遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法技術

本發明專利技術涉及二氧化碳排減和二氧化碳轉化領域，尤其涉及遠程防爆遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法，二氧化碳和煤為原料，在大功率等離子體、活性劑、催化劑協同作用下，實現工業上大量、廉價地制取可燃氣體一氧化碳；燃燒一氧化碳后產生的二氧化碳，可捕集循環利用。本發明專利技術主要優勢：一是顯著降低二氧化碳轉化溫度，提高二氧化碳轉化率；二是節能環保，節約燃煤10—85%，實現二氧化碳近零排放；三是設備投資少，可大量轉化循環利用二氧化碳資源，尤其適合重點耗煤行業規模化捕集回收、應用二氧化碳，有效減輕能源危機，減少二氧化碳溫室效應。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及二氧化碳排減和二氧化碳轉化領域，尤其涉及遠程防爆。
技術介紹
化石燃料是全球的主要能源之一，化石燃料和有機化合物完全燃燒后生成二氧化碳，二氧化碳被排放到大氣中。近年來，人們通過研究認定二氧化碳是造成溫室效應的元兇和導致世界氣候異常變化的主要因素，如果不采取及時有效的措施，全球溫度將在百年內上升1. 5-3. 5°C，極地冰川大面積消融，許多物種的生存也會受到影響甚至消失。因此二氧化碳的排減和轉化成為當前科學的一個熱門研究課題。二氧化碳的化學轉化可以采用多種途徑，主要包括直接分解為碳、氧氣、一氧化碳、與有機物反應、與氫氣反應生成甲醇等，轉化反應的供能方式除加熱外，還有光、電以及等離子體等。其中，等離子體輔助二氧化碳是非常有前景的，因為等離子體中含有大量活性的電子、離子、激發態的分子和自由基，這些活性粒子容易使穩定的分子活化并參加化學反應。現今國內外對等離子體技術在煤氣化、煤化工、以及二氧化碳轉化的應用上，都有公開報道，但這些應用由于技術實施投資大、效果不理想、運行成本高等原因，所以也少有較大規模的產業應用成功案例報道。
技術實現思路
本專利技術為克服上述的不足之處，目的在于提供遠程防爆，選擇co2+c——CO的方式將二氧化碳轉化，解決因燃燒石化燃料產生的二氧化碳過多引起的污染，實現節能環保、減輕能源危機、減少溫室效應。本專利技術是通過以下技術方案達到上述目的遠程防爆，包括以下步驟(I)活性劑傳感計重器、催化劑傳感計重器、煤粉傳感計重器分別按計量比例輸送活性劑、催化劑、煤粉進入管道，C02氣罐向管道內輸送二氧化碳氣體；(2)將催化反應爐的溫度控制在550— 1500°C，步驟I)中的二氧化碳吹送活性劑、催化劑、煤粉經過500W-8000KW等離子體催化器后進入催化反應爐中，二氧化碳與煤在等離子體、活性劑、催化劑的協同作用下，在催化反應爐中進行充分化學反應C+C02——CO，生成一氧化碳；(3)將步驟2)產生的一氧化碳輸入燃燒爐作為燃料燃燒或將一氧化碳氣體用于化工應用，一氧化碳燃燒或用于化工應用后重生生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳被捕集后存儲在C02氣罐中并用于步驟1)，實現二氧化碳的循環利用及近零排放。作為優選，步驟I)所述催化劑與二氧化碳用量的重量比例為O. 1% — 5%。作為優選，步驟I)所述催化劑包括有金屬元素化合物、偏堿性化合物、含量在1%以上的腐植酸鉀、含量在1%以上的鈦、錳、鈀、鈉、鐵、鈣、鎂、鋅、銅、鋁、硅、磷的腐植酸類、黃腐植酸類合物、含量在1%以上的鈦、錳、鈀、鉀、鈉、鐵、鈣、鎂、鋅、銅、鋁、硅、磷的氧化物及氫氧化物。作為優選，步驟I)所述活性劑與二氧化碳用量的重量比例0. 1% — 5%。