專利名稱：將CO₂轉(zhuǎn)化成醇的制作方法
將CO2轉(zhuǎn)化成醇相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用該申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C. § 119(e)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/243，836 (代理人案號(hào)17528/002001)的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的名稱為“將CO2轉(zhuǎn)化成替代燃料”，于2009年9月18日以Wayne S. Littleford的名義提出，將其公開內(nèi)容通過引用以其全部?jī)?nèi)
容結(jié)合在本文中。
背景技術(shù)：
控制和減少二氧化碳(CO2)是增長(zhǎng)的環(huán)境關(guān)注。一些專家相信，CO2釋放到大氣中促進(jìn)被稱為“全球變暖”的現(xiàn)象或“溫室效應(yīng)”，其中CO2在地球大氣中產(chǎn)生隔熱效果，從而將一些太陽日光輻射反射回地球并且緩慢升高全球溫度。隨著全球溫度升高，一些專家相信地球環(huán)境可能經(jīng)歷動(dòng)態(tài)的和潛在災(zāi)難性的改變。因此，全世界范圍內(nèi)包括美國(guó)內(nèi)的國(guó)家 和地方政府已經(jīng)制定法律和/或法規(guī)以控制CO2的產(chǎn)生和/或消費(fèi)。另外，許多企業(yè)和個(gè)人正在采取步驟而在自愿基礎(chǔ)上減少他們自己的“碳足跡”。CO2源自多種來源，所述來源中的許多涉及有機(jī)燃料諸如煤、天然氣、汽油、燃料油和甲烷的燃燒。具體而言，用于產(chǎn)生電和/或熱的燃燒過程是CO2的顯著來源。這些燃燒過程中的許多過程需要和/或具有排放控制能力的形式。這種排放控制能力可以減少由燃燒過程產(chǎn)生的一種或多種污染物。設(shè)法控制的一些污染物包括但不限于二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和汞。發(fā)明概述通常，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化成醇的方法。所述方法包括使來自燃燒過程的包含CO2的煙道氣流與水霧接觸以產(chǎn)生液體碳酸(H2CO3)和廢水的混合物。所述方法還包括從混合物提取液體H2CO3并且加壓液體H2CO3以產(chǎn)生加壓的液體&0)3。所述方法還包括將加壓的液體H2CO3與第一液體試劑在第一水解室中結(jié)合，從而從加壓的液體H2CO3與第一液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生醇。通常，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化成醇的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括接收系統(tǒng)，所述接收系統(tǒng)包括加壓水噴霧陣列并且配置成使來自燃燒過程的包含CO2的煙道氣流與水霧接觸以產(chǎn)生液體碳酸(H2CO3)和廢水的混合物。所述系統(tǒng)還包括酸分離系統(tǒng)，所述酸分離系統(tǒng)配置成從所述混合物中分離液體&0)3并且純化液體H2CO3以產(chǎn)生純化的液體H2C03。所述系統(tǒng)還包括酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括多個(gè)霧化泵、試劑儲(chǔ)槽和多個(gè)水解室。酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)配置成使用多個(gè)霧化泵中的第一個(gè)將純化液體H2CO3加壓以產(chǎn)生加壓的液體&0)3并且將加壓的液體&0)3與從試劑儲(chǔ)槽提取的第一液體試劑在多個(gè)水解室的第一室中結(jié)合。酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)一步配置成從加壓的液體H2CO3與第一液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生第一伯醇。附圖
