二氧化碳的隔离和捕集制造技术

用电解活化海水将二氧化碳转化成稳定物质的方法，以及使用这种方法隔离来自燃煤电厂（８２）和类似二氧化碳产生设备的二氧化碳以及从大气中捕集和隔离二氧化碳的应用。使用单极电解池（９１）生产电解活化海水（９２），并且将电解活化海水喷射至接触塔（９３）或空气中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明二氧化碳的隔离和捕集 专利
本专利技术涉及从燃煤电厂和船只之类产生二氧化碳的业务运营中隔离二氧化碳，以及从大气中捕集和隔离二氧化碳。 现有技术 文献中的报告指出，二氧化碳隔离领域大部分工作者所谈论的是通过吸收在单乙醇胺之类的液体中、或者近来是通过使用陶瓷介质进行纳米过滤而使气体浓缩。浓缩二氧化碳之后不可避免的是，研究者提到通过将浓缩的二氧化碳气体储存在地质构造中、尤其是储存在枯竭的天然气气田中从而进行隔离。这种处置方法的问题在于，实用性以及储存二氧化碳的合适地质构造的位置受到限制。 另一种普及的处置方法是将二氧化碳气体储存在深海盐类储库中。这是储存海洋油气田产生的二氧化碳的自然选择。这种处置方法的问题不仅在于实用性以及盐类构造的位置成为特定应用的问题，而且在于难以确定盐类构造安全储存二氧化碳的完整性。二氧化碳可能不知不觉地逸出至海洋中影响海洋环境，或者因为上涌洋流而释放至大气中。 几十年来，三菱公司(Mitsubishi Corporation)已经尝试将二氧化碳泵送至深海中。这种方法所涉及的问题是，二氧化碳的作用可能有害于海洋环境，以及二氧化碳大量上升至表面并且排放至大气中的不确定性。这种海洋埋葬技术目前还没有成功的应用。 本专利技术的目的是提供一种改进的二氧化碳隔离方法，或者至少提供一种可供选择的方法。 专利技术概述 一方面，本专利技术包括隔离二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤 使海水通过以阴极-阴极模式运行的单极电解池，将海水中的氢离子还原成氢气，产生过量的氢氧根离子，从而生产活化海水，氢氧根离子与海水中的金属，包括钙、镁、钠和钾，形成金属氢氧化物或碱，制得活化的海水； 使二氧化碳与活化海水接触，从而形成碳酸； 使碳酸与海水中的金属氢氧化物或碱反应，形成钙、镁、钾和钠的碳酸盐以及水，从而隔离二氧化碳。 优选单极电解池包括阳极池组件和阴极池组件，阳极池组件包括阳极电极和阳极溶解电极，阴极池组件包括阴极电极和阴极溶解电极，电源向阳极池组件和阴极池组件提供直流脉冲电流，阴极电极与电源相连，阴极溶解电极与阳极电极相连，阳极溶解电极与电源相连。 优选通过选自以下的一种或多种方法限制单极电解池中氯气的产生对阳极和阴极电极与它们相应的溶解电极之间的间距进行选择；涂布溶解电极的材料；施加的池电压；溶解电极的物理形状；以及改进海水的化学特性，例如其pH。 优选对来自以下产生二氧化碳的业务运营的二氧化碳进行隔离燃煤、燃油或燃气电厂，燃煤、燃油或燃气高炉，使用柴油或煤燃料的船只，固定式柴油发电机，以及产生二氧化碳的油气井。 在将海水通过单极电解池之前可以对海水进行预热。 向单极电解池施加的直流电脉冲频率可以为2-200千赫。 在产生二氧化碳的业务运营中，可以通过吸收柱使含二氧化碳的废气与活化海水接触，该吸收柱以接近大气压或高压条件操作，将活化海水喷射或引至吸收塔顶部，废气在塔底部引入。吸收装置可以是填充塔或与多板蒸馏柱类似的结构。 在从大气吸收和隔离二氧化碳的应用中，使二氧化碳与活化海水接触的步骤包括从塔顶部喷射活化海水。或者，使二氧化碳与活化海水接触的步骤包括从增湿塔顶部喷射活化海水以提取空气中的二氧化碳，同时由安装在增湿塔底部的空气涡轮发电。 最容易获得的用于活化的液体是海水；但是，也可以将含有钙、镁、钠、钾和其他阳离子的液体用于在具体位置进行活化。 本专利技术另一方面包括用于隔离二氧化碳的设备，该设备包括 以阴极-阴极方式运作的单极电解池， 向单极电解池供电的直流电源， 向单极电解池供应海水的装置， 将海水从单极电解池转移至接触装置的装置， 在接触装置中使海水与二氧化碳接触，从而将二氧化碳隔离至海水中的装置。 