本实用新型专利技术提出一种二氧化碳资源化利用集成装置，其包括电催化反应系统、合成生物发酵系统、控制系统、支撑架、外壳，所述电催化反应系统和所述合成生物发酵系统分别固定在支撑架上，所述电催化反应系统和所述合成生物发酵系统通过管路连接。相对于传统的工程化设备，其具有小型化、集成式、可移动便携的优势。可移动便携的优势。可移动便携的优势。
【技术实现步骤摘要】
二氧化碳资源化利用集成装置
[0001]本技术涉及碳中和
，具体涉及一种二氧化碳资源化利用集成装置。
技术介绍
[0002]作为21世纪最艰巨的挑战之一，温室效应导致全球气候变暖和海平面上升，严重威胁着人类和其他物种的生存空间。作为主要的温室气体，减少CO2排放被公认为是缓解或避免温室效应最直接的举措。为应对气候变化问题，开发高效稳定经济环保的减排技术具有十分重要的意义。
[0003]目前，减少碳排放主要有两种途径，一是转型能源结构，以低碳或零碳的可再生能源代替化石能源，其中以氢能为主，但因其高昂的成本与氢气储运安全性的问题，氢能的发展也任重道远。二是发展碳捕获、利用与封存（CCUS, Carbon Capture，Utilization and Storage）技术，将排放的CO2进行收集和捕获并加以资源化利用，转化为高附加值的燃料和化学产品，这样不仅能够实现碳减排，而且还能缓解温室效应和能源危机。
[0004]一方面，现有的CCUS均为工程项目，投资成本高，实施起来工程周期长，审批复杂，受应用场地的限制较为严重，限制了CCUS项目的快速，有效的市场化推广。另一方面，碳捕获封存与利用技术当中，CO2的利用技术至为关键。而目前的CO2利用的方式主要有驱油和地质利用等方式，只能通过就地工程化管道处理，而更大的一类利用方式，CO2转化为有价值的产品因工程投资成本高，收益并不理想，作为工程化项目，往往难以盈利，限制了其大规模推广。
[0005]本申请专利技术人长期致力于电化学催化和生物催化的相关研究，实现二氧化碳的资源化利用，首创电催化和生物催化一体化的电合成体系，通过电催化高效快速地还原CO2合成生物反应的液体前驱体，再利用具有高选择性的菌种强化体系对于高附加值二碳产品的催化转化能力，并且在专利申请中202210281897.4已经公开了基于该技术开发的电化学联动合成生物发酵系统。
[0006]然而现有的这种电化学联动合成生物发酵系统也是工程化项目，投资成本高，需要满足具体的场地环境，难以批量化，规模化，便携式的推广应用。因此，如何开发小型化、集成式、可移动便携设备是行业亟待解决的问题。
技术实现思路
[0007]本技术的目的是提供一种二氧化碳资源化利用集成装置，相对于传统的工程化设备，其具有小型化、集成式、可移动便携的优势。
[0008]为解决上述技术问题，本技术提供一种二氧化碳资源化利用集成装置，其包括电催化反应系统、合成生物发酵系统、控制系统、支撑架、外壳，所述电催化反应系统和所述合成生物发酵系统分别固定在支撑架上。
[0009]所述电催化反应系统包括供料装置、电催化反应装置和混合碳源收集装置，通过供料装置向电催化反应装置提供CO2气体、阴极电解液和阳极电解液，在电催化反应装置中
发生电化学反应，反应产物混合有机碳源收集在混合碳源收集装置内。
[0010]所述供料装置包括了二氧化碳储气罐、阴极储液罐和阳极储液罐。
[0011]所述阴极储液罐、二氧化碳储气罐和阳极储液罐分别通过连接管路连接到电催化反应装置的入口处。
[0012]在所述二氧化碳储气罐和电催化反应装置之间还包括加热器。
[0013]所述混合碳源收集装置通过管路连接到所述合成生物发酵系统进行连接，作为电催化反应器系统和合成生物发酵系统的连接桥梁。
[0014]所述电化学催化反应装置包括：端板、绝缘板、阴极气体流场板，阴极气体扩散电极、阴极电解液流场板，交换膜、阳极气体扩散电极、阳极电解液流场板和阳极集流板。
[0015]其中，阴极气体流场板和阳极电解液流场板也作为集流板。
[0016]所述合成生物发酵系统包括生物反应器物料补充罐、发酵罐、发酵产物收集装置、控制台、冷水机和空压机。
[0017]所述补充罐通过连接管路连接到发酵罐上。
[0018]所述冷水机、空压机分别通过控制台与发酵罐进行连接。