簡(jiǎn)述圖I顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的系統(tǒng)。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案將CO2轉(zhuǎn)化成醇的方法的流程圖。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案用于從燃燒過程產(chǎn)生含有CO2的煙道氣流的實(shí)例系統(tǒng)的單線圖。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案用于接收來自燃燒過程的煙道氣流并且將來自煙道氣的CO2轉(zhuǎn)化成酸的實(shí)例系統(tǒng)的單線圖。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的用于從廢水分離酸并且純化所述酸的實(shí)例系統(tǒng)的單線圖。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的用于將純化的酸轉(zhuǎn)化成醇的實(shí)例系統(tǒng)的單線圖。發(fā)明詳述現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。為了一致性，多個(gè)附圖中的相同要素由相同的附圖標(biāo)記表示。 在本發(fā)明實(shí)施方案的下列詳述中，為了提供本發(fā)明的更充分理解而陳述許多具體細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳細(xì)描述眾所周知的特征以避免不必要地將所述描述
變復(fù)雜。通常，本發(fā)明的實(shí)施方案提供用于將CO2轉(zhuǎn)化成醇。更具體而言，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案提供用于從CO2流產(chǎn)生碳酸(H2CO3)并且將所述H2CO3與試劑結(jié)合而產(chǎn)生醇。本發(fā)明可以進(jìn)一步提供用于從CO2流產(chǎn)生其它酸，包括但不限于硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)并且將那些其它酸與一種或多種試劑結(jié)合以產(chǎn)生一種或多種醇。全部管道和相關(guān)配件、泵、閥門及其它設(shè)備是由耐化學(xué)品的材料制成的，所述化學(xué)品在那些材料內(nèi)輸送、轉(zhuǎn)換、加壓、產(chǎn)生或以其它方式處理。如本文中所用，并且一種或多種“酸”可以指碳酸、硫酸和/或硝酸。本發(fā)明的實(shí)施方案可以用于為許多市場(chǎng)部門的加工和制造，包括但不限于食品加工和包裝、紙漿和紙張、印刷、化學(xué)品和有關(guān)產(chǎn)品、橡膠、塑料、醫(yī)院、大學(xué)、金屬工業(yè)、藥物制造、廢水和污水處理、飲料、公用事業(yè)、焚化、鋼鐵、美容、織物生產(chǎn)、電子學(xué)和石油精煉。圖I顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)。CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)包括接收系統(tǒng)(110)、酸分離系統(tǒng)(120)和酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)。酸分離系統(tǒng)(120)包括酸槽(122)、滴濾池(124)、多袋過濾器系統(tǒng)(126)、多個(gè)換熱器(例如，換熱器I (130)、換熱器X (134))、多個(gè)蒸汽分離器(例如，蒸汽分離器I (140)、蒸汽分離器Y (144))、多個(gè)蒸餾器(例如，蒸餾器I (150)、蒸餾器Z (154))、冷凝器(160)和一個(gè)或多個(gè)酸容納槽(162)。酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)包括一個(gè)或多個(gè)霧化泵(172)、一個(gè)或多個(gè)水解室(174)、一個(gè)或多個(gè)醇儲(chǔ)槽(176)和一個(gè)或多個(gè)試劑儲(chǔ)槽(178)。