优选单极电解池包括阳极池组件和阴极池组件，阳极池组件包括阳极电极和阳极溶解电极，阴极池组件包括阴极电极和阴极溶解电极，电源向阳极池组件和阴极池组件提供直流脉冲电流，阴极电极与电源相连，阴极溶解电极与阳极电极相连，阳极溶解电极与电源相连。 优选电源包括调制装置，从而以2-200千赫的脉冲频率以及30-70％的负载循环向单极电解池供应直流电。 优选电源包括风能发电、太阳能发电或波浪发电。 可以进一步包括涉及预热海水的装置的步骤。 接触装置可以包括吸收塔或柱、用于吸收一些二氧化碳的增湿塔，或者，接触装置包括从塔顶部喷射海水的装置，该塔位于多风岛屿、海岸、驳船或海洋中的船只上。 增湿塔可以包括至少两个较短的辅助二氧化碳吸收塔，它们与增湿塔的底部相连，从而喷射更多的活化海水接触空气以吸收更多的二氧化碳。 附图简要说明 以上一般描述了本专利技术，但是结合附图并通过对方法和优选实施方式的描述有助于理解本专利技术的内容。 附图中 附图说明图1显示以阳极-阴极模式运作的现有技术单极电解系统； 图2显示以适用于本专利技术的阴极-阴极模式运作的现有技术单极电解系统； 图3是电解池处于阴极-阴极模式时阳极电解液和阴极电解液的pH的图。 图4A显示电极结构的优选实施方式； 图4B显示电极结构的进一步优选实施方式的细节； 图5显示来自美国能源部的FutureGen项目的图，显示二氧化碳的可能储存方式； 图6显示将二氧化碳注射至海底盐类构造中的问题； 图7显示海水活化和二氧化碳隔离的实验室规模测试； 图8显示用于现有燃煤电厂的二氧化碳隔离方法； 图9显示用于船只的二氧化碳隔离方法； 图10显示从大气隔离二氧化碳的方法； 图11显示用于增湿塔装置的二氧化碳隔离方法。 本专利技术优选实施方式 通过以下三个部分最佳地描述本专利技术 1.海水活化科技的描述 2.对来自温室气体生产者的二氧化碳进行隔离 3.从大气捕集和隔离二氧化碳。 1.海水活化科技 申请人:获得美国专利5882502关于不使用隔板进行工作的电解池的授权。如我们的英国专利GB2392441“流体的电解活化”以及更近期的PCT/AU2007/000809“水的电解活化”中所述，将这种概念用于不平衡电解或单极模式中。单极模式中省略隔板的电解池如本申请图1中所示，在阳极池发生氧化反应产生酸性水，在阴极池发生还原反应产生碱性水。申请人在以大型实验室规模和商业规模用于对水进行消毒的阳极-阳极模式单极池运行方面具有4年以上的经验，对水进行消毒时，产生过氧化氢、臭氧和自由基作为杀生物剂，操作在电能的脉冲频率为2-50千赫、负载循环为50-70％的条件下进行。申请人发现，更高频率的脉冲直流电能产生更好的结果并且使用的能源更少。 在本专利技术中，单极池以阴极-阴极模式运作，如图2所示，在两个池中都实现还原条件。在这种阴极-阴极模式中，电流从阳极电极和阴极电极向外流动。这通过大规模实验室测试得到确定，如图3中所示，从两个池产生的水都变成碱性。而图2显示，独立地将水输送至处于阴极模式的阳极池并从该池离开，对于阴极池也是如此，也可以将处于阴极模式的阳极池的排出物输送至阴极池，原因在于两个池都处于还原模式。 使海水活化用于隔离二氧化碳的基本概念首先要通过将H(+)离子还原成氢气而使海水含有更多的OH(-)离子。这通过将单极池设置成阴极-阴极模式而实现。存在过量OH(-)离子时，它们将与海水中的钙、镁、钠和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：　　使海水通过以阴极－阴极模式运作的单极电解池，将海水中的氢离子还原成氢气，使得氢氧根离子过量，产生活化海水，所述氢氧根离子与海水中的金属，包括钙、镁、钠和钾，形成金属氢氧化物或碱，以产生活化的海水；　　使二氧化碳接触活化海水从而形成碳酸；　　使碳酸与海水中的金属氢氧化物或碱反应形成钙、镁、钾和钠的碳酸盐以及水，从而以金属碳酸盐方式隔离二氧化碳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫安东尼奥M戈麦斯，
申请(专利权)人：鲁道夫安东尼奥M戈麦斯，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]