[发明专利]一种烟气CO2

说明书

本发明公开了一种烟气COsubgt;2/subgt;捕集电解一体化负碳方法和系统。本发明方法包括如下步骤：1)烟气进入吸收装置中对烟气中的COsubgt;2/subgt;进行吸收，所述吸收装置中的吸收液在吸收COsubgt;2/subgt;后由COsubgt;2/subgt;贫液转化为富液；吸收装置中的吸收液为离子液体或离子液体的水溶液；2)步骤1)中所述吸收装置产生的富液进入电解再生系统中的阴极室作为阴极电解液，发生电解反应，阴极产生多种COsubgt;2/subgt;催化转化产物，且富液转化为贫液重新回流进入吸收装置内；其中，电解再生系统中的阴极室和阳极室由离子交换膜隔开。本发明工艺紧凑、系统集成度高，通过直接电解COsubgt;2/subgt;吸收富液，同时实现COsubgt;2/subgt;的转化利用和富液再生，省去了COsubgt;2/subgt;解吸、储存和输运步骤，节约了装置能耗，高度集成了碳捕集与利用工艺。

技术领域

本发明涉及一种烟气CO₂捕集电解一体化负碳方法和系统，属于碳捕集和利用领域。

背景技术

发电、冶金、钢铁等行业会产生大量的CO₂排放，引起环境污染和气候变化。碳捕集与利用的技术能够有效减排CO₂，因而备受关注。化学吸收法捕集CO₂技术开发相对成熟且分离效果好，是目前较具商业化前景的低浓度CO₂捕集技术。然而，该系统中富液再生装置能耗高，且常规胺吸收液腐蚀性较强，增加了运行维护成本，给大规模应用增添了障碍，需要开发其它CO₂捕集吸收液及配套工艺。

CO₂产品的市场容量有限、产品附加值小，极大地限制了碳捕集相关技术的推广。近年来，CO₂的化学固定作为其有效的资源化利用途径而受到广泛关注。该方案可将捕集的CO₂转化，制得烷烃、甲醛、乙烯、醇类等产品，解决CO₂高附加值利用的难题，提升碳减排项目的经济性。在众多CO₂转化新技术中，电化学催化CO₂转化，可借助电力高效活化惰性的CO₂分子，在前期设备投入和运行成本方面具有较强的优势，但存在转化效率低、副反应严重等问题。迄今为止，碳捕集和利用的技术和工艺设计大多是独立的，不利于两过程协同耦合以减少建设、运行和操作成本。

发明内容

为实现碳捕集和利用的高度集成，本发明的目的是提供一种烟气CO₂捕集电解一体化负碳系统和方法，可直接电解CO₂吸收液富液获得CO₂化学利用产品、同时实现富液再生，避免了CO₂解吸和储运过程，提升了碳捕集和利用技术的经济性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种烟气CO₂捕集电解一体化负碳方法，包括如下步骤：

1)烟气进入吸收装置中对烟气中的CO₂进行吸收，所述吸收液在吸收CO₂后由CO₂贫液转化为富液；所述吸收装置中的吸收液为离子液体或离子液体的水溶液；

2)步骤1)中所述吸收装置产生的富液进入电解再生系统中的阴极室，发生电解反应，阴极产生多种CO₂催化转化产物，富液转化为贫液并重新回流进入所述吸收装置内；其中，所述电解再生系统中的阴极室和阳极室由离子交换膜隔开。

上述的烟气CO₂捕集电解一体化负碳方法中，所述离子液体可为咪唑类离子液体(如1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯)、吡啶类离子液体、二者的混合物或其功能化离子液体；

所述离子液体在所述吸收液中的体积百分含量为10％～100％，优选20％～50％，具体可为50％；