關(guān)于下面的圖I描述這些組件的每一個(gè)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的實(shí)施方案不局限于圖I中所示的構(gòu)造。對(duì)于圖I中顯示的每個(gè)組件，以及圖I中暗示和描述但是沒有顯示的任何其它組件，可以配置成接收來自0)2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)的一個(gè)組件(即，上游組件)的材料并且將材料(與接收的材料或以一些方式改變了的材料相同)發(fā)送到CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)的另一個(gè)組件(即，下游組件)。在全部情況下，從上游組件接收的材料可以通過一系列管、泵、閥門和/或其它裝置遞送以控制與接收的材料有關(guān)的因素諸如接收的材料進(jìn)入所述組件時(shí)的流速、溫度和壓力。另外，可以使用不同系列的管、泵、閥門和/或其它裝置將液體酸遞送到下游組件，以控制與發(fā)送的材料有關(guān)的因素諸如發(fā)送材料離開所述組件時(shí)的流速、溫度和壓力。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)的接收系統(tǒng)(110)配置成接收含有CO2的煙道氣流?？梢詮氖褂没剂系娜紵^程獲得煙道氣流，所述化石燃料包括但不限于煤、燃料油、天然氣、汽油和丙烷。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，在使用一種或多種化石燃料的情況下，使用鍋爐加熱水而產(chǎn)生熱量和/或動(dòng)力的過程中產(chǎn)生煙道氣流?？梢詫煹罋饬髟谟山邮障到y(tǒng)(110)接收以前調(diào)節(jié)。例如，可以將化學(xué)品加入到煙道氣流或可以以一些方式調(diào)節(jié)煙道氣流的溫度。可以使用為了這樣一種目的而設(shè)計(jì)的單獨(dú)系統(tǒng)進(jìn)行煙道氣流的調(diào)節(jié)。關(guān)于圖3，在下面描述用于調(diào)節(jié)煙道氣流的接收系統(tǒng)(110)的實(shí)例。眾所周知發(fā)電廠和大型工業(yè)裝置應(yīng)用中使用的污染消除裝置用于從用煤燃燒的、油燃燒的、天然氣燃燒的和化學(xué)過程鍋爐產(chǎn)生的廢氣流除去例如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、氯化氫(HCl)、汞(Hg)、部分CO2和顆粒物質(zhì)(例如，PM2. 5、PM10)。不僅從廢氣回收熱量而且除去污染物的這樣一種污染消除裝置的實(shí)例公開在美國(guó)專利號(hào)6，344，177中， 將其通過參考結(jié)合于此。美國(guó)專利號(hào)6，344，177中描述的污染消除方法和污染消除裝置(“COMPLY 2000 ”)使用噴霧技術(shù)與冷卻和冷凝盤管一起實(shí)現(xiàn)目標(biāo)污染物除去。(COMPLY2000是美國(guó)馬薩諸塞州昆西的Eco Power Solutions (美國(guó))公司的注冊(cè)商標(biāo)。)具體而言，關(guān)于COMPLY 2000，煙道氣可以從燃燒過程接收并且可以與蒸汽或霧的加壓云進(jìn)行接觸，所述蒸汽或霧的加壓云對(duì)著煙道氣的定向流(directional flow)直接噴霧，從而引起兩個(gè)流動(dòng)之間的壓差。可以用蒸汽歧管或通常已知的噴霧裝置產(chǎn)生蒸汽或霧。所述接觸還可以將煙道氣的濕度增加到約90%或95%相對(duì)濕度，而在同時(shí)保持高煙道氣溫度。該高RH(相對(duì)濕度)、高溫和壓差可以導(dǎo)致煙道氣POC(燃燒產(chǎn)物)被吸收到細(xì)的水滴(直徑5至10微米)中，從而保持高溫值同時(shí)還將POC轉(zhuǎn)化成濕的酸組合物。然后煙道氣可以與熱量回收(即，冷卻)盤管進(jìn)行接觸，其中熱的煙道氣水滴與冷卻劑在冷卻盤管內(nèi)交換熱量以冷卻所述熱的濕潤(rùn)煙道氣。煙道氣可以經(jīng)過冷卻盤管并且以類似于蒸汽或霧的第一云的方式與蒸汽或霧的第二云進(jìn)行接觸?？梢詢H使用冷水用噴霧裝置陣列產(chǎn)生所述霧。煙道氣在與霧的第二云進(jìn)行接觸以后可以達(dá)到總飽和，從而甚至進(jìn)一步冷卻煙道氣。