[发明专利]一种CO的提纯/制备方法

说明书

本申请公开了一种CO的提纯/制备方法，所述CO的提纯/制备方法基于固体氧化物电解池；所述固体氧化物电解池包括正极、负极和电解质；所述CO的提纯/制备方法包括以下步骤：将CO₂和CO的混合气体通入固体氧化物电解池的阴极，在固体氧化物的阴极和阳极之间施加电压，在固体氧化物电解池的阴极处得到CO产物气；所述固体氧化物电解池的阴极包括LST/SDC、LSTM/SDC、LSTMN/SDC中的至少一种；所述固体氧化物电解池的阳极包括LSM/SDC、LSCF/SDC中的至少一种；所述CO₂和CO的混合气体中CO的体积浓度为0～100％；所述CO产物气中CO的纯度大于95vol％。

技术领域

本发明涉及一种制备高纯度CO的新方法，特别涉及固体氧化物电解池电解CO₂以获得高纯度CO的方法。

背景技术

高纯度CO是用于合成化学品的重要原料。用于合成化学品的大多数反应物需要高温以及高压，因此使用的CO应具有最低可能含量的CO₂(其通过氧化腐蚀反应器)。此外，CO₂可能限制产生的CO所参与的反应平衡转化率。CO₂还可能抑制其中使用CO的反应动力学。在某些情况下，CO的纯度必须非常高，例如在半导体工业中。

近年来，国内外分离提纯CO与CO₂混合气体的方法有溶剂吸收法、吸附法、膜过滤和冷凝法。溶剂吸收法需要大量的能量来再生溶剂，才能使分离过程持续进行。吸附法利用矿物沸石吸附气体，然后在利用压力或温度差纯化以去除CO₂，成本高且过程复杂。膜过滤尚未不能大规模应用，受限于气体的组成和温度，且膜的选择性是有限的。冷凝法使用低温使混合气体中冷却和凝CO₂，低温步骤非常昂贵且必须在大型中心设施中进行。

固体氧化物电解池是以反向模式运行的固体氧化物燃料电池，其使用固体氧化物或陶瓷电解质作为支撑体，可以用于电解CO₂制备CO，其中CO₂通入固体氧化物电解池的阴极，当施加电压时，CO₂被还原为CO，从而去除CO₂，获得高纯度CO。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种CO与CO₂混合气体提纯制备高纯CO的方法，以解决上述背景技术中的问题。

所述CO的提纯/制备方法，其特征在于，所述CO的制备方法基于固体氧化物电解池；

所述固体氧化物电解池包括正极、负极和电解质；

所述CO的提纯/制备方法包括以下步骤：

将CO₂和CO的混合气体通入固体氧化物电解池的阴极，在固体氧化物的阴极和阳极之间施加电压，在固体氧化物电解池的阴极处得到CO产物气；

所述固体氧化物电解池的阴极包括LST/SDC、LSTM/SDC、LSTMN/SDC中的至少一种；

所述固体氧化物电解池的阳极包括LSM/SDC、LSCF/SDC中的至少一种。

可选地，所述CO₂和CO的混合气体中CO的体积浓度为50～80％；

所述CO产物气中CO的纯度大于95vol％。

可选地，所述CO产物气的杂质为低于5vol％体积分数的CO₂。

可选地，LST/SDC阴极中LST：SDC质量比为60～70:35。

可选地，LSTM/SDC阴极中LSTM：SDC质量比为60～70:35。

可选地，LSTMN/SDC阴极中LSTMN：SDC质量比为60～70:35。