[0019]本技术的有益效果：本技术提供一种二氧化碳资源化利用集成装置，相对于传统的工程化设备，其具有小型化、集成式、可移动便携的优势。
附图说明
[0020]图1 本技术提供的二氧化碳资源化利用集成装置的整体示意图；
[0021]图2 本技术提供的二氧化碳资源化利用集成装置的正向视角内部结构图示；
[0022]图3 本技术提供的二氧化碳资源化利用集成装置的后向视角内部结构图示；
[0023]图4 本技术提供的二氧化碳资源化利用集成装置的剖面图；
[0024]图5 本技术提供的电化学催化反应装置的结构图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供一种二氧化碳资源化利用集成装置，其包括电催化反应系统、合成生物发酵系统、控制系统、支撑架、外壳，所述电催化反应系统和所述合成生物发酵系统分别固定在支撑架上。
[0026]所述电催化反应系统包括供料装置、电催化反应装置和混合碳源收集装置，通过供料装置向电催化反应装置提供CO2气体、阴极电解液和阳极电解液，在电催化反应装置中发生电化学反应，反应产物混合有机碳源收集在混合碳源收集装置内。
[0027]所述电催化反应装置可以通过串联或者并联的方式进行处理量放大，电解电压可以施加在整个串联放大后的电催化反应装置上或者每一个并联的电催化反应装置上。
[0028]所述供料装置包括了二氧化碳储气罐、阴极储液罐和阳极储液罐。
[0029]所述阴极储液罐通过连接管路连接到电催化反应装置的阴极电解液入口处，在连接管路上依次设置有提供输送泵、电磁阀、流量传感器和压力传感器，用于控制阴极电解液的输送。所述的阴极储液罐上方还可以设置有排气管，便于及时释放阴极储液罐中的压力。
[0030]所述阳极储液罐通过连接管路连接到电催化反应装置的阳极电解液入口处，在连接管路上依次设置有提供输送泵、电磁阀、压力传感器和流量传感器, 用于控制阳极电解
液的输送。所述的阳极储液罐上方还可以设置有排气管，便于及时释放阳极储液罐中的压力。
[0031]所述阳极储液罐和所述阴极储液罐所采用的输送泵可以为同一个具有双泵头的输送泵也可以为两个单泵头的输送泵。
[0032]所述二氧化碳储气罐通过连接管路连接到电催化反应装置的CO2气体入口处，在连接管路上依次设置有减压阀、压力传感器、电磁阀和流量传感器，控制CO2气体的输送。
[0033]在所述二氧化碳储气罐和电催化反应装置之间还可以包括加热器，通过加热CO2气源的温度，提升后续电化学催化的反应效率。
[0034]所采用的CO2气体优选为浓度超过60%的高浓度CO2气体。
[0035]所述混合碳源收集装置具体为阴极缓冲罐，通过管路连接到所述合成生物发酵系统进行连接，作为电催化反应器系统和合成生物发酵系统的连接桥梁，并为合成生物发酵系统提供碳源，在连接管路上设置有三通阀，其中三通阀的两个出口后分别设置有电磁阀，其中一个出口与阴极储本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳资源化利用集成装置，其特征在于：包括电催化反应系统、合成生物发酵系统、控制系统、支撑架、外壳，所述电催化反应系统和所述合成生物发酵系统分别固定在支撑架上；所述电催化反应系统包括供料装置、电催化反应装置和混合碳源收集装置，通过供料装置向电催化反应装置提供CO2气体、阴极电解液和阳极电解液，在电催化反应装置中发生电化学反应，反应产物混合有机碳源收集在混合碳源收集装置内；所述混合碳源收集装置通过管路连接到所述合成生物发酵系统进行连接，作为电催化反应器系统和合成生物发酵系统的连接桥梁；所述合成生物发酵系统包括生物反应器物料补充罐、发酵罐、发酵产物收集装置、冷水机和空压机；所述控制系统为用于控制电催化反应器系统和合成生物发酵系统中所有的输送泵、流量传感器、压力传感器和电磁阀的信号传输系统，通过显示屏界面进行可视化操作。2.如权利要求1所述二氧化碳资源化...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：深圳中科翎碳生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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