作為優選，步驟I)所述活性劑包括有植物葉綠素粉、銨類、包括含量在5%以上的多肽蛋白類氨基酸、含量在1%以上的銨、鉀、鈉、鐵、鈣、鎂、鋅、銅、鋁、硅、磷的腐植酸類、黃腐植酸類合物、含量在1%以上的鉀、鈉、鐵、鈣、鎂、鋅、銅、鋁、硅、磷的氧化物及氧化合物。作為優選，步驟2)中在有氧情況下，二氧化碳與氧氣的濃度比為65— 82% 18—35%。作為優選，大功率等離子體催化二氧化碳的全過程對壓力、溫度、流量采用遠程智能防爆監控系統進行監控。本專利技術的有益效果在于(1)在等離子體、催化劑、活性劑的協同作用下，顯著降低二氧化碳轉化溫度，提高二氧化碳轉化率；(2)本專利技術具有節能環保的作用，節約燃煤10 — 85%，實現二氧化碳近零排放；(3)本專利技術的大功率等離子體，適應現有電廠100—350KW等離子點火配套工程設備，為實現產業化大量催化二氧化碳提供基礎；(4)設備投資少，可大量轉化循環利用二氧化碳資源，適合煤電、煤化工、鋼鐵、水泥、造紙、冶金、印染、化工等重點耗煤行業。附圖說明圖1是本專利技術具體實施例的一種在無氧狀態下的大功率等離子體催化二氧化碳的工藝流程示意圖；圖2是本專利技術具體實施例的另一種在無氧狀態下的大功率等離子體催化二氧化碳的工藝流程示意圖；圖3是本專利技術具體實施例的在有氧狀態下的大功率等離子體催化二氧化碳的工藝流程示意圖；圖4是本專利技術具體實施例的等離子體發生器的結構示意圖；圖5是本專利技術具體實施例的等離子體催化器的結構示意圖。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術進行進一步描述，但本專利技術的保護范圍并不僅限于此大功率等離子體催化二氧化碳以二氧化碳和煤為原料，在大功率等離子體、活性齊U、催化劑協同作用下，實現工業上大量、廉價地制取可燃氣體一氧化碳。所述的二氧化碳原料，是包括從燃煤、燃油、燃有機質的煙氣中捕集提純的二氧化碳，以及從天然氣、沼氣、其它的氣體中分離出來的二氧化碳；同時，通過二氧化碳和煤在隔離無氧、或有氧的環境下應用等離子體技術活化和裂解二氧化碳、煤炭中碳化物分子，制取一氧化碳，或制取燃燒一氧化碳，燃燒一氧化碳后產生的二氧化碳可捕集循環利用。圖1是本專利技術在無氧狀態下的大功率等離子體催化二氧化碳的工藝流程示意圖，由C02氣罐1、活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3、煤粉傳感計重器4、100KW等離子體催化器51、還原反應爐6、氣體出口管7、遠程防爆監測傳感器8、爐溫監測傳感器9、灰渣出口 10組成大功率等離子體催化二氧化碳的裝置；C02氣罐1、活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3、煤粉傳感計重器4分別與100KW等離子體催化器51連接，IOOKff等離子體催化器51與還原反應爐6下部相通，還原反應爐6頂端設有氣體出口管7，還原反應爐6底部設有灰渣出口 10，遠程防爆監測傳感器8、爐溫監測傳感器9分別與氣體出口管7、還原反應爐6連接并實時監測。具體工藝流程打開C02氣罐I閥門開關，用C02將從活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3、煤粉傳感計重器4按計量比例送下來的活性劑、催化劑、煤粉，吹入100KW等離子體催化器5后進入立式、或臥式還原反應爐6，進行C02+C——2C0還原反應。反應產生氣體從氣體出口管7送出供燃燒爐燃燒，或CO氣體化工應用。氣體出口管7上安裝遠程防爆監測傳感器8，監測反應爐氣體出口的溫度、壓力、流量、氣體成分。在還原反應爐6中部安裝爐溫監測傳感器9監測爐溫。還原反應爐6產生的灰渣從灰渣出口 10向外排出。