煙道氣然后可以與冷凝盤管進(jìn)行接觸，從而引起酸滴的濕膜被收集在盤管表面上。隨著越來越多的液滴收集，可以形成流，從而向下流動(dòng)到排水盤，在此收集的液體從COMPLY 2000單元中引導(dǎo)出到廢水容納設(shè)施。根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的不同除去類型，煙道氣過程可以改變。例如，為了除去NOx，事件順序可以不同于除去SOxK需要的那些。下面關(guān)于實(shí)施例2更完全地描述COMPLY 2000。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，接收系統(tǒng)(110)配置成使用水霧陣列(112)將水霧施用到煙道氣流(其包含CO2)以產(chǎn)生碳酸(H2CO3)和廢水的混合物?；旌衔镞€可以包括其它酸，包括但不限于硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)?；旌衔镏械拿恳环N酸可以處于液體形式。用水霧陣列(112)施用到煙道氣流的水霧可以被加壓并且分配在細(xì)液滴中。在這樣一種情況下，可以發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)樗F陣列(112)中的分子具有“正確的”碰撞幾何學(xué)和由對(duì)著煙道氣流引導(dǎo)的高壓噴霧器產(chǎn)生的充分能量，以產(chǎn)生顯著的壓差和同時(shí)在水滴和煙道氣之間顯著的溫度差。因此，煙道氣流中一些百分比(在COMPLY 2000的情況下至少十個(gè)百分比)的CO2可以經(jīng)歷下列反應(yīng)C02+H20 — H2CO3 — HC03+H.在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，接收系統(tǒng)(110)也是熱量回收系統(tǒng)，其中捕獲的熱量可以用于與燃燒過程有關(guān)的其它目的。例如，在接收系統(tǒng)(110)中加熱到高溫的流體可以在換熱器(如下所述)中使用以提高在不同過程諸如由酸分離系統(tǒng)(120)進(jìn)行的過程中使用的不同流體的溫度。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)使用許多組件(如下所述)而從混合物中分離酸并且純化所述酸(即，除去污染物)，之后將酸發(fā)送到酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)而轉(zhuǎn)化成醇。例如，可以將酸分離系統(tǒng)(120)配置成從接收自接收系統(tǒng)(110)的酸和廢水的混合物中分離液體碳酸并且純化液體碳酸以產(chǎn)生純化的液體碳酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，純化所述酸可以需要基本上除去雜質(zhì)，而不是完全除去雜質(zhì)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的滴濾池(124)用于將混合物中的液體酸和廢水相分離。滴濾池(124)可以由介質(zhì)的固定床組成，所述介質(zhì)包括但 不限于巖石、礫石、礦渣、聚氨酯泡沫、泥炭蘚泥煤苔和塑料。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，混合物進(jìn)入滴濾池(124)并且向下流動(dòng)經(jīng)過介質(zhì)的固定床，從而引起微生物粘液的層或膜生長(zhǎng)。微生物粘液可以覆蓋介質(zhì)床。可以通過攪拌滴濾池(124)中的環(huán)境而在滴濾池(124)中保持需氧條件?？梢酝ㄟ^使用例如噴灑、擴(kuò)散、強(qiáng)制通風(fēng)或自然對(duì)流(例如，如果過濾器介質(zhì)是多孔的)攪拌滴濾池(124)中的環(huán)境。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，使用滴濾池(124)從混合物除去液體酸包括由微生物粘液層將有機(jī)化合物同時(shí)吸收并且吸附在混合物內(nèi)?；旌衔镌诮橘|(zhì)上的擴(kuò)散可以產(chǎn)生含有氧的溶解空氣，所述粘液層需要所述氧用于有機(jī)化合物的生物化學(xué)氧化。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，生物化學(xué)氧化釋放二氧化碳?xì)?