【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳捕集与转化和太阳能利用领域，具体涉及co2捕集-转化制合成气的系统以及利用含co2的烟气制备合成气的方法。
技术介绍
1、合成气(主要成分为co和h2)是现代化工的基石，通常来源于煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气、污泥和生物质等的转化，可用于直接或间接合成甲醇、醋酸、合成氨、乙二醇、烯烃、合成油等大宗基础化工产品和油品。
2、我国能源资源的特点为富煤、贫油、少气，因此，煤气化是我国当前合成气生产的主要路径。煤气化技术具有原料适应性强、工艺简单、有效气体成分高等特点，但其面临着能耗高、碳排放突出等问题。
3、目前电力、水泥、钢铁及化工等工业过程的co2排放量占据碳排放的主导地位，加强上述能源密集型行业的co2减排刻不容缓。燃烧烟气co2捕集与利用技术(ccu)以燃烧烟气co2作为碳源，通过co2捕集与分离及加氢催化将co2转化为增值合成气产品，实现c1资源循环利用，可望作为煤气化制合成气的替代或补偿方法，是co2减排与利用的重要途径。但ccu技术当前面临co2分离和转化过程独立，工艺繁琐且能耗高，投资运行成本高等问题。
4、亟需开发一种节能低碳的合成气生产工艺。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有co2捕集与利用技术中存在的co2分离和转化过程独立且反应条件变化所带来的工艺繁琐问题，以及存在能耗高、运行成本高的问题，提供一种co2捕集-转化制合成气的系统以及利用含co2的烟气制备合成气的方法。
2、为了实现上
3、其中，所述集热发电单元a包括太阳能聚集装置1、光谱分频器2和光伏电池3，用于对太阳光进行聚光分频，得到短波光和长波光，并利用所述短波光进行光伏发电得到电能；
4、所述制氢单元b包括光伏逆变器4和电解水槽5，用于利用所述电能分解水，得到h2；
5、所述co2捕集-转化单元c包括双螺旋管集热反应器6，用于在所述长波光提供的温度下，利用co2捕集-转化双功能催化剂对含co2的烟气进行co2吸附，得到的脱碳烟气进行收集，并将吸附co2的催化剂与所述制氢单元b得到的h2混合进行逆水煤气变换反应，得到合成气。
6、本专利技术第二方面提供一种利用含co2的烟气制备合成气的方法，包括：
7、(1)将太阳光进行聚光分频，得到短波光和长波光，并利用所述短波光进行光伏发电，得到电能；
8、(2)利用所述电能分解水，得到h2；
9、(3)在所述长波光提供的温度下，利用co2捕集-转化双功能催化剂对含co2的烟气进行co2吸附，得到的脱碳烟气进行收集，并将吸附co2的催化剂与所述电能分解水得到的h2混合进行逆水煤气变换反应，得到合成气。
10、通过上述技术方案，本专利技术利用太阳能全光谱分频热电联用，可在同一反应装置内完成烟气中co2分离与加氢催化转化制增值合成气，实现co2捕集与利用工艺的集成；通过太阳能全光谱分频集热驱动ccu制合成气，将太阳热能转化为高品位燃料化学能，实现太阳能的高效利用与高密度储能。
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1.一种CO2捕集-转化制合成气的系统，其特征在于，包括：集热发电单元(A)、制氢单元(B)和CO2捕集-转化单元(C)；
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光谱分频器(2)、光伏电池(3)和双螺旋管集热反应器(6)设置在所述太阳能聚集装置(1)的上方；
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，在所述集热发电单元(A)中，所述太阳能聚集装置(1)选自碟式聚光镜、线性菲涅耳聚光镜、塔式聚光镜和槽式聚光镜中的至少一种，优选为槽式聚光镜；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述制氢单元(B)还包括气液分离器(7)和冷却器(8)；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述CO2捕集-转化单元(C)中，所述双螺旋管集热反应器(6)包括两根并联且相互螺旋缠绕的反应管，所述反应管的表面涂覆吸热涂层；
6.一种利用含CO2的烟气制备合成气的方法，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述含CO2的烟气中，CO2的含量≥10v％。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述CO2吸附与所述逆水煤气变换反应在相同温度下进行；
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其中，所述CO2捕集-转化双功能催化剂的组分包括：活性金属组分、金属氧化物助剂和氧化钙；其中，基于所述材料的总重量，所述活性金属组分的含量为1-30wt％，所述金属氧化物助剂的含量为1-20wt％，氧化钙的含量为50-98wt％；
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在所述含CO2的烟气进行CO2吸附前，将所述含CO2的烟气与光伏发电所使用的发电装置进行热交换，对所述含CO2的烟气进行预热处理，并实现对所述发电装置控温。
...【技术特征摘要】
1.一种co2捕集-转化制合成气的系统，其特征在于，包括：集热发电单元(a)、制氢单元(b)和co2捕集-转化单元(c)；
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光谱分频器(2)、光伏电池(3)和双螺旋管集热反应器(6)设置在所述太阳能聚集装置(1)的上方；
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，在所述集热发电单元(a)中，所述太阳能聚集装置(1)选自碟式聚光镜、线性菲涅耳聚光镜、塔式聚光镜和槽式聚光镜中的至少一种，优选为槽式聚光镜；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述制氢单元(b)还包括气液分离器(7)和冷却器(8)；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述co2捕集-转化单元(c)中，所述双螺旋管集热反应器(6)包括两根并联且相互螺旋缠绕的反应管，所述反应管的表面涂覆吸热涂层；
6.一种利用含co2的烟气制备合成气的方法，包括：
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，郭本帅，江洋洋，杨绪甲，郭亚飞，毛松柏，黄浦，王瑞林，赵传文，黄钟斌，黄汉根，季燕，赵静妍，叶宁，马敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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