[发明专利]一种等离子体固碳系统及固碳方法

说明书

公开了等离子体固碳系统及固碳方法，其中，等离子体固碳系统中，等离子体反应器的第一通道和第二通道分别设有流量控制器，等离子体反应器经由高压电极连接高电压以及经由地电极接地，水、或氢气、或甲烷分别与二氧化碳混合，在流量控制器的控制下，以预定比例通入等离子体反应器，冷凝器连接等离子体反应器以冷凝来自等离子体反应器中的转化产物和未反应完全的反应物，并选择性的用于等离子体反应器中循环，从而通过常温等离子体技术、在免除催化剂的情况下实现环保治理。

技术领域

本发明涉及二氧化碳转化技术领域，特别是一种等离子体固碳系统及固碳方法。

背景技术

一方面，气候变暖和资源枯竭是亟需解决的全球性问题，化石能源的低效率滥用导致了化石能源的匮乏和CO₂的过度排放，使大气中CO₂浓度显著提高，造成全球平均气温上升。例如，挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是空气污染的一大污染源，长期暴露在其中也危害人体健康。

另一方面，俘获、收集工业废气和大气中的CO₂资源，通过一定的技术手段将其转化为燃料进行贮存，对于改善目前的化石能源现状和减少大气CO₂浓度具有重要的现实意义。

CO₂分子结构十分稳定，高化学惰性使其难以活化，通常在高温、催化下才会使其分解，热能成本高，而CO₂加氢燃料化过程则是放热反应，高温不利于反应的进行。

目前关于CO₂转化利用的现有技术中，主要存在如下问题：

1)多数以实现CO₂和CH₄的同步资源化为目的，即同步处理CO₂和CH₄的混合气体，在一定条件下使其重整为含有CO和H₂的合成气，将合成气作为原料被进一步加工成化工产品，但目前的技术导致重整反应温度较高，转化效率低，积碳严重，未达到工业化应用的阶段。

2)在一定条件下，CO₂加氢可以直接转化为燃料，成为目前的研究热点，而现有的CO₂加氢反应系统多采用催化剂为主，聚焦于改进催化剂结构、改善催化剂合成方法、合成新型高效催化剂和优化反应条件上，虽然CO₂转化效率有所提高，转化产物趋于可控，但催化剂的失活问题和催化剂的二次处理问题仍未得到有效解决。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种等离子体固碳系统及固碳方法，利用等离子体技术在常温下实现CO₂与CH₄的重整或CO₂的加氢燃料化，降低反应能耗。不同反应物在等离子体反应器中转化合成不同产物，通过对产物的冷凝分离，实现燃料分离，分离出的物质可以进行循环反应。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种等离子体固碳系统，包括，

等离子体反应器，第一分离器，冷凝器，和第二分离器；

所述等离子体反应器，包括第一通道、第二通道、高压电极、地电极且经由高压电极连接高电压以及经由地电极接地；其中，所述第一通道和第二通道分别设有对应的流量控制器；

所述等离子体反应器经由第一通道输入二氧化碳作为第一反应物，以及经由第二通道输入氢气或甲烷或水作为第二反应物，且：所述等离子体反应器用于在等离子体的作用下和流量控制器的控制下，将第一反应物与第二反应物进行反应以得到转化产物，并将所述转化产物与可能未反应完全的：第一反应物和/或第二反应物输出至所述冷凝器；