[发明专利]一种二氧化碳变换一氧化碳的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工基础原料技术领域，具体涉及一种二氧化碳变换一氧化碳的装置及方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，它对人类发展起着非常重要的作用，随着经济的快速发展，人类对能源的需求越来越大。我们所使用的能源主要来自于石油、煤炭和天然气，合计占全球现在使用能源总量的百分之八十五以上。但是化石燃料的储量远远满足不了人们生产和生活的需求，所以必须发展可再生能源。可再生能源包括太阳能、风能、潮汐能等。它们不仅储量丰富，而且不会造成环境污染，是一种高效清洁的能源。目前对它们的利用主要是用来发电，但是，由于受季节、地域等条件的限制，发的电不稳定，不能直接接入电网，加之在利用过程中存在转化率低、储存不便等问题，还没有实现大规模的利用。

CO₂作为一种潜在的碳资源，具有很高的利用价值，可以通过很多方法加以回收，转化成有用的资源。这样既能降低大气中CO₂的含量，变害为利，减缓“温室效应”，又能减轻当今化石燃料的消耗，一举双得。目前主要采用的方法有：高温、高压催化氢化法；生物转化法；光电化学转化法；电化学还原法等。

CO₂是碳－分子碳源的一个分支，要把CO₂转化为CO需要消耗一分氢分子变成无用的水，这是化学家们早就知道的，关键是若氢的成本高，使CO₂转化CO的经济性比不上CO，这是人们不愿意应用CO₂的原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低制氢成本，提高CO₂转化CO的经济性的二氧化碳变换一氧化碳的装置及方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种二氧化碳变换一氧化碳的装置，它包含水制氢装置和氢化反应装置，且水制氢装置连接水管，水制氢装置制得的氢气与二氧化碳均通过管道输送入氢化反应装置，氢化反应装置连接水冷器，水冷器与气液分离器连接。

本发明还提供了一种二氧化碳变换一氧化碳的方法，它包含如下步骤：

来自水制氢装置生产的氢气与外部二氧化碳分别输入至氢化反应器内部，在温度≥250℃，压力0.1－1.0MPa的条件下，调节CO₂:H₂的碳氢比为1:1，反应按以下反应式进行：

反应生成物CO和H₂O经水冷器冷却，然后经气液分离器分离出反应水和CO，反应水可循环使用，CO作为产品。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

结构简单，易于实现，采用这样的装置，可以降低制氢成本，提高CO₂转化CO的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的实施例的装置结构示意图；

附图标记：

1—水制氢装置；2—氢化反应装置；3—水冷器；4—气液分离器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种二氧化碳变换一氧化碳的装置，它包含水制氢装置1、氢化反应装置2、水冷器3和气液分离器4，且水制氢装置1连接水管，水制氢装置1制得的氢气与二氧化碳均通过管道输送入氢化反应装置2，氢化反应装置2连接水冷器3，水冷器3与气液分离器4连接。

本具体实施方式还提供了一种二氧化碳变换一氧化碳的方法，它包含如下步骤：

来自水制氢装置1生产的氢气与外部二氧化碳分别输入至氢化反应器2内部，在温度≥250℃，压力0.1－1.0MPa的条件下，调节CO₂:H₂的碳氢比为1:1，反应按以下反应式进行：

反应生成物CO和H₂O经水冷器3冷却，然后经气液分离器4分离出反应水和CO，反应水可循环使用，CO作为产品。

本发明的原理为：