输入中捕获CO2；(ii)由捕获的CO2产生CO2进料流；和(iii)使CO2进料流与H2进料流反应以产生含甲烷的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于碳捕获和再循环的方法和系统专利
本专利技术涉及一种用于碳捕获和再循环的方法和系统，并且特别是用于捕获CO2和产生甲烷、乙炔和/或其他烃的方法和系统。背景在本说明书中对任何先前的出版物(或来源于其的信息)或对任何已知的事物的引用不是并且不应当被视为承认或确认或以任何形式暗示该先前的出版物(或来源于其的信息)或已知的事物形成本说明书涉及的所致力于的领域中的公知常识的一部分。气候变化是世界各地政府议程上的重要的问题。提出的是，气候变化由人类产生的“温室气体”加速。温室气体是被捕集在大气中并增强“温室效应”的那些气体。在温室效应中，由于温室气体在大气中的累积，热被捕集免于从地球逃逸。因此，在寻求解决气候变化中，若干方法寻求减少温室气体排放。二氧化碳(CO2)是一种温室气体，其中排放是有针对性的。若干方法已经被开发以捕获和/或减少CO2排放。一种这样的方法是碳捕获和碳储存，由此CO2被捕获(例如从空气、烟道气等中)并且然后储存在地球表面以下的选择的地质岩构造中。将理解，碳捕获和碳储存可以是昂贵的，并且此外，没有从捕获的CO2中产生可用的产品/输出，CO2仅被捕获和储存。本专利技术寻求提供减少CO2排放的方法，所述方法还提供工业上可应用的产品。专利技术概述在一种宽泛的形式中，本专利技术提供了用于碳捕获和再循环的方法，所述方法包括以下步骤：(i)从至少一种含CO2的输入中捕获CO2；(ii)由捕获的CO2产生CO2进料流；和(iii)使CO2进料流与H2进料流反应以产生含甲烷的输出。在一种形式中，所述方法还包括(iv)分离含甲烷的输出以便至少提供甲烷和第一废物输出的步骤。在一种形式中，第一废物输出被热处理，以向用于步骤(i)的至少含CO2的输入中的一种提供CO2。在一种形式中，至少一种含CO2的输入中的一种包括空气。在一种形式中，H2进料流通过水电解工艺提供。在一种形式中，在步骤(iii)期间产生的水被提供用于水电解工艺。在一种形式中，在步骤(i)中，CO2使用基于氧化钙的捕获工艺来捕获。在一种形式中，所述方法还包括以下步骤：(v)加工来自含甲烷的输出的甲烷以产生含乙炔的输出。在一种形式中，所述方法还包括(vi)分离含乙炔的输出以便至少提供乙炔和第二废物输出的步骤。在一种形式中，第二废物输出被热处理，以向用于步骤(i)的至少一种含CO2的输入中的一种提供CO2。在一种形式中，步骤(v)包括用热等离子体反应器加热甲烷。在一种形式中，所述方法还包括(vii)加工来自含甲烷的输出的甲烷以产生含烃的输出的步骤。在一种形式中，所述方法还包括(viii)分离含烃的输出以便至少提供一种或更多种预选的烃产物和第二废物输出的步骤。在一种形式中，第二废物输出被热处理，以提供用于步骤(i)的至少一种含CO2的输入中的一种。在一种形式中，步骤(vii)包括加热甲烷，并且甲烷通过热等离子体反应器加热，所述热等离子体反应器被配置为使得等离子体与甲烷一起被提供在进料中。在另外的宽泛的形式中，本专利技术提供了用于碳捕获和再循环的系统，所述系统包括：CO2捕获设备，所述CO2捕获设备被配置为从至少一种含CO2的输入中捕获CO2；和第一反应器，所述第一反应器被配置为由来源于CO2捕获设备的CO2进料流和H2进料流产生含甲烷的输出。在一种形式中，所述系统还包括：第一分离器，所述第一分离器被配置为分离含甲烷的输出，以便至少提供甲烷和第一废物输出。在一种形式中，所述系统还包括热处理设备，所述热处理设备被配置为处理第一废物输出，以便为CO2捕获设备提供含CO2的输入。在一种形式中，CO2捕获设备被配置为从空气输入中捕获CO2。在一种形式中，所述系统还包括用于产生H2进料流的水电解装置。在一种形式中，水电解装置被配置为接收在第一反应器中产生的用于电解的水。在一种形式中，CO2捕获设备是基于氧化钙的捕获设备。在一种形式中，所述系统还包括：第二反应器，所述第二反应器被配置为接收在第一反应器中产生的甲烷，并且由此产生含乙炔的输出。在一种形式中，所述系统还包括：第二分离器，所述第二分离器被配置为分离含乙炔的输出，以便至少提供乙炔和第二废物输出。在一种形式中，第二废物输出被进料至热处理设备。在一种形式中，第二反应器是热等离子体反应器。在一种形式中，所述系统还包括第二反应器，所述第二反应器被配置为接收在第一反应器中产生的甲烷，并且由此产生含烃的输出。在一种形式中，所述系统还包括第二分离器，所述第二分离器被配置为分离含烃的输出，以便至少提供预选的烃产物和第二废物输出。在一种形式中，第二废物输出被进料至热处理设备。在一种形式中，第二反应器是热等离子体反应器，所述热等离子体反应器被配置为将等离子体与甲烷一起提供在进料中。附图简述参考本专利技术的实施方案的例证可以更好地理解本专利技术，其中：图1是方法/系统的一个示例性的实施方式的概述布局；和图2是在方法/系统的一个示例性的实施方式中使用的示例性反应的概述。图3是方法/系统的示例性的实施方式的流程图概述。图4是CO2捕获设备的实例。详述本专利技术的实施方案提供了用于碳捕获和再循环的方法和系统。通常，实施方案提供了用于由捕获的碳生产烃诸如例如甲烷或乙炔的方法/系统。