[发明专利]高能量效率的二氧化碳转换系统及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳转换系统，其特征在于：

在利用氢对二氧化碳进行转换的系统中，包括：一氧化碳生成部，

上述一氧化碳生成部，包括：外壳，在一侧形成可供二氧化碳和氢流入的流入口而在另一侧形成可供反应生成物排出的排出口；以及，催化剂反应器，配置在上述外壳的内部空间，通过同时填充逆水煤气变换反应用催化剂以及费-托合成反应用催化剂而同时执行逆水煤气变换反应以及费-托合成反应并借此提升一氧化碳收率，并将在费-托合成反应中生成的反应热使用于逆水煤气变换反应。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于，还包括：

去除部，配置在上述一氧化碳生成部的后端部，用于接收从上述一氧化碳生成部生成的反应生成物并从反应生成物分离去除H₂0以及碳氢化合物中的一个以上；以及，

碳氢化合物生成部，配置在上述去除部的后端，内部填充有费-托合成反应用催化剂，从上述去除部接收气态物质并执行费-托合成反应。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

作为填充到上述一氧化碳生成部的费-托合成反应用催化剂，使用以Fe为基础并包含Cu、K、Co、Zu以及Al中的至少一个催化剂。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

上述一氧化碳生成部的催化剂反应器，

交替反复层叠填充有逆水煤气变换反应用催化剂的催化剂层以及填充有费-托合成反应用催化剂的催化剂层至少一次，或者均匀混合有逆水煤气变换反应用催化剂以及费-托合成反应用催化剂。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

上述一氧化碳生成部的催化剂反应器，

利用分隔壁或反应管将内部空间划分成至少2个反应区域并向所划分出的各个反应区域填充逆水煤气变换反应用催化剂或费-托合成反应用催化剂，

且向相互相邻的反应区域填充互不相同的催化剂。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

上述一氧化碳生成部的催化剂反应器，

利用分隔壁或反应管将内部空间划分成至少2个反应区域并向所划分出的各个反应区域交替反复层叠填充有逆水煤气变换反应用催化剂的催化剂层以及填充有费-托合成反应用催化剂的催化剂层至少一次，

且在相互相邻的反应区域中位于相同高度的催化剂层填充有互不相同的催化剂。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

在上述一氧化碳生成部的催化剂反应器中，

费-托合成反应用催化剂与逆水煤气变换反应用催化剂按照1:99～99:1的质量比存在。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳转换系统，其特征在于：

上述逆水煤气变换反应用催化剂包含从由Cu、Li、Rh、Mo、Pt、Ce以及Pd构成的组中选择的1种以上的金属。

9.一种二氧化碳转换方法，其特征在于：

在利用氢对二氧化碳进行转换的方法中，包括：

一氧化碳生成步骤，通过使二氧化碳以及氢流入到同时填充有逆水煤气变换反应用催化剂以及费-托合成反应用催化剂的反应器中而生成一氧化碳。

10.根据权利要求9所述的二氧化碳转换方法，其特征在于：

在上述一氧化碳生成步骤之后，还包括：去除步骤，接收一氧化碳生成步骤的反应生成物并从反应生成物分离去除H₂0以及碳氢化合物中的一个以上；以及，

碳氢化合物生成步骤，接收上述去除步骤之后的气态物质并利用费-托合成反应用催化剂生成碳氢化合物。

11.根据权利要求10所述的二氧化碳转换方法，其特征在于：

上述一氧化碳生成步骤的反应温度为300～475℃，碳氢化合物生成步骤的反应温度为200℃～350℃。

12.根据权利要求9所述的二氧化碳转换方法，其特征在于：

上述一氧化碳生成步骤是在对逆水煤气变换反应用催化剂与费-托合成反应用催化剂进行均匀混合的反应器中执行，

或者是在交替反复层叠逆水煤气变换反应用催化剂层以及费-托合成反应用催化剂层至少一次且以流入到反应器内部的二氧化碳以及氢首先与逆水煤气变换反应用催化剂层发生接触的方式配置催化剂层的反应器中执行。