、水和其它氧化終產(chǎn)物。隨著粘液層變厚，空氣滲透粘液層可以變得更加困難，其可以導(dǎo)致內(nèi)部厭氧層形成。粘液層可以繼續(xù)構(gòu)造直到它最終丟棄，從而中斷進(jìn)入到處理的流出物中的更久生長(zhǎng)，作為需要隨后除去和處置的污泥。使用滴濾池(124)處理包括廢水和酸的混合物是本領(lǐng)域眾所周知的技術(shù)。也可以將滴濾池(124)描述為粗濾器、間歇過濾器、填充介質(zhì)床過濾器、備選化糞系統(tǒng)(septicsystems)、滲濾器、附著生長(zhǎng)工藝和固定膜工藝。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的多袋過濾器系統(tǒng)(126)通過使用容納在容器中的裙式濾筒(pleated cartridge)的袋從物質(zhì)中除去油及其它顆粒而純化所述物質(zhì)(例如，一種或多種液體酸)。所述物質(zhì)可以是由含有液體酸的滴濾池(124)產(chǎn)生的污泥。其它固體可以是來自工業(yè)廢水流的懸浮固體。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，多袋過濾器系統(tǒng)(126)提供常規(guī)的或分級(jí)的混合介質(zhì)過濾器的雙倍通過量效率。在正常操作條件下，過濾器可以在不使用另外化學(xué)品的情況下除去高達(dá)99%的懸浮固體和高達(dá)99%的不溶性烴。當(dāng)捕獲污染物并且流動(dòng)受到限制時(shí)，真空壓力可以建立并達(dá)到指定的設(shè)定點(diǎn)，在所述壓力，自動(dòng)觸發(fā)壓力再生循環(huán)。在所述再生循環(huán)中，可以清潔所述介質(zhì)并且可以移動(dòng)污染物?？梢允褂梦挥诙啻^濾器系統(tǒng)(126)上的窺鏡通過肉眼檢查介質(zhì)床而證實(shí)再生循環(huán)的完成。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，泵引導(dǎo)捕獲的污染物通過回洗端口離開多袋過濾器系統(tǒng)(126)。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的一個(gè)或多個(gè)酸容納槽(162)用于在用酸分離系統(tǒng)(120)進(jìn)行的過程期間收集并容納一種或多種酸。例如，酸容納槽(162)可以用于接收來自多袋過濾器系統(tǒng)(126)的混合物。另外，酸容納槽(162)可以用于接收來自冷凝器(160)的液體酸，如下所述。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，單一的酸接收自每個(gè)冷凝器(160)并且儲(chǔ)存在它自身的容納槽(162)中。一個(gè)或多個(gè)不同的酸容納槽(162)可以用于所述過程中的不同步驟。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)酸容納槽(162)由耐它所儲(chǔ)存的化學(xué)品的材料制成。每個(gè)酸容納槽(162)還可以設(shè)計(jì)成在所述應(yīng)用的機(jī)械參數(shù)(壓力和溫度，侵蝕性的及腐蝕性的)內(nèi)運(yùn)行，化學(xué)品(即，酸)將在所述機(jī)械參數(shù)下使用。每個(gè)酸容納槽(162)可以受許多因素影響，所述因素包括但不限于熱、冷、真空、壓力和待儲(chǔ)存的化學(xué)品的攻擊性(酸性的/苛性的)。存在與用于酸容納槽(162)的恰當(dāng)材料的工程學(xué)和規(guī)格有關(guān)的短期和長(zhǎng)期目標(biāo)。雖然經(jīng)濟(jì)考慮可以是一種因素，但是酸容納槽(162)的設(shè)計(jì)和它可以如何影響環(huán)境是決定性的。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，存在化學(xué)概貌和信息報(bào)告，其稱作“MSDS”(材料安全性數(shù)據(jù)單表)，其由化學(xué)品制造商或銷售商提供?？梢哉J(rèn)為MSDS 為設(shè)計(jì)酸容納槽(162)的起始點(diǎn)?？