[发明专利]二氧化碳捕集与催化循环利用的制备方法

说明书

技术领域

本发明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。 

背景技术

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，N_aHCO₃ 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 

发明内容

本发明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的制备方法，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。 

本发明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的制备方法，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；