本发明专利技术涉及二氧化碳的利用及转化领域，尤其涉及二氧化碳捕集与催化循环利用的制备方法，包括从烟气中捕集及热解产生的二氧化碳经大功率等离子体催化后生成一氧化碳，一氧化碳用于燃烧或工业应用后生成二氧化碳被捕集循环利用。本发明专利技术的有益效果在于：（1）本发明专利技术通过碳酸纳、催化剂、活性剂的协同作用，显著提高二氧化碳捕集率；（2）溶液快速分解二氧化碳，降低分解成本；（3）在等离子体、催化剂、活性剂的协同作用下，显著降低二氧化碳转化温度，提高二氧化碳转化率；（4）节能环保，节约燃煤10%—85%，实现二氧化碳近零排放；（5）设备投资少，可大量捕集和转化循环利用二氧化碳资源，适合重点耗煤行业规模化节能环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳的利用及转化领域，尤其涉及。
技术介绍
CO2作为大气温室效应的主要元凶及全球天气异常的重要因素，减排CO2是现今的重要研究课题之一。据统计，CO2每年的排放量正在逐年上升，截止到2006年年底，全球CO2的排放量已经达到62亿公吨，如今大气中的CO2水平比过去65万年高出了 27%，达到了一个非常严峻的数字。在CO2的排放源中，以燃煤电站占据绝大多数，其次是工业上的一些燃废气的排放及全球汽车废气排放，另外还有一些生活废气，这些废气的排放大大增加了 CO2在空气中的比重，在极短时间内改变了空气质量，造成了温室效应。燃煤电站是长期稳定的排放CO2源，是CO2减排的重中之重，因此如何做好CO2减排工作，使我国免受减排指标的困扰，实现可持续发展。捕集CO2有多种方法，工业上一般通过化学吸收法，其原理是工业上产生的CO2与化学吸收剂发生反应而被吸收，吸收了 CO2的溶液经过再生热解塔释放出CO2，释放出CO2的溶液被再次用于吸收CO2循环利用。早期工业上用于吸收CO2的化学吸收剂为碳酸钠，碳酸钠吸收CO2后生成NaHCO3, NaHCO3后分解成Na2CO3与CO2。但是由于在分解反应过程中，反应的温度不高，因此反应的效率受到了极大的影响，且吸收速度低、效果不高，造成工业成本与能耗过高。二氧化碳的化学转化可以采用多种途径，主要包括:直接分解为碳、氧气、一氧化碳、与有机物反应、与氢气反应生成甲醇等，转化反应的供能方式除加热外，还有光、电以及等离子体等。其中，等离子体辅助二氧化碳是非常有前景的，因为等离子体中含有大量活性的电子、离子、激发态的分子和自由基，这些活性粒子容易使稳定的分子活化并参加化学反应。现今国内外对等离子体技术在煤气化、煤化工、以及二氧化碳转化的应用上，都有公开报道，但这些应用由于技术实施投资大、效果不理想、运行成本高等原因，所以也少有较大规模的产业应用成功案例报道
技术实现思路
本专利技术为克服上述的不足之处，目的在于提供，以Na2CO3为化学吸收剂，在原有的工业基础上，解决Na2CO3吸收速度低、效果不高的问题，降低工业成本与能耗，提高CO2的转化率；同时通过大功率等离子体实现大批量的二氧化碳转化，生成一氧化碳再利用后生成的二氧化碳被捕集循环利用，实现工业上的零排放。本专利技术是通过以下技术方案达到上述目的:，包括:二氧化碳捕集与热解方法及大功率等离子体催化二氧化碳方法，从烟气中捕集及热解产生的二氧化碳经大功率等离子体催化后生成一氧化碳，一氧化碳用于燃烧或工业应用后重新生成二氧化碳被捕集，循环利用并实现二氧化碳的近零排放:所述二氧化碳捕集与热解方法包括以下步骤:Al)将碳酸氢纳溶液与催化剂、活性剂充分溶合，制成二氧化碳吸收剂溶液，其中催化剂为含量5%以上全溶性腐植酸，或全溶性黄腐植酸；活性剂为含量5%以上的全溶性生化氨基酸；A2)将碳化塔的温度控制在60— 70°C，将步骤Al)所述的二氧化碳吸收剂溶液在碳化塔中与进入的烟气中接触，使烟气中二氧化碳产生化学反应:Na2C03+C02+H20——2NaHC03,生成含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液；A3)将步骤A2)所述的含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液输入热解塔进行热解处理，热解控制优选温度为85— 