[實用新型]一種利用多孔流體捕集、轉化富CO2

有效

• 申請號: 202220447463.2
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN216799313U
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 高新華;何富貴;邢雅琴;田菊梅;李廣宇;李財虎;張建利;馬清祥;范素兵;何育榮;楊曉嬌;趙天生
• 申請（專利權）人: 寧夏大學;寧夏計量質量檢驗檢測研究院
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01J8/02;C01B3/38
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉丹舟

本實用新型涉及一種利用多孔流體捕集、轉化富CO₂工廠尾氣為合成氣的反應系統，包括氣流床反應器、電加熱爐及固定床反應器，將工廠尾氣中CO₂的捕集過程通過氣流床反應器和電加熱爐結合起來，實現CO₂的高效捕集；與固體吸附的高溫煅燒相比，以多孔液體作為吸附劑，將傳統的化學吸附二氧化碳方式創造性的改變為物理吸附，大大降低了吸附CO₂所消耗的能量，使得捕集二氧化碳成本大大降低。同時，用加熱的方式分離出多孔液體中CO₂，大大降低了對設備的要求，造價低廉，且增加了實驗安全性；最后，將捕集的CO₂用于合成氣的生產，提高了質量傳遞的效率，不僅提高了CO₂的利用率，而且符合我國綠色低碳、節能減排的發展要求，具有良好的工業發展前景和經濟效益。

技術領域

本實用新型屬于化工設備領域，涉及富CO₂工廠尾氣捕集、轉化技術，尤其是一種利用多孔流體捕集、轉化富CO₂工廠尾氣為合成氣的反應系統。

背景技術

隨著我國工業化程度的逐漸加深，如何有效抑制二氧化碳排放成為一個迫切需要解決的問題。多孔液體材料兼顧多孔性和液體流動性，能夠有效克服固體材料的局限性，在催化、儲能、石油化工、光電材料、氣體吸附分離、氣體儲運、生物醫藥等領域具有廣泛的應用前景。相比于其他吸附CO₂方法，多孔液體材料具有易制備，成本低，效率高的特點，人們開始考慮利用多孔液體減少CO₂的排放以及回收再利用問題。另外，除了捕獲和封存外，將CO₂化學轉化和利用為高價值化學品和燃料是實現可持續過程和可再生碳源要求的更有吸引力和更有前景的解決方案。

合成氣是以CO和H₂為主要組分，用作化工原料的一種原料氣。合成氣的原料范圍很廣，可由煤或焦炭等固體燃料氣化產生，也可由天然氣和石腦油等輕質烴類制取，還可由重油經部分氧化法生產。但是以上方法對煤炭資源的依賴程度較高，并且在生產過程中會產生大量溫室氣體，不利于工業向節能減排、綠色低碳型工業的轉型。

綜上所述，本專利申請以工廠尾氣富CO₂為原料，捕集得到高濃度CO₂，通過CH₄和CO₂反應生產合成氣，具有良好的工業前景以及對于節能減排、綠色低碳具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，在實際研發過程中，創新了一種用于工廠尾氣低碳減排的CO₂捕集、轉化為合成氣的反應系統，并且結合了催化合成方法，通過CH₄與CO₂催化重整反應獲得合成氣，是極具應用前景的CO₂利用途徑，有利于降低CO₂排放，實現廢棄利用、變廢為寶，在使用過程中高效方便且綠色低碳環保。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種利用多孔流體捕集、轉化富CO₂工廠尾氣為合成氣的反應系統，包括氣流床反應器、電加熱爐及固定床反應器，在所述氣流床反應器的一側設置有進氣口，在該進氣口的上部設置有進液口，在氣流床反應器底部設置有反應液出口，在氣流床反應器頂部設置有廢氣出口，在氣流床反應器內所述進液口下部設置有篩板。

氣流床反應器底部的反應液出口通過渦輪泵連接至電加熱爐一側的反應液入口，在所述電加熱爐的底部開設有分離液出口，該分離液出口循環連接入所述氣流床反應器的進液口，所述電加熱爐頂部開設有氣體出口，該氣體出口接入所述的固定床反應器頂部的氣體入口，在固定床反應器頂部氣體入口與電加熱爐頂部的氣體出口管道之間開設有分支氣體入口，在所述固定床反應器底部設置有合成氣出口。

在所述的固定床反應器內設置有用于放置催化劑的催化劑床層，在固定床反應器殼體外部設置有用于為反應器提供熱量電加熱套，在電加熱爐外層設置有層4。