梢赃B同待儲(chǔ)存在酸容納槽(162)中的化學(xué)品的制造商一起設(shè)計(jì)酸容納槽(162)，其中制造商可以提供關(guān)于與所述化學(xué)品相容的槽材料的一些經(jīng)驗(yàn)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的一個(gè)或多個(gè)換熱器(例如，換熱器I (130)、換熱器X(134))用于將液體酸加熱到高于液體酸沸點(diǎn)的溫度。一個(gè)或多個(gè)所述換熱器還可以設(shè)定低于水的沸點(diǎn)的溫度。碳酸、硝酸和硫酸各自在170° F和185° F之間沸騰，其比水沸騰的212° F低得多。換言之，所述一個(gè)或多個(gè)換熱器的每一個(gè)將流過它的液體酸的溫度保持在大于185° F和小于212° F。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)換熱器可以使用由來自不同工藝中的流體的熱量以加熱液體酸。換熱器(例如，換熱器1(130)，換熱器X(134))可以是用于從一種流體有效傳熱到另一種流體而建立的裝置。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述流體的一種是液體酸，并且另一種流體是水。在換熱器中，由實(shí)心壁分離兩種流體以便所述兩種流體不混合。為了效率，可以將換熱器設(shè)計(jì)成將兩種流體之間的實(shí)心壁的表面積最大化，同時(shí)使通過換熱器兩側(cè)的流體流動(dòng)的阻力最小化。還可以通過如下方法而影響換熱器的性能在實(shí)心壁的一側(cè)或兩側(cè)增加翅片或皺折，這增加表面積并且可以引導(dǎo)流體流動(dòng)或誘導(dǎo)湍流。一種類型的換熱器可以是板式換熱器，所述板式換熱器由多個(gè)薄的稍微分開的板組成，其具有用于傳熱的非常大的表面積和流體流動(dòng)通路。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的一個(gè)或多個(gè)蒸汽分離器(例如，蒸汽分離器I (140)、蒸汽分離器Y (144))用于將蒸氣形式的酸(即，氣體形式的酸)與保持液體形式的酸分離。進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)蒸汽分離器的加熱酸(來自換熱器，溫度高于212° F)可以引起加熱酸的閃蒸，從而形成氣體形式和液體形式的酸的混合物。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，將蒸汽分離器具體設(shè)計(jì)成使用噴嘴有效除去與液體混合的相對(duì)少量的蒸氣，所述噴嘴排放物質(zhì)(或者液體或者氣體)以渦旋蒸汽分離器的容器內(nèi)部的液體混合物。得到的壓縮，與蒸汽分離器的內(nèi)部擋板一起，分離蒸汽(氣體形式的酸)，其可以升高到蒸汽分離器的上部室。從上部室，可以將氣體形式的酸發(fā)送到蒸餾器(例如，蒸餾器I (150)、蒸餾器Z(154))?？梢詫⒈３衷谝后w形式的酸再引導(dǎo)到換熱器(例如，換熱器1(130)、換熱器乂(134))。蒸汽分離器還可以稱為水分分離器。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸分離系統(tǒng)(120)的一個(gè)或多個(gè)蒸餾器(例如，蒸餾器I (150)、蒸餾器Z (154))用于分離每種蒸氣形式的酸并獨(dú)立蒸餾不同酸(例如，HN03、H2S04和H2CO3)的每一種。蒸氣形式的酸可以接收自蒸汽分離器。每個(gè)蒸餾器可以是一個(gè)具有多個(gè)隔室的大容器，其中每個(gè)隔室容納從酸蒸氣分離的酸中的一種。蒸餾器還可以是一系列分開的蒸餾容器。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，蒸餾器確保已經(jīng)從每一種蒸氣形式的酸除去全部水，同 時(shí)也分離任何液體并將這些液體返回到酸容納槽(162)。蒸餾器可以利用基于沸騰液體混合物中每種酸的揮發(fā)性差異而分離蒸氣形式的酸的方法。使用蒸餾器的蒸餾可以是單元操作，或物理分離過程，并且不是化學(xué)反應(yīng)。通常的誤解是，對(duì)于在給定壓力的液體混合物，混合物的每種成分都在對(duì)應(yīng)于給定壓力的沸點(diǎn)沸騰，并且每種組分的蒸氣將分開并且純地收集。然而，該誤解未能適用，甚至在理想體系中也未能適用。