[发明专利]二氧化碳生产

说明书

本发明涉及用于从石灰石生产二氧化碳的设备，并且也涉及用于生产二氧化碳的方法。本发明发现了在二氧化碳的生产中用于随后合成燃料的制造的特别应用。

化石燃料是正在快速地被消耗的不可再生的能源。由原油所制造的燃料的燃烧产生大量温室气体。随着对由于温室气体所引起的气候变化的日益增加的关注，需要减少由燃料燃烧和由工业制造方法所引起的空气污染的数量。由于有限数量的油储备，必须将油储备地的大量油运输到消费地区，通常是远距离运输。通过这种方式的油运输不可避免地增加了污染问题。

试图减少化石燃料的使用和排除由这种燃料燃烧所引起的污染，对可持续的能源存在日益增加的需要。已经很好地建立了使用二氧化碳和氢生产合成燃料的方法。然而，直接从大气获得二氧化碳不仅昂贵，而且也是有问题的，因为提取方法甚至产生更多的污染。

本发明的主要目的是致力于解决由化石燃料燃烧所引起的环境破坏以及提供用于从石灰石生产二氧化碳的设备和方法，二氧化碳可以用于产生合成和可持续的燃料。本发明的目的是减少能量消耗以及合成燃料的生产中有害排放的产生，并且因此对环境和气候改变具有更小的影响。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于从石灰石生产二氧化碳的设备，包括：

-用于产生热的核反应堆；

-具有用于引入石灰石的进口和用于释放二氧化碳的出口的回转窑；和

-热转移装置，用于从核反应堆将热转移到回转窑的内部，热转移装置包括进给和返回主管道，用于使热转移流体流经核反应堆以从其提取热来转移到回转窑的内部，因此加热石灰石达到足以释放二氧化碳的温度。

根据本发明的第二个相关方面，提供了一种从石灰石生产二氧化碳的方法，包括下列步骤：

a)利用核反应堆产生热；

b)通过热传递流体流经进给和返回主管道和流经核反应堆，循环热传递流体以及将来自于加热的传递流体的热转移到回转窑的内部，从核反应堆将热转移

c)通过回转窑的进口，将石灰石引入到回转窑中；

d)操作回转窑旋转和翻滚其中的石灰石；和

e)收集从回转窑的出口释放的二氧化碳；

其中，转移到回转窑内部的热和回转窑的旋转引起其中的石灰石煅烧以产生二氧化碳。

通过加热煅烧石灰石释放二氧化碳和产生生石灰。通过燃烧化石燃料进行常规回转窑中石灰石的加热，这在环境上是不可持续的。本发明的设备通过使用核反应堆产生的热以加热回转窑中石灰石来致力于解决这个问题。为了最有效地从石灰石释放二氧化碳，回转窑所需要的热是900℃到950℃的范围，但是在较低的温度时也可以释放二氧化碳。

为了方便热从核反应堆转移到回转窑，特别优选地，热转移装置包括热交换器，热转移流体流经热交换器用于将来自于核反应堆的热供应给热交换器。通过以这种方式提供热交换器，热转移流体可以维持与回转窑分离，以提供增强的安全性。适合的热转移流体可以是氦，它具有吸引中子的弱趋势，并且变得具有放射性了。优选地，热交换器包括水锅炉以产生蒸汽，以及用于锅炉所产生蒸汽的次级管道，以将蒸汽输送给回转窑以加热其中的石灰石。理想地，次级管道包括用于将蒸汽供应给回转窑的进给次级管道和用于使冷却的蒸汽从回转窑到锅炉进行再循环的返回次级管道。通过这种方式，一旦蒸汽已经发挥其在加热石灰石的作用和已经被冷却时，它可以返回到锅炉，以用来自于热传递流体的热传递进行加热。

优先地，回转窑包括外部通常圆柱形的容器，用于装石灰石，该容器安装为绕着通常水平的轴线进行旋转或者绕着与水平轴线成小角度的倾斜的轴线进行旋转。内室可以同轴地安装在容器内，这样使用时外部旋转容器绕着固定的内室进行旋转，通过内室混合和翻滚石灰石。在这个装置中，次级管道应该输送加热的蒸汽给固定的内室以使得蒸汽穿过它，以传递热给外旋转容器内的石灰石。加热的蒸汽可以通过供应和返回管道输入给内固定室或者从其撤回。这种管道必须由能够抵抗长期升高的压力和温度以及抗氧化、剥落、翘曲和δ相脆化的材料制成。适合的材料可以是专门强化的不锈钢。

从石灰石生产二氧化碳优选地作为分批式方法而不是连续的方法进行。这允许煅烧的石灰石（生石灰形式）从回转窑出料，向回转窑添加新进料的石灰石，而旋转容器保持固定。应该向旋转回转窑中的开口提供适合的阀门装置，以允许移除生石灰和引入石灰石。