二氧化碳捕集与催化循环利用装置制造方法及图纸

本实用新型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装置，包括：二氧化碳捕集与热解系统、远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统、烟气处理系统。本实用新型专利技术的有益效果在于：（1）本实用新型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。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本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装置。 
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
本技术为克服上述的不足之处，目的在于提供二氧化碳捕集与催化循环利用装置，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。 本技术是通过以下技术方案达到上述目的：二氧化碳捕集与催化循环利用装置，包括：二氧化碳捕集与热解系统、远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统、烟气处理系统；所述二氧化碳捕集与热解系统与远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统连接，远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统与烟气处理系统连接，烟气处理系统与二氧化碳捕集与热解系统连接；所述烟气经烟气处理系统处理后经二氧化碳捕集与热解系统捕集热解后输出纯净的二氧化碳气体，二氧化碳气体经远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统加工处理后生成一氧化碳气体用于燃烧，燃烧生成的二氧化碳经烟气处理系统后被循环利用。 作为优选，所述的二氧化碳捕集与热解系统包括：烟气进口与输送管、碳化塔、热解塔、气水冷凝分离器、CO2气柜、其他气体出口、溶液配料池、溶液泵，所述溶液泵包括碳酸氢钠溶液泵和碳酸钠溶液泵，所述碳化塔的底部两侧分别与烟气进口、输送管连接，碳化塔上部设有二氧化碳吸收剂溶液进口，碳化塔顶部设有其他气体出口，吸收了二氧化碳的富液由碳酸氢钠溶液泵加压后经由输送管输送至热解塔，热解塔热解富液产生混合气体，混合气体 经气水冷凝分离器冷却后的二氧化碳气体经输送管存储在CO2气柜中，热解后的贫液从热解塔底部流出与气水冷凝分离器底部流出的液态水混合后通过降温热交换器进入溶液配料池，碳酸钠溶液泵加压输送至碳化塔循环使用。 作为优选，所述远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统包括：CO2输送气罐、活性剂传感计重器、催化剂传感计重器、煤粉传感计重器、等离子体催化器、还原反应炉、气体出口管、远程防爆监测传感器、炉温监测传感器、灰渣出口；所述CO2输送气罐、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与等离子体催化器连接，等离子体催化器与还原反应炉下部相通，还原反应炉顶端设有气体出口管，还原反应炉底部设有灰渣出口，远程防爆监测传感器、炉温监测传感器分别与气体出口管、还原反应炉连接并实时监测。 作为优选，所述等离子体催化器包括大功率远程防爆CO2等离子体发生器与远程防爆CO2等离子体催化器，所述大功率远程防爆CO2等离子体发生器与远程防爆CO2等离子体催化器连接，大功率远程防爆CO2等离子体发生器与远程防爆CO2等离子体催化器活化裂解二氧化碳、煤炭中碳化物分子。 作为优选，所述烟气处理系统包括：远程防爆电子除尘器、远程防爆脱硝器、远程防爆脱硫器、烟气增压风机；所述远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统产生的气体燃烧后依次经过远程防爆电子除尘器、远程防爆脱硝器、远程防爆脱硫器后，在烟气增压风机的加压下将气体输送至烟气进口. 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是本技术具体实施例的工艺流程示意图； 图2是本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。 具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行进一步描述，但本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、CO2+H2O气体输送管6、冷凝水与碳酸钠溶液输送管7、CO2气体出口管8、CO2气柜9、气水冷凝分离器10、冷凝水出口11、降温热交换器12、溶液配料池13、碳酸钠溶液泵14、碳酸钠溶喷嘴15、其它气体出口16、CO2增压风机17、CO2输送气罐18、活性剂传感计重器19、催化剂传感计重器20、煤粉传感计重器21、100KW等离子催化器22、还原反应炉23、灰渣出口24、炉温监测传感器25、远程防爆监测传感器26、气体输送管27、燃烧炉28、燃烧炉出灰口29、远程防爆燃烧炉出口传感器30、远程防爆电子除本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化碳捕集与催化循环利用装置，其特征在于，包括：二氧化碳捕集与热解系统、远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统、烟气处理系统；所述二氧化碳捕集与热解系统与远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统连接，远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统与烟气处理系统连接，烟气处理系统与二氧化碳捕集与热解系统连接；所述烟气经烟气处理系统处理后经二氧化碳捕集与热解系统捕集热解后输出纯净的二氧化碳气体，二氧化碳气体经远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统加工处理后生成一氧化碳气体用于燃烧，燃烧生成的二氧化碳经烟气处理系统后被循环利用。

【技术特征摘要】
1.二氧化碳捕集与催化循环利用装置，其特征在于，包括：二氧化碳捕集与热解系统、远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统、烟气处理系统；所述二氧化碳捕集与热解系统与远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统连接，远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统与烟气处理系统连接，烟气处理系统与二氧化碳捕集与热解系统连接；所述烟气经烟气处理系统处理后经二氧化碳捕集与热解系统捕集热解后输出纯净的二氧化碳气体，二氧化碳气体经远程防爆大功率等离子体催化二氧化碳系统加工处理后生成一氧化碳气体用于燃烧，燃烧生成的二氧化碳经烟气处理系统后被循环利用。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集与催化循环利用装置，其特征在于，所述的二氧化碳捕集与热解系统包括：烟气进口与输送管、碳化塔、热解塔、气水冷凝分离器、CO2气柜、其他气体出口、溶液配料池、溶液泵，所述溶液泵包括碳酸氢钠溶液泵和碳酸钠溶液泵，所述碳化塔的底部两侧分别与烟气进口、输送管连接，碳化塔上部设有二氧化碳吸收剂溶液进口，碳化塔顶部设有其他气体出口，吸收了二氧化碳的富液由碳酸氢钠溶液泵加压后经由输送管输送至热解塔，热解塔热解富液产生混合气体，混合气体经气水冷凝分离器冷却后的二氧化碳气体经输送管存储在CO2气柜中，热解后的贫液从热解塔底部流出与气水冷凝分离器底部流出的液态水混合后通过降温热交换器进入溶液配料池，碳酸钠溶液泵加压输送至碳化塔循环使用。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集与催化循环利用装置，其特征在于，所述远程防爆大功率等离子体催...

【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：实用新型
国别省市：