蒸懼的理想化模型基本上由拉烏爾(Raoult)定律和道爾頓(Dalton)定律支配，并且假定獲得氣液平衡。拉烏爾定律假定，組分對(duì)總蒸氣壓有貢獻(xiàn)，與它在混合物中的百分比和當(dāng)它是純的時(shí)的蒸氣壓成比例。換言之，分壓等于摩爾分?jǐn)?shù)乘以純時(shí)的蒸氣壓。如果一個(gè)組分改變另一個(gè)組分的蒸氣壓，或如果組分的揮發(fā)性取決于它在混合物中的百分t匕，所述定律將失效。道爾頓定律指出，總蒸氣壓是混合物中每個(gè)單獨(dú)組分的蒸氣壓之和。當(dāng)加熱多組分液體時(shí)，每個(gè)組分的蒸氣壓將升高，因而引起液體的總蒸氣壓升高。當(dāng)總蒸氣壓達(dá)到液體周圍的壓力時(shí)，沸騰發(fā)生，并且液體在全部液體主體中轉(zhuǎn)變成氣體。這意味著，當(dāng)組分相互可溶時(shí)，具有給定組成的混合物在給定壓力具有一個(gè)沸點(diǎn)。該理論的推論是，較輕的組分決不純凈地“首先沸騰”。在沸點(diǎn)處，全部揮發(fā)性組分沸騰，但是對(duì)于單一組分，它在蒸氣中的百分比與它的總蒸氣壓的百分比相同。較輕的組分具有較高的分壓，并且因此在蒸氣中濃縮。然而，較重的揮發(fā)性組分也具有(較小的)分壓并且必然蒸發(fā)，即使所述揮發(fā)性組分在蒸氣中較少地濃縮。實(shí)際上，通過改變混合物的組成，實(shí)現(xiàn)分批蒸餾和分餾。在分批蒸餾中，所述批蒸發(fā)，其改變混合物的組成。在分餾中，分餾柱中的液體越高含有輕質(zhì)物越多并且在越低的溫度沸騰。不可能通過蒸餾完全純化組分的混合物，因?yàn)檫@將需要混合物中的每個(gè)組分都具有零分壓。如果超純產(chǎn)品是目標(biāo)，則必須應(yīng)用另外的化學(xué)分離。當(dāng)雙成分混合物蒸發(fā)并且另一個(gè)組分(例如，鹽)基本上具有零分壓時(shí)，所述過程被簡(jiǎn)化并在工程上稱作蒸發(fā)。一旦每種酸在蒸餾器(例如，蒸餾器1(150)、蒸餾器2(154))中蒸餾，則可以將每種酸送到公用集管，所述酸在此再混合。從所述公用集管，可以將酸混合物送到冷凝器(160)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，不存在公用集管，并且每種酸保持分開并且被送到它自身的單獨(dú)冷凝器(160)。冷凝器(160)可以是一系列換熱器，其在低于大氣壓的壓力下將化學(xué)品從它的氣態(tài)轉(zhuǎn)變成它的液態(tài)。冷凝器(160)，有時(shí)也稱為水冷卻的冷凝器，可以由安裝在鋼殼體內(nèi)部的連續(xù)管盤管組成。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，激冷的水流過冷凝器(160)的盤管，并且酸混合物在鋼殼體內(nèi)部排放而在盤管的外部冷凝。與冷凝器(160)關(guān)聯(lián)的可以是激冷器(未顯示)和冷卻塔(未顯示)以保證將充分的冷卻提供給冷凝器，以便將酸氣體轉(zhuǎn)變成液體。激冷器是經(jīng)由蒸氣-壓縮循環(huán)將熱量從液體除去的機(jī)械。蒸氣壓縮水激冷器包括蒸氣-壓縮制冷循環(huán)的四個(gè)主要組件(壓縮器、蒸發(fā)器、冷凝器和一些形式的計(jì)量)。將激冷的水泵送通過一種過程，諸如上述冷凝器(160)，在此然后將激冷的水引導(dǎo)回到激冷器。冷卻塔是用于將工藝廢熱轉(zhuǎn)移到大氣的熱量除去裝置。冷卻塔可以使用水的蒸發(fā)以除去工藝熱量并且將工作流體冷卻到接近濕球空氣溫度的溫度。水冷卻的激冷器(例如，激冷器)通?？梢员瓤諝饫鋮s激冷器(例如，冷卻塔)更加能量有效，原因在于，熱量消耗到處于或接近濕球空氣溫度的溫度的裝置(例如，塔)和水。從冷凝器(160)，可以將液體酸送到酸容納槽(162)或到酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)中的一個(gè)或多個(gè)酸儲(chǔ)槽(176)，取決于液體酸是否需要進(jìn)一步精煉。如果將酸送到一個(gè)或多個(gè)酸儲(chǔ)槽(176)，則可以將每種酸從單獨(dú)的冷凝器(160)送到單獨(dú)的酸儲(chǔ)槽(176)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(100)的酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)將一種或多種液體酸轉(zhuǎn)變成一種或多種醇。