圖2是本專利技術在無氧狀態下的大功率等離子體催化二氧化碳的另一種工藝流程示意圖，由C02氣罐1、活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3、煤粉傳感計重器4、350KW等離子體催化器52、還原反應爐6、氣體出口管7、遠程防爆監測傳感器8、爐溫監測傳感器9、灰渣出口 10、C02送煤粉管11組成大功率等離子體催化二氧化碳的裝置；C02氣罐1、活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3分別與100KW等離子體催化器51連接，IOOKff等離子體催化器51與還原反應爐6下部相通，還原反應爐6頂端設有氣體出口管7和煤粉傳感計重器4，煤粉傳感計重器4通過C02送煤粉管11與C02氣罐I連接，還原反應爐6底部設有灰渣出口 10，遠程防爆監測傳感器8、爐溫監測傳感器9分別與氣體出口管7、還原反應爐6連接并實時監測。具體工藝流程打開C02氣罐I閥門開關，用一部分C02將從活性劑傳感計重器2、催化劑傳感計重器3按計量比例送下來的活性劑、催化劑吹入350KW等離子體催化器52后進入立式、或臥式還原本文檔來自技高網...

【技術保護點】
遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1）活性劑傳感計重器、催化劑傳感計重器、煤粉傳感計重器分別按計量比例輸送活性劑、催化劑、煤粉進入管道，CO2氣罐向管道內輸送二氧化碳氣體；（2）將催化反應爐的溫度控制在550—1500℃，步驟1）中的二氧化碳吹送活性劑、催化劑、煤粉經過500W?8000KW等離子體催化器后進入催化反應爐中，二氧化碳與煤在等離子體、活性劑、催化劑的協同作用下，在催化反應爐中進行充分化學反應C+CO2——CO，生成一氧化碳；（3）將步驟2）產生的一氧化碳輸入燃燒爐作為燃料燃燒或將一氧化碳氣體用于化工應用，一氧化碳燃燒或用于化工應用后重生生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳被捕集后存儲在CO2氣罐中并用于步驟1），實現二氧化碳的循環利用及近零排放。

【技術特征摘要】
1.遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)活性劑傳感計重器、催化劑傳感計重器、煤粉傳感計重器分別按計量比例輸送活性齊U、催化劑、煤粉進入管道，C02氣罐向管道內輸送二氧化碳氣體； (2)將催化反應爐的溫度控制在550—1500°C，步驟I)中的二氧化碳吹送活性劑、催化齊IJ、煤粉經過500W-8000KW等離子體催化器后進入催化反應爐中，二氧化碳與煤在等離子體、活性劑、催化劑的協同作用下，在催化反應爐中進行充分化學反應C+C02——CO，生成一氧化碳； (3)將步驟2)產生的一氧化碳輸入燃燒爐作為燃料燃燒或將一氧化碳氣體用于化工應用，一氧化碳燃 燒或用于化工應用后重生生成二氧化碳，重新生成的二氧化碳被捕集后存儲在C02氣罐中并用于步驟I)，實現二氧化碳的循環利用及近零排放。2.根據權利要求1所述的遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法，其特征在于，步驟I)所述催化劑與二氧化碳用量的重量比例為0.1% — 5%。3.根據權利要求2所述的遠程防爆大功率等離子體催化二氧化碳的制備方法，其特征在于，步驟I)所述催化劑包括有:金屬元素化合物、偏堿性化合物、含量在1%...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程禮華，沈宏良，應惟白，
申請(專利權)人：程禮華，沈宏良，應惟白，
類型：發明
國別省市：