[發明專利]固態氧化物電解池電解低成本CO2

在審

• 申請號: 202010563592.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111549355A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 孫雪艷;朱亮亮;陳曦;趙煒;閆淵
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C25B3/00
• 分類號: C25B3/00;C25B9/00;C25B11/04;C25B15/08;B01D53/04;B01D53/26
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種固態氧化物電解池電解低成本CO₂制合成氣的系統，其特征在于，包括直接捕集CO₂單元(A)和固態氧化物電解池單元(B)；

所述直接捕集CO₂單元(A)包括用于對空氣或煙氣(1)進行過濾干燥的干燥器(1-2)，干燥器(1-2)進氣口與空氣或煙氣(1)相通，出氣口與CO₂吸附室(1-6)頂部的進氣口連通，CO₂吸附室(1-6)的頂部進氣口與干燥器(1-2)連通的管路上依次設置有第二流量調節閥(1-3)、第一氣泵(1-4)和第一CO₂濃度檢測儀(1-5)，CO₂吸附室(1-6)的底部出氣口通過第一三通閥(1-10)分為兩條之路，一條支路上依次設有和第二CO₂濃度檢測儀(1-7)、第三流量調節閥(1-8)，第一CO₂濃度檢測儀(1-5)和第二CO₂濃度檢測儀(1-7)用于檢測CO₂吸附室(1-6)進出口CO₂的濃度，此氣路用于CO₂吸附；CO₂吸附室(1-6)的側面進氣口與霧化水汽(5)相連通，連通的管路上設置有第四流量調節閥(1-9)，CO₂吸附室(1-6)出氣口另一條支路上依次設有冷凝器(1-11)、氣液分離器(1-12)、第五流量調節閥(1-13)、第二氣泵(1-14)和氣罐(1-15)，此氣路用于CO₂解吸附，用于儲存解吸附出來的CO₂的氣罐(1-15)出氣口與下游固態氧化物電解池單元(B)中蒸汽發生器(1-23)的進氣口相連通，連通的管路上依次設置有第六流量調節閥(1-16)、第一質量流量計(1-17)和第七流量調節閥(1-18)；

所述固態氧化物電解池單元(B)包括蒸汽發生器(1-23)，蒸汽發生器(1-23)進氣口與上游的直接捕集CO₂單元(A)中氣罐(1-15)的出氣口相連，出氣口通過第三三通閥(1-24)與位于加熱爐(1-25)內電解池的陰極陶瓷管(1-27)的進氣口相連，此氣路用于共電解H₂O和含空氣的CO₂制氫碳比為1:1～1.1:1的合成氣(10)；甲烷(8)與位于加熱爐(1-25)內電解池的陽極陶瓷管(1-26)進氣口相連通，連通的管路上依次設置有第四質量流量計(1-21)和第二三通閥(1-22)，此氣路用于輔助陽極(1-28)進行甲烷部分氧化反應制氫碳比為1.9:1～2.1:1的合成氣(9)；氬氣(7)分為兩個支路，一個支路依次通過第三質量流量計(1-20)和第三三通閥(1-24)連通陰極陶瓷管(1-27)的進氣口，另一個支路依次通過第二質量流量計(1-19)和第二三通閥(1-22)連通陽極陶瓷管(1-26)的進氣口，此氣路為加熱爐(1-25)升溫惰氣保護氣路。

2.根據權利要求1所述的一種固態氧化物電解池電解低成本CO₂制合成氣的系統，其特征在于，所述干燥器(1-2)中的干燥劑(2)為無水氯化鈣、變色硅膠或分子篩。

3.根據權利要求1所述的一種固態氧化物電解池電解低成本CO₂制合成氣的系統，其特征在于，所述CO₂吸附室(1-6)中的CO₂吸附劑(3)為負載碳酸鈉的活性炭、分子篩或陰離子交換樹脂類納米多孔材料。