使用高压电解压缩二氧化碳的方法技术

一种压缩二氧化碳CO2的方法，包括：a)使用高压电解槽生成高压氧气的流和高压氢气的流，b)向包括往复构件的往复正位移泵供给CO2的流，并且向往复正位移泵供给高压氧气的流作为驱动气体以致动往复构件并且压缩CO2来获得高压CO2的流。的流。的流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用高压电解压缩二氧化碳的方法


[0001]本公开总体上涉及电解。

技术介绍

[0002]水电解是通过电将水转化为氢气和氧气的过程。如此获得的氢气可以与碳反应以获得甲烷气体。WO2019/057764公开了这种类型的系统。还已知使用二氧化碳来与氢气混合，如US2019/0210872中所公开的。

技术实现思路

[0003]当产生甲烷气体时，需要在高压下使氢气和二氧化碳反应以使反应更加有效。如果在高压和高温下实施反应，可以获得高达98％的效率。
[0004]由于增加的效率，反应器可以做得更小，但仍然提供与较大反应器相同的生产产出。
[0005]在氢气的流由高压电解槽生成的情况下，从电解槽排出的氢气的流已经具有高压。因此，对于与二氧化碳的反应，可以不需要氢气的进一步压缩。然而，二氧化碳可能必须被压缩并且这消耗能量。
[0006]鉴于上述情况，本公开的总体目的是提供一种压缩二氧化碳的方法，其解决或至少缓解上述问题。
[0007]另一个目的是提供一种合成烃气生产系统。
[0008]因此，根据本公开的第一方面，提供了一种压缩二氧化碳CO2的方法，包括：a)使用高压电解槽生成高压氧气的流和高压氢气的流，b)向包括往复构件的往复正位移泵供给CO2的流，并且向往复正位移泵供给高压氧气的流作为驱动气体以致动往复构件并且压缩CO2来获得高压CO2的流。
[0009]因此，高压氧气可以用于对CO2加压。因此利用了由高压电解槽生成的能量中的大部分能量。压缩二氧化碳不需要附加的外部能量。因此，获得了更节能的过程。
[0010]CO2可以是CO2气体。
[0011]一个实施例包括：c)使高压CO2与高压氢气反应以获得合成烃气。因此，当使用高压电解槽时，合成烃气的生产可以更加有效。
[0012]合成烃气可以是甲烷气体。
[0013]一个实施例包括：向包括第二往复构件的第二往复正位移泵供给水的流，并且向第二往复正位移泵供给高压氧气的流作为驱动气体以致动第二往复构件并且压缩水来获得压缩水的流。
[0014]根据一个实施例，第二往复正位移泵是活塞泵或柱塞泵。第二往复构件可以是活塞或柱塞。
[0015]一个实施例包括：将压缩水的流供给到高压电解槽中作为电解液，以生成高压氧气的流和高压氢气的流。
[0016]因此，由高压电解槽生成的高压氧气可以被反馈回去，并且用于对用作电解液的水进行加压。这也确保了该过程变得更加节能。
[0017]根据一个实施例，高压是至少35巴的压强。高压可以例如是至少50巴、至少100巴、至少200巴、至少300巴、至少350巴或至少400巴的压强。
[0018]根据一个实施例，往复正位移泵是活塞泵或柱塞泵。往复构件可以是活塞或柱塞。
[0019]一个实施例包括：通过碳酸钙的热分解生成用于步骤b)中的供给的CO2的流。
[0020]由此可以以环境友好的方式获得用于与高压氢气反应的CO2。这在大规模合成烃气生产中可以特别有益。
[0021]热分解反应留下石灰，即作为副产物的氧化钙。当与环境空气接触时，氧化钙可以从空气吸收二氧化碳。这实现循环碳中和。因此，通过使用本方法来生产合成烃气或从合成烃气生产燃料，使用该气体/燃料将产生更少的二氧化碳，并且通过生产石灰，它将从大气中吸收相同量的二氧化碳(如果被放出)。
[0022]氧化钙可以用于水泥生产或类似的工业应用。在该情况下，生产合成烃气的过程将变为负碳。通常在水泥厂中，化石燃料用于从石灰石生产石灰。化石燃料以及石灰石的煅烧将二氧化碳释放到空气中。使用生石灰(green lime)，可以减少燃烧燃料和燃烧石灰石的二氧化碳排放。因此，使用副产物石灰，即生石灰，将会有负碳足迹。
[0023]备选地，副产物石灰可以被释放到海中，来使酸性海水更加碱性。因此，水的pH值将再次从酸性反转为碱性。这意味着海水可以作为自然过程从空气吸收更多的二氧化碳，同时使pH值恢复正常，从而帮助海洋环境，特别是只在微碱性水中茁壮成长的海洋生物。
[0024]石灰石中可以包含碳酸钙。
[0025]石灰石能很好地从大气吸收二氧化碳。10千克的石灰石在热分解反应中可以形成大约9千克的二氧化碳。因此，石灰石是非常好的二氧化碳来源。
[0026]根据本公开的第二方面，提供了一种合成烃气生产系统，包括：具有氧气出口和氢气出口的高压电解槽，其中高压电解槽被配置为：生成通过氧气出口而被排出的高压氧气的流，并且生成通过氢气出口而被排出的高压氢气的流；往复正位移泵，包括：被配置为接收CO2的流的CO2入口、CO2出口、被连接到氧气出口的高压气体入口、以及往复构件，该往复构件被配置为：由作为驱动气体的高压氧气致动，并且压缩CO2以获得通过CO2出口而被排出的高压CO2的流。
[0027]一个实施例包括被连接到CO2出口和氢气出口的反应器，其中反应器被配置为使高压CO2和高压氢气反应以获得合成烃气。
