[发明专利]一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统及方法

权利要求书

1.一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：包括依次通过管道连接的原料气存储装置、二氧化碳分离与提纯装置、二氧化碳消解装置；

所述原料气存储装置，用于存储气源地输送的原料气，包括安装在管道上的流量计、二氧化碳分析仪、原料气储罐，所述流量计和所述二氧化碳分析仪位于所述原料气储罐前端；

所述二氧化碳分离与提纯装置包括气体净化塔、换热器、第一压缩机、气体分离塔、冷干机、真空泵、二氧化碳缓冲罐；

所述气体净化塔包括变温气体净化塔，所述变温气体净化塔常温时用于吸附原料气中的硫化物、氮氧化物，所述变温气体净化塔高温时用于对所述气体分离塔排出混合气体进行再生；

所述气体净化塔底部设下进口、侧进口，顶部设上出口，所述下进口经管道与所述原料气储罐出口相连，所述上出口经管道与所述换热器热通道进口相连，所述换热器热通道出口经第一压缩机与所述气体分离塔进口相连，所述气体分离塔一端出口经管道与所述冷干机入口相连，所述冷干机出口经所述真空泵与所述二氧化碳缓冲罐进口相连，所述气体分离塔另一端出口经管道与所述侧进口相连；

所述二氧化碳消解装置包括第二压缩机、风机、一氧化碳催化塔、催化气缓冲罐、一氧化碳净化罐、第三压缩机、一氧化碳储罐；

所述第二压缩机入口经管道与所述二氧化碳缓冲罐出口相连；

所述风机入口经管道与所述二氧化碳缓冲罐和所述催化气缓冲罐出口相连；

所述一氧化碳催化塔底部设二氧化碳进口、混合气出口，顶部设一氧化碳出口、送炭口，所述二氧化碳进口经管道与所述风机出口相连，所述混合气出口经管道连接至所述催化气缓冲罐入口，所述一氧化碳出口经管道连接至所述一氧化碳净化罐入口，所述送炭口用于投入参与催化还原反应的炭粉；

所述一氧化碳净化罐出口端经所述第三压缩机与所述一氧化碳储罐进口端相连。

2.如权利要求1所述的一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：所述换热器采用低温盐水或乙二醇冷却系统的板式或管壳式换热器。

3.如权利要求2所述的一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：所述气体分离塔包括一级变压吸附塔和二级变压吸附塔；

所述一级变压吸附塔底部设第一进口、第一出口，顶部设第二出口，所述第一进口与所述第一压缩机出气口相连，所述第一出口经管道连接至冷干机，所述第二出口经管道连接至二级变压吸附塔；

所述二级变压吸附塔底部设第二进口、第三出口，顶部设第四出口，所述第二进口经管道与所述一级变压吸附塔第二出口相连，所述第三出口经管道连接至所述冷干机，所述第四出口经管道连接至所述气体净化塔侧进口。

4.如权利要求2所述的一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：所述气体分离塔采用渗透膜工艺提纯二氧化碳。

5.如权利要求3或4所述的一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：所述一氧化碳催化塔是一座或多座。

6.如权利要求1所述的一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统，其特征在于：所述原料气储罐是干式浮顶储罐。

7.一种应用权利要求1-6任一项所述 的系统进行分离转化和消解二氧化碳的方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）对工业生产过程中产生的废气进行检测，获取气源地排放口原料气中二氧化碳气体的组分和排放量；

（2）步骤（1）中的原料气进入二氧化碳分离与提纯装置，先经过气体净化塔脱除混合气体中的硫化物、氮氧化物，再用第一压缩机泵入气体分离塔变压吸附分离二氧化碳，分离出的高纯二氧化碳气体单独进入二氧化碳缓冲罐，其余混合气体重新回到气体净化塔再生和放空；

（3）分离提纯的高纯二氧化碳气体，一部分经第二压缩机加压充装到气瓶；

（4）步骤（2）中的大部分高纯二氧化碳气体进入二氧化碳消解装置，风机从二氧化碳缓冲罐抽出二氧化碳气体进入一氧化碳催化塔，与塔顶加入的炭粉在催化剂的作用下，发生催化还原反应生成高纯一氧化碳，经一氧化碳净化罐净化，再经第三压缩机加压存储至一氧化碳储罐；

（5）步骤（4）分离出来未完全转化的混合气进入另外设置的催化气缓冲罐，返回步骤（4），重新进入加工流程。