[發(fā)明專利]一種基于二氧化碳轉換利用的熱電聯產裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114687820A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 李雪瑤;劉小江;劉清渭;武止戈
• 申請（專利權）人: 劉小江;劉清渭
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01D15/10;F01K17/02;C01B32/05;C01B13/02
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產權代理事務所(普通合伙) 43226
• 代理人: 匡治兵

本發(fā)明公開了一種基于二氧化碳轉換利用的熱電聯產裝置及方法，二氧化碳裂解裝置的輸入端通過蒸汽管道與熱電聯產系統(tǒng)的輸出端連通；反應釜底部設有二氧化碳分布器，二氧化碳分布器的輸入端通過二氧化碳壓縮裝置與熱電聯產系統(tǒng)連通，二氧化碳分布器周向設有加熱器，二氧化碳分布器上方安裝有蒸汽管道，蒸汽管道與反應釜內壁之間填充有液態(tài)合金，液態(tài)合金覆蓋住蒸汽管道上端；反應釜側壁連通有碳片輸送管道，碳片輸送管道的一端伸入碳片反應箱內，碳片輸送管道上安裝有封閉閥。本發(fā)明形成熱電聯產的方式，大大提高系統(tǒng)的綜合能源利用效率，實現分布式供能與碳捕集，并且可循環(huán)使用，降低熱電廠的生產運行總成本。

技術領域

本發(fā)明是涉及二氧化碳轉換捕集技術領域，具體地說是涉及一種基于二氧化碳轉換利用的熱電聯產裝置及方法。

背景技術

碳達峰碳中和催生諸多相關技術方案，包括各種各樣收集二氧化碳方式及儲存裝置，減少二氧化碳排放對地球的未來負面影響是至關重要的，其中一個重要部分可能涉及找到在碳排放點捕獲二氧化碳的方法。目前正在開發(fā)的方法包括通過吸附性材料過濾氣體，如磁性海綿、氣泡膜、沸石泡沫或粘土或咖啡渣制成的材料。許多的碳捕獲方式是將其保存為氣態(tài)二氧化碳，這種氣體二氧化碳的儲存和運輸會大大增加了其成本，而且很容易重新泄漏到空氣中去，導致溫室效應。

為了高效解決碳達峰碳中和問題，須針對二氧化碳產生源頭火力發(fā)電廠進行聯合生產碳片或石墨烯等，而不至于其所產生的二氧化碳氣體處置困難，或成本高昂，基于此亟需研發(fā)出一種基于二氧化碳轉換利用的熱電聯產裝置及方法，以解決現有技術中所存在的熱電聯產造成的碳捕集成本高昂及資源浪費等技術問題。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于二氧化碳轉換利用的熱電聯產裝置，包括熱電聯產系統(tǒng)、氧氣輸送機、二氧化碳催化裂解裝置、蒸汽管道和碳片反應箱，所述熱電聯產系統(tǒng)的輸入端通過氧氣輸送機與二氧化碳催化裂解裝置的輸出端連通，所述二氧化碳裂解裝置的輸入端通過蒸汽管道與所述冷熱電聯產系統(tǒng)的輸出端連通；所述二氧化碳催化裂解裝置包括反應釜、二氧化碳分布器、加熱器、液態(tài)合金和碳片輸送管道，所述反應釜底部設有二氧化碳分布器，所述二氧化碳分布器的輸入端通過二氧化碳壓縮裝置與熱電聯產系統(tǒng)連通，所述二氧化碳分布器上部設有加熱器，所述加熱器上方設有蒸汽管道，所述加熱器與所述反應釜內壁之間填充有液態(tài)合金，所述液態(tài)合金覆蓋住所述蒸汽管道上端；所述反應釜側壁連通有碳片輸送管道，所述碳片輸送管道的一端伸入碳片反應箱內，所述碳片輸送管道上安裝有封閉閥。

優(yōu)選地，所述碳片反應箱外側連通有空壓機，所述空壓機一端通過泄壓閥與壓力平衡罐連接，所述壓力平衡罐一端通過壓力平衡閥與所述碳片反應箱連接。

優(yōu)選地，所述碳片反應箱內安裝有電弧反應裝置，所述電弧反應裝置包括取料口、負極電弧棒、正極電弧棒和冷卻裝置，所述碳片反應箱一側設有取料口，所述取料口內側設有多組負極電弧棒，所述碳片反應箱底部設有正極電弧棒，所述正極電弧棒和負極電弧棒之間留有間隙，所述負極電弧棒遠離取料口的一側設有冷卻裝置。

優(yōu)選地，所述反應釜上設有溫度探頭，所述溫度探頭一端沒入所述液態(tài)合金內。

優(yōu)選地，所述熱電聯產系統(tǒng)系統(tǒng)包括鍋爐、增壓泵、除氧器、汽輪機、冷卻塔、凝汽器、凝結水加熱裝置，所述反應釜的輸出端通過氧氣輸送機與鍋爐的輸入端連通，所述鍋爐的輸出端通過二氧化碳壓縮裝置與二氧化碳分布器適配連接，所述鍋爐內設有換熱管，所述換熱管一端通過增壓泵與除氧器連通、另一端與汽輪機適配安裝，所述除氧器一端與汽輪機連接，所述汽輪機的輸出端與發(fā)電機組適配連接，所述汽輪機的輸入端分別連接有凝汽器、凝結水加熱裝置和加熱器，所述凝汽器上通過冷凝循環(huán)泵與冷卻塔連通；所述凝汽器上通過凝結水輸送泵與凝結水加熱裝置連接。

優(yōu)選地，所述蒸汽管道入口端與汽輪機的輸出端之間安裝有蒸汽流量調節(jié)閥。

優(yōu)選地，所述壓力平衡罐內儲存有惰性氣體。