98°C，产生化学反应:2NaHC03——Na2C03+C02+H20,获得二氧化碳气体和碳酸钠溶液；A4)将步骤A3)所述的二氧化碳气体输入冷凝气水分离器进行冷凝脱水处理，再压缩成液态置入C02气罐储存；A5)将步骤A3)所述的碳酸钠液体按步骤Al)所述方法重新配成二氧化碳吸收剂溶液重复使用；所述大功率等离子体催化二氧化碳方法包括以下步骤:BI)活性剂传感计重器、催化剂传感计重器、煤粉传感计重器分别按计量比例输送活性剂、催化剂、煤粉进入管道，C02气罐向管道内输送二氧化碳气体；B2)将催化反应炉的温度控制在550— 1500°C，步骤BI)中的二氧化碳吹送活性齐IJ、催化剂、煤粉经过500W-8000KW等离子体催化器后进入催化反应炉中，二氧化碳、煤在等离子体、活性剂、催化剂的协同作用下，在催化反应炉中充分反应，二氧化碳与煤发生化学反应C+C02-CO,生成一氧化碳；B3)将步骤B2)产生的一氧化碳输入燃烧炉作为燃料燃烧或将一氧化碳气体用于化工应用，一氧化碳燃烧或用于化工应用后重新生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳通过步骤Al) — A5)被捕集后存储在C02气罐中并用于步骤1)，实现二氧化碳的循环利用及近零排放。本专利技术，其特征在于，步骤Al)所述催化剂与二氧化碳用量的重量比例为0.01%—0.5%。作为优选，步骤Al)所述催化剂与二氧化碳用量的重量比例为0.01%—0.5%。作为优选，步骤Al)所述活性剂与二氧化碳用量的重量比例:0.01%—0.5%。作为优选，步骤A3)所述的热解处理采用闪蒸热解方式。作为优选，步骤BI)所述催化剂与二氧化碳用量的重量比例为0.1% — 5%。作为优选，步骤BI)所述催化剂还包括有:偏碱性化合物、含量在1%以上的腐植酸钾、含量在1%以上的钛、钯、锰、钠、铁、钙、镁、锌、铜、铝、硅、磷的腐植酸类、黄腐植酸类合物、含量在1%以上的钛、钯、锰、钾、钠、铁、钙、镁、锌、铜、铝、硅、磷的氧化物及氢氧化物。作为优选，步骤BI)所述活性剂与二氧化碳用量的重量比例:0.1% — 5%。作为优选，步骤BI)所述活性剂还包括有:植物叶绿素粉、铵类、包括含量在5%以上的多肽蛋白类氨基酸、含量在1%以上的铵、钾、钠、铁、钙、镁、锌、铜、铝、硅、磷的腐植酸类、黄腐植酸类合物、含量在1%以上的钾、钠、铁、钙、镁、锌、铜、铝、硅、磷的氧化物及氧化合物。作为优选，步骤B2)中在有氧情况下，二氧化碳与氧气的浓度比为65—82%: 18—35%。作为优选，二氧化碳捕集与催化循环利用的全过程对压力、温度、流量采用远程智能防爆监控系统进行监控。本专利技术的有益效果在于:(1)本专利技术通过碳酸纳、催化剂、活性剂的协同作用，显著提高二氧化碳捕集率；(2)溶液快速分解二氧化碳，降低分解成本；(3)在等离子体、催化齐U、活性剂的协同作用下，显著降低二氧化碳转化温度，提高二氧化碳转化率；(4)节能环保，节约燃煤10% — 85%，实现二氧化碳近零排放；(5)设备投资少，可大量捕集和转化循环利用二氧化碳资源，适合煤电、煤化工、钢铁、水泥、造纸、冶金、印染、化工等重点耗煤行业规模化节能环保。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图；图2是本专利技术具体实施例的大功率等离子体催化二氧化碳的第二种工艺流程示意图；图3是本专利技术具体实施例的大功率等离子体催化二氧化碳的第三种工艺流程示意图；图4是本专利技术具体实施例的等离子体发生器的结构示意图；图5是本专利技术具体实施例的等离子体催化器的结构示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此:图1是本专利技术的工艺流程示意图，图中装置为二氧化碳捕集与催化循环利用装置，包括:烟气进口 1、碳化塔2、碳酸氢钠溶液输送管3、碳酸氢钠溶液泵4、碳酸氢钠热解闪蒸器5、C02+H20气体输送管6、冷凝水与碳酸钠溶液输送管7、C02气体出口管8、C02气柜9、气水冷凝分离器10、冷凝水出口 11、降本文档来自技高网...
