[發明專利]一種利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置及方法

在審

• 申請號: 202110620397.4
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113511955A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 王煥君;郭東方;汪世清;范金航;牛紅偉;劉練波;郜時旺
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能國際電力股份有限公司
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;C07C31/04;B01D53/18;B01J19/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 胡炳旭

1.一種利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，包括空氣捕碳系統和甲醇合成系統；

空氣捕碳系統包括依次連接的空氣壓縮裝置、二氧化碳吸收裝置、二氧化碳再生裝置、二氧化碳儲存裝置；

甲醇合成系統包括依次連接的水儲存裝置、水加熱裝置、氣體混合裝置和甲醇合成裝置，所述二氧化碳儲存裝置的出氣口與氣體混合裝置的二氧化碳進氣口連接；所述甲醇合成裝置為介質阻擋放電反應器。

2.根據權利要求1所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述空氣捕碳系統還包括，

換熱裝置，設置于所述二氧化碳吸收裝置和二氧化碳再生裝置之間，所述換熱裝置具有富液進口、富液出口、貧液進口和貧液出口，所述換熱裝置的富液進口與二氧化碳吸收裝置的富液出口連接，所述換熱裝置的富液出口與二氧化碳再生裝置的富液進口連接。

3.根據權利要求2所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述換熱裝置的富液進口與二氧化碳吸收裝置的富液出口之間設置有冷富液泵；

所述換熱裝置的富液出口與二氧化碳再生裝置的富液進口之間設置有依次連接的富液儲存裝置和熱富液泵；

所述二氧化碳再生裝置和二氧化碳儲存裝置之間設置有二氧化碳壓縮裝置。

4.根據權利要求3所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述二氧化碳再生裝置具有富液進口、二氧化碳出口、貧液進口和貧液出口，所述二氧化碳再生裝置的貧液出口與換熱裝置的貧液進口之間設置有熱貧液泵；

所述二氧化碳再生裝置的貧液出口和貧液進口之間設置有加熱裝置。

5.根據權利要求4所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述二氧化碳吸收裝置具有空氣進口、富液出口、貧液進口和空氣出口，所述空氣壓縮裝置的出氣口與二氧化碳吸收裝置的空氣進口連接，所述換熱裝置的貧液出口與二氧化碳吸收裝置的貧液進口之間設置有依次連接的貧液儲存裝置和冷貧液泵。

6.根據權利要求1-5任一項所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述氣體混合裝置具有二氧化碳進氣口、水蒸氣進氣口和混合氣體出氣口，所述二氧化碳儲存裝置的出氣口與氣體混合裝置的二氧化碳進氣口之間設置有二氧化碳閥門，所述水加熱裝置和氣體混合裝置的水蒸氣進氣口之間設置有水蒸氣閥門；所述水儲存裝置和水加熱裝置之間設置有水泵。

7.根據權利要求1-6任一項所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，所述二氧化碳吸收裝置為二氧化碳吸收塔，吸收塔內設置有二氧化碳吸收劑；

所述二氧化碳再生裝置為二氧化碳再生塔。

8.根據權利要求1-7任一項所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的裝置，其特征在于，還包括可再生能源發電系統，所述可再生能源發電系統產生的棄電為空氣捕碳系統和甲醇合成系統供電。

9.一種利用二氧化碳和水合成甲醇的方法，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述的裝置進行。

10.根據權利要求9所述的利用二氧化碳和水合成甲醇的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：當可再生能源發電系統具有棄電輸出時，驅動空氣捕碳系統工作，利用化學吸收法直接從空氣中捕集二氧化碳，捕集得到的二氧化碳在甲醇合成系統中與水重整合成為甲醇。