[发明专利]简化热化学ZnSI循环分解二氧化碳和水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于热化学循环系统领域，特别涉及简化热化学ZnSI循环分解二氧化碳和水的方法及装置。

背景技术

随着全球温室效应的日益加剧，CO₂排放问题越来越受到世界各国的重视，如何有效降低CO₂排放已经成为世界各国重要的政治经济议题。2009年召开的哥本哈根世界气候大会上签署的《京都协定书》规定世界各国都必须针对CO₂排放采取一定的措施，美、英、德、日等国分别就CO₂排放制度、CO₂综合利用等方面进行了研究。

目前来看，控制CO₂排放的措施主要包括两个方面：(1)调整能源结构，使用低碳能源，逐步减少化石能源在能源结构中所占比例，大力发展核能、氢能、风能等清洁能源；(2)研究CO₂的综合利用技术，包括CO₂捕集与封存技术(CCS)、CO₂的转化利用技术，如利用化工手段将CO₂分解为CO，以实现零碳排放。在CO₂的综合利用方面，尽管CCS可以实现规模化处理，但是投资量大、已封存CO₂可能会泄露等难题难以克服。因此，CO₂的转化利用技术得到了更为广泛深入的研究，其中基于金属/金属氧化物还原对的热化学循环分解二氧化碳和水系统是近年来的主要研究方向之一。

基于金属/金属氧化物还原对的热化学循环系统通常包括两步反应，即：

第一步，金属氧化物在高温下发生高温吸热反应，分解生成氧气和金属单质或者较低价态的金属氧化物，其化学反应式可用下式表示：

MO_x→M+(x/2)O₂；

该反应所需温度通常要高于1600℃(常见金属氧化物分解温度见表1-1)，必须采用太阳能聚光高温热源作为驱动力。

表1-1常见金属氧化物热分解温度表

金属氧化物Fe₂O₃Al₂O₃MgOZnOTiO₂SiO₂CaOΔG_f0＝03430℃>3700℃3400℃2058℃>3700℃4230℃4130℃