【技术保护点】
二氧化碳捕集与催化循环利用的制备方法，其特征在于，包括：二氧化碳捕集与热解方法及大功率等离子体催化二氧化碳方法，从烟气中捕集及热解产生的二氧化碳经大功率等离子体催化后生成一氧化碳，一氧化碳用于燃烧或工业应用后重新生成二氧化碳被捕集，循环利用并实现二氧化碳的近零排放：所述二氧化碳捕集与热解方法包括以下步骤：A1）将碳酸氢纳溶液与催化剂、活性剂充分溶合，制成二氧化碳吸收剂溶液，其中催化剂为含量5%以上全溶性腐植酸，或全溶性黄腐植酸；活性剂为含量5%以上的全溶性生化氨基酸；A2）将碳化塔的温度控制在60—70℃，将步骤A1）所述的二氧化碳吸收剂溶液在碳化塔中与进入的烟气中接触，使烟气中二氧化碳产生化学反应：Na2CO3+CO2+H2O——2NaHCO3，生成含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液；A3）将步骤A2）所述的含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液输入热解塔进行热解处理，热解控制优选温度为85—98℃，产生化学反应：2NaHCO3——Na2CO3+CO2+H2O，获得二氧化碳气体和碳酸钠溶液；????A4）将步骤A3）所述的二氧化碳气体输入冷凝气水分离器进行冷凝脱水处理，再压缩成液态置入CO2气罐储存；A5）将步骤A3）所述的碳酸钠液体按步骤A1）所述方法重新配成二氧化碳吸收剂溶液重复使用；所述大功率等离子体催化二氧化碳方法包括以下步骤：B1）活性剂传感计重器、催化剂传感计重器、煤粉传感计重器分别按计量比例输送活性剂、催化剂、煤粉进入管道，CO2气罐向管道内输送二氧化碳气体；????B2）将催化反应炉的温度控制在550—1500℃，步骤B1）中的二氧化碳吹送活性剂、催化剂、煤粉经过500W?8000KW等离子体催化器后进入催化反应炉中，二氧化碳、煤在等离子体、活性剂、催化剂的协同作用下，在催化反应炉中充分反应，二氧化碳与煤发生化学反应C+CO2——CO，生成一氧化碳；????B3）将步骤B2）产生的一氧化碳输入燃烧炉作为燃料燃烧或将一氧化碳气体用于化工应用，一氧化碳燃烧或用于化工应用后重新生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳通过步骤A1)—A5)被捕集后存储在CO2气罐中并用于步骤1），实现二氧化碳的循环利用及近零排放。...
【技术特征摘要】
1.二氧化碳捕集与催化循环利用的制备方法，其特征在于，包括:二氧化碳捕集与热解方法及大功率等离子体催化二氧化碳方法，从烟气中捕集及热解产生的二氧化碳经大功率等离子体催化后生成一氧化碳，一氧化碳用于燃烧或工业应用后重新生成二氧化碳被捕集，循环利用并实现二氧化碳的近零排放: 所述二氧化碳捕集与热解方法包括以下步骤: Al)将碳酸氢纳溶液与催化剂、活性剂充分溶合，制成二氧化碳吸收剂溶液，其中催化剂为含量5%以上全溶性腐植酸，或全溶性黄腐植酸；活性剂为含量5%以上的全溶性生化氨基酸； A2)将碳化塔的温度控制在60— 70°C，将步骤Al)所述的二氧化碳吸收剂溶液在碳化塔中与进入的烟气中接触，使烟气中二氧化碳产生化学反应:Na2C03+C02+H20——2NaHC03,生成含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液； A3 )将步骤A2 )所述的含有碳酸氢钠的二氧化碳吸收剂溶液输入热解塔进行热解处理，热解控制优选温度为85— 98°C，产生化学反应:2NaHC03——Na2C03+C02+H20，获得二氧化碳气体和碳酸钠溶液；A4)将步骤A3)所述的二氧化碳气体输入冷凝气水分离器进行冷凝脱水处理，再压缩成液态置入C02气罐储存； A5)将步骤A3)所述的碳酸钠液体按步骤Al)所述方法重新配成二氧化碳吸收剂溶液重复使用； 所述大功率等离子体催化二氧化碳方法包括以下步骤: BI)活性剂传感计重器、催化剂传感计重器、煤粉传感计重器分别按计量比例输送活性齐U、催化剂、煤粉进入管道，C02气罐向管道内输送二氧化碳气体；B2)将催化反应炉的温度控制在550—1500°C，步骤BI)中的二氧化碳吹送活性剂、催化剂、煤粉经过500W-8000KW等离子体催化器后进入催化反应炉中，二氧化碳、煤在等离子体、活性剂、催化剂的协同作用下，在催化反应炉中充分反应，二氧化碳与煤发生化学反应C+C02——CO,生成一氧化碳；B3)将步骤B2)产生的一氧化碳输入燃烧炉作为燃料燃烧或将一氧化碳气体用于化工应用，一氧化碳燃烧或用于化工应用后重新生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳通过步骤A...
【专利技术属性】
技术研发人员：程礼华，沈宏良，应惟白，
申请(专利权)人：程礼华，沈宏良，应惟白，
类型：发明
国别省市：
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