[发明专利]一种二氧化碳资源化处置系统和方法

权利要求书

1.一种二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，包括：

甲烷合成装置；所述甲烷合成装置以氢气和CO₂作为反应原料物，催化制取甲烷，其上设置有CO₂进口、氢气进口和反应产物出口，内部装填有催化剂；

甲烷分离设备；所述甲烷分离设备用于对甲烷合成装置输送出的反应产物进行分离，分别得到甲烷、水和未反应原料物，其上设置有进料口、甲烷出口、水出口和未反应原料物出口，所述甲烷分离设备的进料口与所述甲烷合成装置的反应产物出口相连；

热裂解装置；所述热裂解装置用于对甲烷进行催化裂解，制取氢气和固体碳材料，其上设置有进料口、氢气出口和固体碳出口，内部装填有催化剂，所述热裂解装置的进料口与所述甲烷分离设备的甲烷出口相连。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，所述甲烷分离设备的未反应原料物出口与所述甲烷合成装置之间通过管路相连。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，所述热裂解装置的氢气出口与所述甲烷合成装置的氢气进口之间通过管路相连。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，还包括水电解制氢装置；所述水电解制氢装置上设置有进水口和氢气出口，所述水电解制氢装置的氢气出口与所述甲烷合成装置的氢气进口相连。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，所述甲烷分离设备的水出口与所述水电解制氢装置的进水口之间通过管路相连。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳资源化处置系统，其特征在于，还包括CO₂净化装置；所述CO₂净化装置用于对CO₂原料气进行除杂，得到高纯CO₂，其上设置有CO₂原料气进口和高纯CO₂出口，所述高纯CO₂出口与所述甲烷合成装置的CO₂进口相连。

7.一种二氧化碳资源化处置方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)在催化剂存在条件下，氢气和CO₂加热反应，得到含有甲烷的混合物；

b)对所述含有甲烷的混合物进行成分分离，分别得到甲烷、水和未反应原料物；

c)将所述甲烷进行催化裂解，得到氢气和固体碳材料。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳资源化处置方法，其特征在于，步骤a)中，所述氢气通过水电解制氢获得，所述水电解制氢的电能由可再生能源发电提供；所述CO₂由CO₂原料气经过净化除杂后获得。

9.根据权利要求7所述的二氧化碳资源化处置方法，其特征在于，步骤b)分离获得的所述未反应原料物返回步骤a)中继续反应；步骤b)分离获得的所述水进行水电解制氢。

10.根据权利要求7所述的二氧化碳资源化处置方法，其特征在于，步骤c)获得的所述氢气全部或部分作为反应原料返回步骤a)中。