【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学脱碳，具体涉及一种内部碳循环系统及工业脱碳方法及系统。
技术介绍
1、中国是全球最大的水泥生产国和消费国，且消费量也占全球一半以上。从碳排放的角度看，水泥行业占全国总碳排放的比例约13％，仅次于电力和钢铁行业，其中过程排放是水泥行业减排的最大难点，水泥生产过程中约60％的碳排放来自碳酸盐分解产生的二氧化碳，所以水泥行业的减排至关重要。
2、难以消除的大规模碳排放会成为水泥和煤火发电行业碳中和道路上的最大挑战，如今有一些可应用于水泥和煤火发电行业的脱碳路径，这其中包括使用其他燃料来替代化石燃料、提高水泥和煤火发电行业生产能效或是实行碳捕集等，对企业造成较大的成本负担，所以一种简单、高效、可以应用于水泥行业的脱碳系统迫在眉睫，如若可以将水泥和煤火发电等生产中产生的二氧化碳经过一系列处理后能在本地被重新利用，如此一来，一方面减少了碳的排放，降低了二氧化碳的直接排放，减少了类似“碳排放税”等成本；另一方面也弥补了由于脱碳、储存、运输等环节带来的成本的增加，从而创造了生产之外的经济效益。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决上述现有技术出现的一些不足，提供一种内部碳循环系统及工业脱碳方法，该系统通过设置升温以及降温的换热器和反应器将二氧化碳裂解为一氧化碳和氧气，实现了可应用于水泥或煤火发电行业中的脱碳储能技术。
2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种内部碳循环系统，包括两个气体储存罐、截止阀、
4、其中两个气体储存罐提供两种不同的气体储存，两种气体分别是二氧化碳和氮气；截止阀用于控制气体流量的大小以及其通断；闸阀控制两种气体的通断；三通阀和四通阀则分别为管路提供三个和四个出入口；流量控制阀用于控制管路中的流量上限；换热器对较低温气体进行升温，也可以对较高温气体进行降温；气体干燥装置则对气体进行干燥；加热炉反应器对反应物进行加热并提供反应场所；热储存装置则可以对高温气体的热能进行储存以便后续使用；压差摆动吸附装置有效地将一氧化碳和二氧化碳进行分离；增压装置对回收co2气体进行加压重新进入回路中。三通阀后的输出两端均设置有闸阀，以便不同类型的输出气体从不同的管路输出。
5、本专利技术还包括智能控制器，它是一个微型电脑系统，按照技术要求设计的程序对其外围被控组件进行相应的智能设置调整和发出控制指令。所述智能控制器通分别与截止阀、闸阀、三通阀、四通阀、气体干燥装置、流量限制阀、换热器、加热炉反应器、热储存装置、压差摆动吸附装置、增压装置相连。
6、本专利技术还包括压强调节装置，压强调节装置安装在换热器第一输出口和加热炉反应器输入口之间，智能控制器与压强调节装置相连。压强调节装置对输入的n2或co2气体进行压强调节后进入加热炉反应器中。
7、本专利技术还包括四个止回阀，两个止回阀分别连接在两个截止阀与四通阀的第一输入口和第二输入口之间；另外两个止回阀分别连接在压差摆动吸附装置与第二闸阀之间及第三闸阀与四通阀第三输入口之间，止回阀防止反应气体回流到气体储存罐或是主管路中。
8、本专利技术还包括一个流量指示计、四个温度指示计，流量指示计安装在流量限制阀与换热器第一输入口之间；四个温度指示计分别安装在换热器的两个输入口和两个输出口的管路上，智能控制器分别与流量指示计和四个温度指示计相连；用于监测管路中有关流量参数；温度指示计用于监测管路中有关温度参数。
9、一种内部碳循环系统的工业脱碳方法，两个气体储存罐分别装二氧化碳和氮气，加热炉反应器内装填钙钛矿，其特征在于包含两个步骤：一个是钙钛矿的热还原步骤，另一个是钙钛矿的热氧化步骤，且两个步骤循环交替使用，使得系统不断对排放的二氧化碳实现内部碳循环脱碳；
10、所述钙钛矿的热还原步骤具体为：通过关闭co2管路中的截止阀来实现只有n2作为此步骤的唯一气体输入；在n2气体流经截止阀、止回阀、四通阀、气体干燥装置、流量控制阀，进入换热器后直接或经过压强调节装置进入加热炉反应器后，再次进入换热器进行降温，在混合气体流出换热器后经过热储存装置以及三通阀后，将o2和n2混合气体从与三通阀第一输出口连接的第一闸阀排出；
11、所述钙钛矿的热氧化步骤具体为：通过关闭n2管路中的截止阀来实现只有co2作为此步骤的唯一气体输入，在co2气体流经截止阀、止回阀、四通阀、气体干燥装置、流量控制阀，进入换热器后直接或经过压强调节装置进入加热炉反应器，后再次进入换热器进行降温，在混合气体流出换热器后经过热量储存装置、三通阀以及第二闸阀后，通过压差摆动吸附装置分离出co气体以及co2气体，co气体直接排出到后续处理装置，而co2气体依次经过增压装置、第三闸阀及止回阀后重新进入四通阀。
12、本专利技术还包括一个流量指示计、四个温度指示计，流量指示计安装在流量限制阀与换热器第一输入口之间；流量指示计用于监测管路中有关流量参数，供现场人员监测输入气体的实时流量；四个温度指示计分别安装在换热器的两个输入口和两个输出口的管路上，智能控制器分别与流量指示计和四个温度指示计相连；温度指示计用于监测管路中有关温度参数，供现场人员监测升温或是降温前后的温度。
13、所述钙钛矿的热还原步骤中加热炉反应器中钙钛矿还原温度在650-750℃。
14、所述钙钛矿的热氧化步骤中加热炉反应器中钙钛矿氧化温度在750-850℃。
15、本专利技术的有益效果：
16、1.本专利技术的系统可以有效地对co2进行裂解，实现了系统内碳循环的工业脱碳，此系统只会输出o2、n2以及co气体，不会输出对环境造成污染co2的气体，实现了水泥或煤火发电行业的脱碳储能技术。
17、2.本专利技术的工业脱碳方法无需对整个工厂的设施进行重新设计制造以及安装，只需要在co2排放口处连接本专利技术的系统即可，这样一来，在完全实现零碳排放的同时，也提升了整个产业链的经济效益。
18、3.本专利技术的换热器可以节省由于气体不断升温和降温而造成的大量能量损失，在气体初次经过换热器吸收的热量有一部分来自于气体第二次经过换热器降温而放出的热量，如此一来，不仅仅提高了系统的加热效率，而且还节省了能量的使用。
19本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内部碳循环系统，包括两个气体储存罐、截止阀、闸阀、三通阀、四通阀、流量限制阀、换热器、气体干燥装置、加热炉反应器、热储存装置、压差摆动吸附装置以及增压装置，其特征在于：两个气体储存罐分别通过一个截止阀与四通阀第一输入口和第二输入口相连，四通阀的一个输出口依次与气体干燥装置、流量限制阀、换热器第一输入口相连，换热器第一输出口与加热炉反应器输入口相连，加热炉反应器输出口与换热器的第二输入口相连，换热器的第二输出口依次与热储存装置、三通阀输入口相连，三通阀第一输出口连接第一闸阀，三通阀第二输出口依次连接第二闸阀、压差摆动吸附装置，压差摆动吸附装置第一个输出口排出CO，CO气体输入后续处理装置，压差摆动吸附装置第二个输出口与增压装置输入口相连，增压装置输出口依次与第三闸阀、四通阀第三输入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括智能控制器，智能控制器分别与截止阀、闸阀、气体干燥装置、流量限制阀、换热器、加热炉反应器、热储存装置、压差摆动吸附装置以及增压装置相连。
3.根据权利要求2所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括压
4.根据权利要求1、2或3所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括四个止回阀，两个止回阀分别连接在两个截止阀与四通阀的第一输入口和第二输入口之间；另外两个止回阀分别连接在压差摆动吸附装置与第二闸阀之间及第三闸阀与四通阀第三输入口之间。
5.根据权利要求4所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括一个流量指示计、四个温度指示计，流量指示计安装在流量限制阀与换热器第一输入口之间；四个温度指示计分别安装在换热器的两个输入口和两个输出口的管路上，智能控制器与流量指示计和四个温度指示计相连。
6.根据权利要求4所述的一种内部碳循环系统的工业脱碳方法，两个气体储存罐分别装二氧化碳和氮气，加热炉反应器内装填钙钛矿，其特征在于包含两个步骤：一个是钙钛矿的热还原步骤，另一个是钙钛矿的热氧化步骤，且两个步骤循环交替使用，使得系统不断对排放的二氧化碳实现内部碳循环脱碳；
7.根据权利要求6所述的一种内部碳循环系统的工业脱碳方法，其特征在于：还包括一个流量指示计，四个温度指示计，流量指示计安装在流量限制阀与换热器第一输入口之间；四个温度指示计分别安装在换热器的两个输入口和两个输出口的管路上，智能控制器与流量指示计和四个温度指示计相连。
8.根据权利要求6所述的一种内部碳循环系统的工业脱碳方法，其特征在于：所述钙钛矿的热还原步骤中加热炉反应器中钙钛矿还原温度在650-750℃。
9.根据权利要求6所述的一种内部碳循环系统的工业脱碳方法，其特征在于：所述钙钛矿的热氧化步骤中加热炉反应器中钙钛矿氧化温度在750-850℃。
...【技术特征摘要】
1.一种内部碳循环系统，包括两个气体储存罐、截止阀、闸阀、三通阀、四通阀、流量限制阀、换热器、气体干燥装置、加热炉反应器、热储存装置、压差摆动吸附装置以及增压装置，其特征在于：两个气体储存罐分别通过一个截止阀与四通阀第一输入口和第二输入口相连，四通阀的一个输出口依次与气体干燥装置、流量限制阀、换热器第一输入口相连，换热器第一输出口与加热炉反应器输入口相连，加热炉反应器输出口与换热器的第二输入口相连，换热器的第二输出口依次与热储存装置、三通阀输入口相连，三通阀第一输出口连接第一闸阀，三通阀第二输出口依次连接第二闸阀、压差摆动吸附装置，压差摆动吸附装置第一个输出口排出co，co气体输入后续处理装置，压差摆动吸附装置第二个输出口与增压装置输入口相连，增压装置输出口依次与第三闸阀、四通阀第三输入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括智能控制器，智能控制器分别与截止阀、闸阀、气体干燥装置、流量限制阀、换热器、加热炉反应器、热储存装置、压差摆动吸附装置以及增压装置相连。
3.根据权利要求2所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括压强调节装置，压强调节装置安装在换热器第一输出口和加热炉反应器输入口之间，智能控制器与压强调节装置相连。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种内部碳循环系统，其特征在于：还包括四个止回阀，两个止回阀分别连接在两个截止阀与四通阀的第一输入口和第...
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