[发明专利]利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的工艺及设备

摘要

本发明公开了一种利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的工艺及设备。该工艺是先利用过剩电能电解水产生氢气，然后将氢气与工业烟气中捕集下来的二氧化碳发生甲烷化反应，同时利用甲烷化反应产生的热量加热水产生过热水蒸汽，驱动汽轮发电机发电，补充电解水的电能，从而合成得到可以方便储存或输送的天然气。其设备主要由变压及整流装置、电解槽、汽轮发电机、二氧化碳加热器、至少两级固定床反应器、各种间接换热器、汽包、天然气冷凝器、以及工艺用水管路组合而成。本发明有效解决了可再生能源发电存在上网障碍或短时间过剩难以储存的缺陷、以及化石能源发电存在温室气体污染环境的问题，可使可再生能源和二氧化碳废气得到合理化应用。

主权项

一种利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：1)将可再生能源发电产生的难以储存或并网障碍的过剩电能变压及整流之后，通入到电解质溶液中，将其中的水电解分离成H2和O2，并将H2中的水份处理干净；2)对工业排放的烟气进行净化处理，使其中所含的CO2分离出来，并对捕获的CO2进行纯化处理；3)将步骤1)产生的H2与步骤2)捕获的CO2输送到至少由两级固定床反应器组成的合成设备中，使H2与CO2在催化剂的作用下完成甲烷化强放热反应，生成主要组份为CH4和水蒸汽的高温混合气体；4)用步骤3)生成的高温混合气体对工艺用水进行间接换热处理，使工艺用水最终转化为过热水蒸汽；5)将步骤4)产生的过热水蒸汽输入到汽轮发电机中做功，所产生的电能返回到步骤1)中进行变压及整流处理，继续用来电解水；6)对步骤4)中经过换热降温后的混合气体进行冷凝干燥处理，直至获得CH4含量符合标准的天然气。