[发明专利]中低温海水催化二氧化碳发电工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及节能发电领域，尤其涉及中低温海水催化二氧化碳发电工艺及其装置。

背景技术

目前，世界上的大型发电厂，70％以上是燃煤、燃天然气、燃油、燃有机质发电，一是消耗大量能源，净热能利用率低，加剧能源危机。二是产生大量飞灰(PM2.5)、和硫氧化物、氮氧化物等污染物，以及向空气大量排放二氧化碳，产生温室效应。

虽然近几十年来，世界新能源有一些发展，但是，如风能、太阳能发电，因运行成本太高，商业推广速度较慢，所占份额较少。虽然核电能够得到大量能源，但是发展核电，存在核污染风险，具有较大的安全隐患。因此开发一种可持续性的、安全的、成本低廉的发电工艺具有实际意义。

现有海水发电通过潮汐发电，潮汐发电利用高低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。但是潮汐发电对自然条件和设备条件的要求都比较严格，对于一些不具备自然条件的地区无法推行潮汐发电。还有一种利用海水发电的方法是海水温差发电，利用海水表层和深层之间的温度差发电，但是该发电方法无法得到的能源极少，无法实现商业化，不符合实际需求。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供中低温海水催化二氧化碳发电工艺及其装置，采用海水与二氧化碳在催化芯的催化作用下，在300℃以下的低温或300—600℃的中温环境下产生可燃气体与液体燃料，进行清洁发电。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：中低温海水催化二氧化碳发电工艺，包括：以捕集的二氧化碳和海水作为原料，海水经过过滤除杂后与二氧化碳送入低温海水电解加氢催化装置或中温海水蒸汽等离子体炬催化装置或双低温多催化芯海水催化装置中的一种或几种，产生可燃气体和液体燃料；可燃气体和液体燃料供燃烧发电，燃烧生成的二氧化碳被捕集后作为原料循环利用。

作为优选，所述海水和二氧化碳送入低温海水电解加氢催化装置实现低温海水电解加氢催化二氧化碳工艺，包括：

(1)依次打开远程防爆监控系统电源开关和各系统电源开关；打开远程防爆监控传感器开关，在线监测水电解室、加氢重整室、可燃气体室的温度、压力和气体成分；

(2)打开紫外线灯电源开关和打开二氧化碳罐阀门，将CO₂送入加氢重整室内；

(3)打开海水过滤器阀门，将水送入水电解室在电解催化芯的作用下发生电解，氧气供纯氧燃烧炉燃烧发电；H₂通过通氢交换膜5进入加氢重整室与CO₂在光催化芯的作用下进行重整反应产生可燃料气体和液体燃料，可燃料气体通过气体交换膜进入可燃气体室，供纯氧燃烧炉燃烧发电，液体燃料送入脱水分离器分离后送液体燃料罐，供纯氧燃烧炉燃烧发电，分离的水送水箱，供H₂O循环使用；

(4)将纯氧燃烧炉燃烧后的气体送碳水分离器冷却交换分离，H₂O送海水过滤器循环利用，一部分CO₂送二氧化碳罐循环利用，一部分CO₂送碳氧分离器分离，碳黑送碳黑罐，O₂送氧气罐供纯氧燃烧炉燃烧循环使用。

作为优选，所述海水和二氧化碳送入中温海水蒸汽等离子体炬催化装置实现中温等离子炬海水蒸汽催化二氧化碳发电工艺，包括：

(1)依次打开远程防爆监控系统电源开关和各系统电源开关；打开远程防爆监测器电源开关，在线监测中温海水蒸汽等离子体炬催化装置的温度、压力、气体成分；

(2)打开海水过滤器阀门，将水送入太阳能蒸汽机、空气能蒸汽机、烟气能蒸汽机、风能蒸汽机获取蒸汽，蒸汽送入远程防爆等离子体炬内与CO₂发生热电化学反应；

(3)打开二氧化碳罐阀门，将CO₂送入远程防爆等离子体炬内与水蒸汽发生热电化学反应，通过催化芯催化，产生可燃气体与液体燃料，送纯氧燃烧炉燃烧发电。

作为优选，所述海水和二氧化碳送入双低温多催化芯海水催化装置实现双低温多催化芯海水催化二氧化碳发电工艺，包括：

(1)打开远程防爆监控系统电源开关和各系统电源开关；打开远程防爆监测器开关，在线监测石墨催化室和光纤维催化室的催化温度、压力、气体成分；

(2)依次打开海水过滤器和二氧化碳罐阀门，分别将水和二氧化碳送入石墨催化室和光纤维催化室进行催化，产生可燃气体罐与液体燃料罐，送纯氧燃烧炉燃烧发电。

作为优选，所述可燃气体包括CO、H₂、CH₄。