一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，涉及低温等离子气体分解技术领域，包括用于将原料气进行水洗的原料气洗涤塔，与所述原料气洗涤塔相连的二氧化碳分解反应器，以及对二氧化碳分解反应器分解后的气体进行分离的精制单元；所述二氧化碳分解反应器从下到上依次为设有气体入口的气液分离单元、用于将二氧化碳进行等离子分解的等离子单元以及将分解产物进行水洗除去其中超细碳粉的水洗单元，二氧化碳分解反应器的顶端开设有气体出口。本实用新型专利技术将水洗后的原料气通入二氧化碳分解反应器中实现二氧化碳的分解转化，整个过程可在常温下进行，且不需要任何的催化剂。何的催化剂。何的催化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备


[0001]本技术涉及低温等离子气体分解
，具体为一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备。

技术介绍

[0002]近年来我国围绕典型难减行业，开展了若干变革性技术研发，以期突破现有的生产模式和流程，重塑传统产业的高碳发展模式，从源头解决或降低碳排放。在化工行业方面，我国前期针对行业以化石原料为主、重污染、高排放等问题，分别从低碳能源和低碳资源的角度入手，研究和探索了若干变革性化工路线和技术。烟气是化石燃料燃烧后从烟道或烟囱排出的有污染气态物质，一般为成分为二氧化碳，二氧化碳直接排入大气，会造成温室效应，全球气候变暖。现阶段，各国都在研究二氧化碳的分解，若将二氧化碳分解成可燃烧的一氧化碳或其他可燃气体，不仅可以解决大气碳排放，还可以实现二氧化碳的再利用。通常情况下二氧化碳的转化分解需要在较高的温度下进行，且需要添加其他化学物质作为催化剂来促进二氧化碳的转化，该过程不仅需要较高的温度还需要其他化学物质辅助。目前，随着各界对等离子体的广泛研究，其逐渐在化学工业中得到应用，等离子技术有高温等离子技术和低温等离子技术之分，目前，用于高温等离子技术常常用于化合物的合成或分解，需要很高的温度，能量消耗较大，而低温等离子技术在二氧化碳的分解中应用较少。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，通过低温等离子单元和水洗单元的共同作用实现二氧化碳的转化利用。
[0004]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，包括用于将原料气进行水洗的原料气洗涤塔，与所述原料气洗涤塔相连的二氧化碳分解反应器，以及对二氧化碳分解反应器分解后的气体进行分离的精制单元；
[0006]所述二氧化碳分解反应器从下到上依次为设有气体入口的气液分离单元、用于将二氧化碳进行等离子分解的等离子单元以及将分解产物进行水洗除去其中超细碳粉的水洗单元，二氧化碳分解反应器的顶端开设有气体出口；所述精制单元与二氧化碳分解反应器之间设置有能将未分解的CO2输送回二氧化碳分解反应器的循环管道，所述循环管道上设置有循环气压缩机。
[0007]进一步地，所述原料气洗涤塔的内部上端设置有水洗喷淋装置，原料气洗涤塔的底部与第一集液槽相连接，第一集液槽和水洗喷淋装置之间通过设置有第一水洗泵的管道相连；所述原料气洗涤塔的截面为方形或圆形。
[0008]进一步地，所述水洗单元包括开设于水洗单元上端的洗涤水入口，设置于水洗单元下端能将洗涤水排出的溢流口，以及能对气体进行洗涤的水洗组件。
[0009]进一步地，所述水洗组件为泡罩塔盘结构，包括能将气体从等离子单元输送至水洗单元的第一气体通道以及设置于第一气体通道上能使气体溢出的圆形泡罩。
[0010]进一步地，所述水洗组件为升气帽
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喷淋结构，包括与洗涤水入口相连的喷淋头，能将气体从等离子单元输送至水洗单元的第二气体通道，以及设置于第二气体通道上能使气体分散开的伞状升气帽。
[0011]进一步地，所述水洗单元的洗涤水通过溢流口流入第二集液槽中，第二集液槽中设置有用于除去洗涤水中超细碳粉的电极吸附装置，通过设置第二水洗泵将第二集液槽中的洗涤水输送至水洗单元上端的洗涤水入口。
[0012]进一步地，所述等离子单元和水洗单元均设置多个并串联间隔分布；所述水洗单元与等离子单元之间、气液分离单元与等离子单元之间均通过法兰进行连接。
[0013]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0014](1)本技术将水洗后的原料气通入二氧化碳分解反应器中实现二氧化碳的分解转化，该原料气来源广泛，可以来自湿法脱碳装置，也可以来自锅炉烟气，若原料气来自湿法脱碳装置，其温度通常为20～45℃；若原料气来自锅炉烟气，其温度通常为140～200℃，且含有部分颗粒物质。通过水洗可在降温的同时将颗粒物质除去，冷却后的原料气通入二氧化碳分解反应器，在常温下使二氧化碳在通电的等离子通道中实现分解和转化，该过程不需要在高温环境下进行，在保障操作人员安全的同时减少了能量消耗；另外本技术中不要添加任何的催化剂，可以简化后续的分离提纯工序。经过二氧化碳分解反应器得到的气体经过精制单元，可分离出未分解的二氧化碳、CO产品气和尾气，其中未分解的二氧化碳通过循环气压缩机的作用返回二氧化碳分解反应器中继续进行分解。
[0015](2)本技术的原料气中二氧化碳经等离子分解后，分解产物中夹杂着超细碳粉，通过设置水洗单元去除超细碳粉，用于混合气体水洗的结构为泡罩塔盘结构或升气帽
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喷淋结构，前者使气体穿过洗涤水实现水洗，后者通过将气体分散开再通过喷淋实现水洗，可将分解产物中的超细碳粉有效清除，洗涤后的洗涤水收集至集液槽中，集液槽中设置有电极吸附装置，可将超细碳粉完全吸附，实现洗涤水的循环利用。
附图说明
[0016]图1为本技术整体结构示意图；
[0017]图2为本技术二氧化碳分解反应器一实施例结构图；