[0028]一个实施例包括第二往复正位移泵，该第二往复正位移泵包括：被配置为接收水的流的进水口、出水口、被连接到氧气出口的第二高压气体入口、以及第二往复构件，该第二往复构件被配置为：由高压氧气致动，并且压缩水，以获得通过出水口而被排出的高压水的流。
[0029]根据一个实施例，高压电解槽具有电解槽进水口，其中出水口被连接到电解槽进水口以向高压电解槽供给高压水作为电解液。
[0030]根据一个实施例，高压是至少35巴的压强。
[0031]根据一个实施例，往复正位移泵是活塞泵或柱塞泵。
[0032]一个实施例包括被配置为热分解碳酸钙的热分解反应室，其中热分解反应室包括
热分解室出口，热分解室出口被连接到往复正位移泵的CO2入口。热分解反应室被配置为将碳酸钙热分解成CO2和氧化钙。
[0033]一个实施例包括加热设备，该加热设备被配置为将热分解反应室加热到等于或高于碳酸钙或石灰石的热分解温度的温度。
[0034]通常，权利要求中使用的所有术语均应当根据其在
中的普通含义进行解释，除非本文另有明确定义。对“一/一个/该元件、装置、组件、部件、步骤等”的所有引用应当被公开地解释为指代元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。本文公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序进行执行，除非明确说明。
附图说明
[0035]现在将参考附图以示例的方式描述本专利技术构思的示例，其中：
[0036]图1示意性地示出了合成烃气生产系统的一个示例的图；
[0037]图2示意性地示出了合成烃气生产系统的另一个示例的图；
[0038]图3示意性地示出了合成烃气生产系统的另一个示例的图；以及
[0039]图4是压缩CO2的方法的流程图。
具体实施方式
[0040]现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，其中示出了本专利技术的某些实施例。然而，本专利技术可以以许多不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩二氧化碳CO2的方法，包括：a)使用高压电解槽(3)，生成高压氧气(9)的流和高压氢气(11)的流，b)向包括往复构件(5d)的往复正位移泵(5)供给CO2(6)的流，并且向所述往复正位移泵(5)供给所述高压氧气(9)的流作为驱动气体以致动所述往复构件(5d)并且压缩所述CO2(6)来获得高压CO2(15)的流。2.根据权利要求1所述的方法，包括：c)使所述高压CO2(15)与所述高压氢气(11)反应以获得合成烃气(13)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：向包括第二往复构件(17d)的第二往复正位移泵(17)供给水(16)的流，并且向所述第二往复正位移泵(17)供给所述高压氧气(11)的流作为驱动气体以致动所述第二往复构件(17d)并且压缩所述水来获得压缩水(19)的流。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二往复正位移泵(17)是活塞泵或柱塞泵。5.根据权利要求3或4所述的方法，包括：将所述压缩水(19)的流供给到所述高压电解槽(3)中作为电解液，以生成所述高压氧气(11)的流和所述高压氢气(9)的流。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中高压是至少35巴的压强。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述往复正位移泵(5)是活塞泵或柱塞泵。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括通过碳酸钙(23)的热分解生成用于步骤b)中的所述供给的所述CO2(6)的流。9.一种合成烃气生产系统(1
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1；1
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2；1
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3)，包括：高压电解槽(3)，具有氧气出口(3c)和氢气出口(3b)，其中所述高压电解槽(3)被配置为：生成通过所述氧气出口(3c)而被排出的高压氧气(11)的流，并且生成通过所述氢气出口(3b)而被排出的高压氢气(9)的流，往复正位移泵(5)，包括：CO2入口(5a)，被配置为接收CO2(6)的流，CO2出口(5c)，高压气体入口(5b)，被连接到所述氧气出口(3c)，以及往复构件(5d)，被配置为：由作为驱动气体的所述高压氧气(11)致动，并且压缩所述CO2(6)以获得通过所述CO2出口(5c)而被排...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：海默斯有限公司，
类型：发明
国别省市：