[发明专利]一种电厂烟气中CO2资源化利用的方法

说明书

本发明涉及一种电厂烟气中CO₂资源化利用的方法，属于能源环境催化技术领域。首先用浸渍法制备NiO/γ‑Al₂O₃催化剂，然后将NiO/γ‑Al₂O₃催化剂进行预处理；采用溶胶‑凝胶法制备具有K₂NiF₄结构的透氧膜材料，然后将K₂NiF₄结构的透氧膜材料按工艺制成管状膜材料；将制备得到管状膜材料外侧面均匀涂覆NiO/γ‑Al₂O₃催化剂得到膜管，最后安装到管状膜反应器内；得到膜管外侧通入CH₄或者焦炉煤气，膜管内部通入含CO₂80wt%以上的电厂烟气，升温反应后实现对电厂烟气中CO₂资源化利用。本发明提出了利用管状膜反应器对电厂烟气中的CO₂资源化利用，这一过程不仅实现CO₂的综合回收利用与CO₂的减排，同时还实现了甲烷的催化氧化。

技术领域

本发明涉及一种电厂烟气中CO₂资源化利用的方法，属于能源环境催化技术领域。

背景技术

自工业革命以来，随着经济的高速发展石油、天然气等化石能源消耗急剧的增加，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年递增，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题，如“全球变暖”、“海平面上升”等气候问题，这些问题已引起了全世界各国的关注。

温室气体的主要成分有二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、一氧化二氮（N₂O）、氯氟碳化合物（CFCs）和臭氧（O₃），其中CO₂占温室气体总量的75%。因此，通过减少CO₂排放，从而降低“温室效应”给全球气候环境造成的影响，这无疑是一条很好的途径。然而，迄今为止，对于“温室效应”，我们无法提出有效的解决措施，但以下途径可以有效的减少CO₂的排放：（1）保护森林，严禁乱砍滥伐；（2）提高化石能源的利用效率；（3）开发替代新能源。

各国的科学家在许多研究项目中都在试图转化或者固定CO₂，但是把CO₂作为能源生产技术还面临一系列的难题。现阶段天然气资源优化利用技术主要有甲烷水蒸气重整技术（SRM）、甲烷部分催化氧化技术（POM）和甲烷二氧化碳重整技术（CRM）。其中的CRM技术与SRM技术类似。当前，CRM技术可以和膜反应器耦合采用透氧膜材料将电厂烟气中的CO₂高温直接分解为CO和O₂：

2CO₂→2CO+O₂，△H₂₉₈ =552kJ/mol

此法分解产生的CO可用于合成一些重要的工业原料，同时也是回收利用CO₂的有效途径之一，其工作机理如图1所示。

因电厂特别是火电和热电厂燃烧化石能源而释放大量烟气，烟气中含有大量的CO₂，这加剧了“温室效应”等全球气候问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种电厂烟气中CO₂资源化利用的方法。本发明提出了利用管状膜反应器对电厂烟气中的CO₂资源化利用，这一过程不仅实现CO₂的综合回收利用与CO₂的减排，同时还实现了甲烷的催化氧化，本发明通过以下技术方案实现。

一种电厂烟气中CO₂资源化利用的方法，其具体步骤如下：