[0018]图3为本技术二氧化碳分解反应器中水洗单元一实施例结构图；
[0019]图4为本技术二氧化碳分解反应器另一实施例结构图；
[0020]图5为本技术二氧化碳分解反应器中水洗单元另一实施例结构图。
[0021]其中，附图标记对应的名称为：1
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原料气洗涤塔，2
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气液分离单元，3
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水洗喷淋装置，4
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第一集液槽，5
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第一水洗泵，6
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等离子单元，7
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水洗单元，8
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气体入口，9
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气体出口，10
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喷淋头，11
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洗涤水入口，12
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第一气体通道，13
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圆形泡罩，14
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溢流口，15
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伞状升气帽，16
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第二集液槽，17
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电极吸附装置，18
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泡罩塔盘结构，19
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升气帽
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喷淋结构，20
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第二气体通道，21
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第二水洗泵，22
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循环气压缩机，23
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精制单元。
具体实施方式
[0022]下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。
[0023]实施例1
[0024]如图1～3所示，本技术提供一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，包括用于将原料气进行水洗的原料气洗涤塔1，与原料气洗涤塔1相连的二氧化碳分解反应器；原料气洗涤塔1的内部上端设置有水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，其特征在于，包括用于将原料气进行水洗的原料气洗涤塔(1)，与所述原料气洗涤塔(1)相连的二氧化碳分解反应器，以及对二氧化碳分解反应器分解后的气体进行分离的精制单元(23)；所述二氧化碳分解反应器从下到上依次为设有气体入口(8)的气液分离单元(2)、用于将二氧化碳进行等离子分解的等离子单元(6)以及将分解产物进行水洗除去其中超细碳粉的水洗单元(7)，二氧化碳分解反应器的顶端开设有气体出口(9)；所述精制单元(23)与二氧化碳分解反应器之间设置有能将未分解的CO2输送回二氧化碳分解反应器的循环管道，所述循环管道上设置有循环气压缩机(22)。2.根据权利要求1所述的一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，其特征在于，所述原料气洗涤塔(1)的内部上端设置有水洗喷淋装置(3)，原料气洗涤塔(1)的底部与第一集液槽(4)相连接，第一集液槽(4)和水洗喷淋装置(3)之间通过设置有第一水洗泵(5)的管道相连；所述原料气洗涤塔(1)的截面为方形或圆形。3.根据权利要求2所述的一种低温等离子分解CO2生产CO和超细碳粉的设备，其特征在于，所述水洗单元(7)包括开设于水洗单元(7)上端的洗涤水入口(11)，设置于水洗单元(7)下端能将洗涤水排出的溢流口(14)，以及能对气体进行洗涤的水洗组件。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯世杰，袁方，杨书春，仇志刚，王文宾，
申请(专利权)人：成都益志科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：