目前描述的系统捕获CO2，减少排放，并且产生以普通的前体材料的形式的工业上可应用的输出，该前体材料还可以被加工以形成宽范围的材料。在描述的方法和系统中，二氧化碳(CO2)从至少一种含CO2的输入/来源中捕获。将理解的是，CO2可以从大范围的来源回收/捕获，诸如例如从空气、焚化炉废气流或工业烟羽(plume)等。还将理解的是，CO2可以使用各种CO2捕获装置/系统来捕获。在目前描述的系统/方法中，CO2典型地使用基于氧化钙(CaO)的设备/系统来捕获。基于氧化钙(生石灰)的碳捕获装置/系统具有以下优点：氧化钙作为碳捕获剂是可重复使用的，并且允许根据下文的反应的连续环路加工。CaO+CO2→CaCO3CaCO3+ΔT→CaO+CO2如上文，CaO与CO2反应以形成碳酸钙，并且随后碳酸钙的加热释放CO2，提供CaO用于重复使用(参见附录A)。从捕获的CO2中，产生CO2进料流，并且与氢气(H2)进料流组合地进料至甲烷产生反应器。含甲烷的输出通过甲烷产生反应器来产生。典型地，甲烷产生反应器是常规的间歇反应器。将理解的是，H2进料流还可以从各种来源提供。在一种示例性的形式中，H2通过水电解工艺，即根据下文的反应提供。2H2O+e-→2H2+O2来自甲烷产生反应器的含甲烷的输出典型地包括甲烷、水和其他根据以下反应的部分产物。CO2+4H2→CH4+2H2O含甲烷的输出被分离，以便至少提供基本上纯的甲烷流和第一废物输出流/再循环流。还将理解的是，含甲烷的输出的分离可以通过改变分离装置/方法来进行。然后，第一废物输出典型地通过热处理设备(例如焚化炉)加热，以提供另外的CO2，例如根据下文的反应。然后，另外产生的CO2(例如通过焚化烟灰等)可以经由碳捕获被再进料到系统中，以驱动更多甲烷产生。此外，从甲烷的生产中产生的水可以被再进料至水电解工艺，以驱动另外的H2的产生。在一些实例中，过量的水还可以用于冷却，并且由此产生的蒸汽用于为涡轮机等提供动力。因此，将理解的是，在工艺的每个阶段，来自反应的副产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于碳捕获和再循环的方法，所述方法包括以下步骤：(i)从至少一种含CO2的输入中捕获CO2；(ii)由捕获的CO2产生CO2进料流；和(iii)使所述CO2进料流与H2进料流反应以产生含甲烷的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.18 AU 20169023861.一种用于碳捕获和再循环的方法，所述方法包括以下步骤：(i)从至少一种含CO2的输入中捕获CO2；(ii)由捕获的CO2产生CO2进料流；和(iii)使所述CO2进料流与H2进料流反应以产生含甲烷的输出。2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：(iv)分离所述含甲烷的输出，以便至少提供甲烷和第一废物输出。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一废物输出被热处理，以向用于步骤(i)的所述至少含CO2的输入中的一种提供CO2。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述至少一种含CO2的输入中的一种包括空气。5.如权利要求1所述的方法，其中所述H2进料流通过水电解工艺提供。6.如权利要求5所述的方法，其中在步骤(iii)期间产生的水被提供用于所述水电解工艺。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤(i)中，CO2使用基于氧化钙的捕获工艺来捕获。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：(v)加工来自所述含甲烷的输出的甲烷以产生含乙炔的输出。9.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：(vi)分离所述含乙炔的输出，以便至少提供乙炔和第二废物输出。10.如权利要求9所述的方法，其中所述第二废物输出被热处理，以向用于步骤(i)的所述至少一种含CO2的输入中的一种提供CO2。11.如权利要求8所述的方法，其中步骤(v)包括用热等离子体反应器加热所述甲烷。12.如权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括以下步骤：(vii)加工来自所述含甲烷的输出的甲烷以产生含烃的输出。13.如权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：(viii)分离所述含烃的输出，以便至少提供一种或更多种预选的烃产物和第二废物输出。14.如权利要求13所述的方法，其中所述第二废物输出被热处理，以提供用于步骤(i)的所述至少一种含CO2的输入中的一种。15.如权利要求12所述的方法，其中步骤(vii)包括加热所述甲烷，并且所述甲烷通过热等离子体反应器加热，所述热等离子体反应器被配置为使得等离子体与所述甲烷一起被提供在进料中。16.一种用于碳捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·刘易斯，
申请(专利权)人：智库四二私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU