【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的方面和实施方案涉及用于酸化海水以产生和捕获二氧化碳(co2)和氢气(h2)的装置和方法。
技术介绍
技术实现思路
0、概述
1、根据一个方面，提供了一种用于从具有碳酸盐物质的水中产生二氧化碳和氢气的设备。设备可以包括阳极隔室和阴极隔室，该阳极隔室具有设置在阳极隔室的第一侧上的阳极，该阴极隔室具有设置在阴极隔室的第一侧上的阴极。设备可以包括设置在阳极隔室的第二侧上的第一阳离子可渗透流体隔板。设备还可以包括设置在阴极隔室的第二侧上的第二阳离子可渗透流体隔板。设备还可以包括界定在第一阳离子可渗透流体隔板和第二阳离子可渗透流体隔板之间的中央隔室。设备另外可以包括流量控制系统(flow controlsystem)，该流量控制系统被配置成独立地控制水通过阳极隔室、阴极隔室和中央隔室中的每一个的流量。
2、在另外的实施方案中，设备可以包括可流体地连接至阳极隔室、阴极隔室和中央隔室中的每一个的水源，例如海水。
3、在另外的实施方案中，设备可以包括ph传感器，该ph传感器设置在中央隔室的下游并且被配置成测量来自中央隔室的流出物的ph。在某些实施方案中，设备可以包括控制器，该控制器被配置成从ph传感器接收来自中央隔室的流出物的ph的测量值，并且调节通过中央隔室的水的流量或跨阳极和阴极施加的电流中的一个或两者，以将来自中央隔室的流出物的ph保持在预定水平。预定水平是来自中央隔室的流出物中的大部分的碳酸盐物质作为碳酸即h2co3存在的水平。
4、在一些实施方
5、在另外的实施方案中，设备还可以包括电导率传感器，该电导率传感器被构造和布置成测量来自阳极隔室、阴极隔室和中央隔室的一种或更多种流出物的电导率。在另外的实施方案中，控制器可以被配置成响应于来自电导率传感器的电导率测量值来调节通过阴极隔室的水的流量。在另外的实施方案中，控制器可以被配置成响应于来自电导率传感器的电导率测量值来调节从阳极隔室到阴极隔室的流出物的流量。在另外的实施方案中，控制器可以被配置成将通过阴极隔室的水的流量调节到不会导致在阴极上形成垢的流量。在另外的实施方案中，控制器可以被配置成响应于来自电导率传感器的电导率测量值来调节通过阳极隔室的水的流量。在另外的实施方案中，控制器可以被配置成将通过阳极隔室的水的流量最小化到不会导致阳极遮蔽的流量。
6、在另外的实施方案中，设备可以包括再循环管线，该再循环管线被配置成将来自阳极隔室的流出物的至少一部分再循环到阳极隔室的入口。
7、在另外的实施方案中，设备可以包括再循环管线，该再循环管线被配置成将来自阴极隔室的流出物的至少一部分再循环到阴极隔室的入口。在另外的实施方案中，设备可以包括第二再循环管线，该第二再循环管线被配置成将来自阳极隔室的流出物的至少一部分再循环到阴极隔室的入口。
8、在另外的实施方案中，设备可以包括再循环管线，该再循环管线被配置成将来自中央隔室的流出物的至少一部分再循环到中央隔室的入口。在另外的实施方案中，设备可以包括再循环管线，该再循环管线被配置成将来自中央隔室的流出物的至少一部分再循环到阳极隔室和阴极隔室中的一个或两者的入口。
9、在另外的实施方案中，设备可以包括气体回收系统，该气体回收系统被配置成从来自阳极隔室、阴极隔室或中央隔室中的一个或更多个的流出物中的一种或更多种中去除氢气、二氧化碳或氧气中的一种或更多种。在一些实施方案中，气体回收系统可以包括一个或更多个真空汽提器(vacuum stripper)。
10、在一些实施方案中，阳极包括析氧包覆层(oxygen evolving coating)，该析氧包覆层包含氧化铱或magneli相钛低氧化物中的一种。在一些实施方案中，阳极可以包括合金，该合金包括不锈钢、铱钴(ir-co)、铱钽(ir-ta)或其他铱物质或钽物质中的一种。
11、根据一个方面，提供了从海水中产生氢气、二氧化碳和氧气的方法。方法可以包括将海水引入至电解池的阳极隔室、阴极隔室和中央隔室中的每一个中。方法可以包括将通过中央隔室的流量或跨阳极和阴极的电流中的一个或两者保持在导致来自中央隔室的流出物表现出在预定范围内的ph的水平。方法还可以包括将通过阴极隔室的流量保持在减轻阴极上形成垢的水平。方法还可以包括将通过阳极隔室的流量保持在减轻阳极遮蔽的水平。方法另外可以包括从分别来自阳极隔室、中央隔室或阴极隔室中的一个或更多个的流出物中去除氢气、二氧化碳或氧气中的一种或更多种。电解池可以包括阳极，阴极，与阳极间隔开并界定阳极隔室的第一阳离子可渗透流体隔板，与阴极间隔开并界定阴极隔室的第二阳离子可渗透流体隔板，界定在第一阳离子可渗透流体隔板和第二阳离子可渗透流体隔板之间的中央隔室，以及被配置成独立控制海水通过阳极隔室、阴极隔室和中央隔室中的每一个的流量的流量控制系统。
12、在另外的实施方案中，方法可以包括将通过阴极隔室的流量保持在减轻阴极上形成垢的最低水平。
13、在另外的实施方案中，方法可以包括将通过阳极隔室的流量保持在减轻阳极遮蔽的最低水平。
14、在另外的实施方案中，方法可以包括将来自阳极隔室的流出物的一部分引入至阳极隔室的入口中，同时将海水引入至阳极隔室中。
15、在另外的实施方案中，方法可以包括将来自阳极隔室的流出物的一部分引入至阴极隔室的入口中，同时将海水引入至阳极隔室中。
16、在另外的实施方案中，方法可以包括将来自中央隔室的流出物的一部分引入至中央隔室的入口中，同时将海水引入至中央隔室中。
17、在另外的实施方案中，方法可以包括将通过阳极隔室、阴极隔室或中央隔室中的至少一个的流量保持在与通过阳极隔室、阴极隔室或中央隔室中的至少另一个的流量不同的水平。
18、在另外的实施方案中，方法可以包括将通过阴极隔室的流量保持在比通过中央隔室的流量高的流量。
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1.一种用于从具有碳酸盐物质的水中产生二氧化碳和氢气的设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，还包括可流体地连接至所述阳极隔室、所述阴极隔室和所述中央隔室中的每一个的水源。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括pH传感器，所述pH传感器设置在所述中央隔室的下游并且被配置成测量来自所述中央隔室的流出物的pH。
4.根据权利要求3所述的设备，还包括控制器，所述控制器被配置成从所述pH传感器接收来自所述中央隔室的所述流出物的pH的测量值，并且调节通过所述中央隔室的水的流量或跨所述阳极和所述阴极施加的电流中的一个或两者，以将来自所述中央隔室的所述流出物的pH保持在预定水平。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述预定水平是来自所述中央隔室的所述流出物中的大部分的碳酸盐物质作为H2CO3存在的水平。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器被配置成将来自所述中央隔室的所述流出物的pH保持在从约2.5至约6.5的范围内。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括电导率传感器，所述电导率传感器被配置成测量来自所
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节通过所述阴极隔室的水的流量。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节从所述阳极隔室到所述阴极隔室的流出物的流量。
10.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成将通过所述阴极隔室的水的流量调节到不会导致在所述阴极上形成垢的流量。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节通过所述阳极隔室的水的流量。
12.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成将通过所述阳极隔室的水的流量最小化到不会导致所述阳极遮蔽的流量。
13.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述阳极隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阳极隔室的入口。
14.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述阴极隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阴极隔室的入口。
15.根据权利要求14所述的设备，还包括第二再循环管线，所述第二再循环管线被配置成将来自所述阳极隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阴极隔室的所述入口。
16.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述中央隔室的流出物的至少一部分再循环到所述中央隔室的入口。
17.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述中央隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阳极隔室的入口和所述阴极隔室的入口中的一个或两者。
18.根据权利要求1所述的设备，还包括气体回收系统，所述气体回收系统被配置成从来自所述阳极隔室、所述阴极隔室或所述中央隔室的所述流出物中的一种或更多种中去除氢气、二氧化碳或氧气中的一种或更多种。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述气体回收系统包括一个或更多个真空汽提器。
20.根据权利要求1所述的设备，其中所述阳极包括析氧包覆层，所述析氧包覆层包含铱低氧化物、Magneli相二氧化钛、不锈钢、铱钴(Ir-Co)、铱钽(Ir-Ta)或其他铱物质或钽物质中的一种。
21.一种从海水中产生氢气、二氧化碳和氧气的方法，所述方法包括：
22.根据权利要求21所述的方法，还包括将通过所述阴极隔室的所述流量保持在减轻在所述阴极上形成垢的最低水平。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括将通过所述阳极隔室的所述流量保持在减轻所述阳极遮蔽的最低水平。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括将来自所述阳极隔室的流出物的一部分引入至所述阳极隔室的入口中，同时将所述海水引入至所述阳极隔室中。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括将来自所述阳极隔室的流出物的一部分引入至所述阴极隔室的入口中，同时将所述海水引入至所述阳极隔室中。
26.根据权利要求21所述的方法，还包括将来自所述阳极隔室的流出物的一部分引入至所述阳极隔室的入口中，同时将所述海水引入至所述阳极隔室中。
27.根据权利要求21所述的方法，还包括将来自所述中央隔室的所述流出物的一部分引入至所述中央隔室的入口中，同时将...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于从具有碳酸盐物质的水中产生二氧化碳和氢气的设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，还包括可流体地连接至所述阳极隔室、所述阴极隔室和所述中央隔室中的每一个的水源。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括ph传感器，所述ph传感器设置在所述中央隔室的下游并且被配置成测量来自所述中央隔室的流出物的ph。
4.根据权利要求3所述的设备，还包括控制器，所述控制器被配置成从所述ph传感器接收来自所述中央隔室的所述流出物的ph的测量值，并且调节通过所述中央隔室的水的流量或跨所述阳极和所述阴极施加的电流中的一个或两者，以将来自所述中央隔室的所述流出物的ph保持在预定水平。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述预定水平是来自所述中央隔室的所述流出物中的大部分的碳酸盐物质作为h2co3存在的水平。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器被配置成将来自所述中央隔室的所述流出物的ph保持在从约2.5至约6.5的范围内。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括电导率传感器，所述电导率传感器被配置成测量来自所述阳极隔室、所述阴极隔室和所述中央隔室的一种或更多种流出物的电导率。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节通过所述阴极隔室的水的流量。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节从所述阳极隔室到所述阴极隔室的流出物的流量。
10.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成将通过所述阴极隔室的水的流量调节到不会导致在所述阴极上形成垢的流量。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成响应于来自所述电导率传感器的电导率测量值来调节通过所述阳极隔室的水的流量。
12.根据权利要求7所述的设备，其中所述控制器还被配置成将通过所述阳极隔室的水的流量最小化到不会导致所述阳极遮蔽的流量。
13.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述阳极隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阳极隔室的入口。
14.根据权利要求1所述的设备，还包括再循环管线，所述再循环管线被配置成将来自所述阴极隔室的流出物的至少一部分再循环到所述阴极隔室的入口。
15.根据权利要求14所述的设备，还包括第二再循环管线，所述第二再循环管线被配置成...
【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚·格里菲斯，梁荔乡，西蒙·P·杜克斯，本杰明·萨特菲尔德，扎克尔·卡西姆·费提格，
申请(专利权)人：懿华水处理技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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