[實用新型]利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置

有效

• 申請號: 201720106112.4
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN206424928U
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 梁仕普;白汾河
• 申請（專利權）人: 白汾河
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01J19/24;C07C29/159;C07C31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置。

背景技術

目前，二氧化碳過量排放導致的霧霾和溫室效應已對全人類的生存環境產生巨大的影響，甚至威脅到人類和自然界萬物的生存和發展。2015年12月12日第21屆聯合國氣候變化大會(巴黎氣候變化大會)通過全球氣候變化新協定。《巴黎協定》指出，世界各國將加強對氣候變化威脅的全球應對，把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2攝氏度之內，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內而努力。全球將盡快實現溫室氣體排放達峰，本世紀下半葉實現溫室氣體凈零排放。如何有效減少二氧化碳溫室氣體的排放，已經成為全球治理的一個重要領域。世界各國已經聯合起來探索未來全球治理模式，推動人類建設命運共同體，創造一個各盡所能、合作共贏的未來。基于以上原因，如何減少二氧化碳溫室氣體的排放和綜合利用二個方面研究已成為當今世界最前沿的科研領域，尤其是在二氧化碳溫室氣體與水常溫常壓光催化合成甲醇研究方面備受世人關注。德國，美國，歐盟等投入巨大的人力，物力和數千億美元以上的財力，在減少二氧化碳溫室氣體的排放替代化石能源新材料研究和二氧化碳溫室氣體綜合利用二個方面取得了許多成果。經過幾十年的發展，近期德國，美國，歐盟都宣布他們在二氧化碳氣體與水合成甲醇研究方面取得了重大進展，已建立了批量生產的工業化試驗裝置，德國奧迪公司和美國福特公司已開始在新開發的新型能源汽車上投入試用。這個生產過程分二步進行，第一步是在高溫高壓和貴金屬存在的情況下進行，需要先把水電解制成氫氣，需要消耗大量的電能，第二步是在高溫高壓條件下二氧化碳與氫氣在催化劑存在的條件下合成甲醇。這種生產方式生產成本過高，以致短時間內內很難大規模推廣使用。眾多的科學家已經在實驗室利用TiO2基光催化劑及改性催化劑在太陽光的作用下將二氧化碳和水還原成為甲醇，這些成果已充分證明二氧化碳和水通過光合作用合成甲醇是切實可行的。但是截止目前為止，此項研究僅停留在實驗室階段，世界上還沒有一家在低能耗二氧化碳溫室氣體與水常溫常壓光催化一步法合成甲醇方面投入到工業化生產成功的范例。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種生產成本低，轉化效率高，轉化速度快，設備運行、維護成本低，設備的完好率高的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，包括罐體，罐體內設有甲醇合成反應室，甲醇合成反應室內設有光源和活性炭制成的分隔部，分隔部將甲醇合成反應室分割成待過濾腔和甲醇合成腔，待過濾腔與二氧化碳氣體輸入管的出氣口和水輸入管的出水口相連，甲醇合成腔的腔壁上設有排水口，排水口與甲醇與水混合液排出管的進液口相通，甲醇與水混合液排出管上串聯有循環泵，甲醇與水混合液排出管的出液口與位于罐體內甲醇合成反應室上方的噴淋管相通；噴淋管的管壁上設有噴水口，待過濾腔的頂部設有回水口，甲醇合成腔的頂部設有氣化甲醇出口，罐體內位于噴淋管的上方設有氣化甲醇回收裝置。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述噴淋管沿水平方向環繞罐體的中心布置，所述二氧化碳氣體輸入管在待過濾腔內的下部沿水平方向環繞罐體的中心2—6圈，所述甲醇合成反應室內設有可調溫電加熱裝置，所述光源設置在甲醇合成腔內，位于噴淋管及甲醇合成反應室之間的罐體內設有人字擋板，甲醇與水混合液排出管上設有用于加熱甲醇與水混合液的加熱裝置。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述分隔部為活性炭制成的中空管型的碳棒，構成碳棒的活性炭上附著有顆粒狀的氧化釷和硅酸釷，碳棒沿豎直方向設置，所述甲醇合成腔位于碳棒的中空管內，碳棒的底端固定在下法蘭盤上表面的中部，所述光源安裝在位于碳棒的中空管內的下法蘭盤上，下法蘭盤通過多個螺栓與為與其上面的上法蘭盤固定相連，上法蘭盤與套筒的底端固定相連，套筒沿豎直方向設置，套筒的頂端與位于罐體底部的套筒安裝孔的邊緣固定相連，所述碳棒向上延伸伸入罐體內的中下部。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述氣化甲醇出口與甲醇導出管的底端進口相連，甲醇導出管的頂端出口的上方設有傘狀的擋水罩。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述甲醇與水混合液排出管上串聯有不銹鋼制成的球閥。

本實用新型的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述罐體的上部安裝有壓力表和安全閥，罐體的頂部設有尾氣排放口。