具體而言，酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)將試劑與液體酸在適當(dāng)條件下混合以引起產(chǎn)生醇的化學(xué)反應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)的一個(gè)或多個(gè)霧化泵(172)用于將液體酸轉(zhuǎn)化成一種或多種醇。單一霧化泵(172)可以用于單一液體酸。每個(gè)霧化泵(172)可以接收來自酸分離系統(tǒng)(120)的酸容納槽(162)的液體酸并且將酸的壓力增加到150磅/平方英寸(psi)。一旦達(dá)到壓力，則霧化泵(172)可以將酸發(fā)送到水解室(174)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，使用控制閥門(未顯示)調(diào)節(jié)霧化泵(172)和水解室(174)之間的酸的壓力和流動(dòng)，以保持酸在水解室(174)中的均勻分布。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(170)的一個(gè)或多個(gè)水解室(174)用于將液體酸轉(zhuǎn)化成一種或多種醇。具體地，液體酸可以與液體試劑在水解室(174)中碰撞以產(chǎn)生醇。單一水解室可以用于單一液體酸?？梢詫⑻妓峋鶆蛞龑?dǎo)到水解室(174)中容納的高壓霧化噴嘴的陣列中。同樣地，可以將液體試劑均勻引導(dǎo)到水解室(174)中容納的不同的高壓霧化噴嘴的陣列中。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，用于液體酸的高壓霧化噴嘴的陣列和用于液體試劑的高壓霧化噴嘴的陣列相互對(duì)著定向，以致當(dāng)加壓的流體從每個(gè)陣列釋放時(shí)，將有加壓的液體相互對(duì)著接觸碰撞。細(xì)液滴在150psi相互進(jìn)行接觸，并且通過碰撞產(chǎn)生高破裂能，引起水解反應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，水解反應(yīng)結(jié)果是醇滴，其落到水解室底部并被送到醇儲(chǔ)槽(176)。水解是化學(xué)過程，其中通過引入另外的分子而將某一分子分裂成兩個(gè)部分。酸-堿-催化的水解是本領(lǐng)域已知的。酸-堿-催化的水解的一個(gè)實(shí)例是酰胺或酯的水解，其在親核體(尋核劑(nucleus-seeking agent)諸如水或輕基離子)攻擊酯或酰胺的羰基的碳時(shí)發(fā)生。在含水堿中，羥基離子是比偶極子諸如水更好的親核體。在酸中，羰基變成質(zhì)子化的，其導(dǎo)致容易得多的親核攻擊。兩種水解的產(chǎn)物都是具有羧酸基團(tuán)的化合物。使用多種材料諸如聚丙烯、丨nconel A686、Hastelloy C276或其它貴金屬制造水解室。(Inconel是美國(guó)西弗吉尼亞州亨廷頓的亨廷頓合金公司(Huntington AlloysCorporation)的注冊(cè)商標(biāo)。Hastelloy是美國(guó)印地安那州科科莫的海恩斯國(guó)際公司(Haynes International, Inc.)的注冊(cè)商標(biāo))。如上所述，水解室中容納的是高壓霧化噴嘴的兩個(gè)陣列。每個(gè)陣列可以具有任意數(shù)目的噴嘴，并且每個(gè)噴嘴可以分配某一尺寸或尺寸范圍的細(xì)液滴流。理想地，將每個(gè)液滴定尺寸以允許大的用于發(fā)生反應(yīng)的表面積。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，陣列具有高達(dá)10個(gè)噴嘴，并且將所述陣列的每個(gè)噴嘴設(shè)計(jì)成、分配直徑約為10微米的液滴。水解室也可以具有連接網(wǎng)絡(luò)，從而容許將完工的液體引導(dǎo)到收集槽或一些其它過程。可以根據(jù)從水解室所用于的設(shè)施出現(xiàn)的具體應(yīng)用將水解室定尺寸并制造。用于與液體酸碰撞的液體試劑可以儲(chǔ)存在一個(gè)或多個(gè)試劑儲(chǔ)槽(178)中?？梢元?dú)立于本文中描述的過程提供液體試劑。從試劑儲(chǔ)槽(178)，液體試劑可以引導(dǎo)通過高壓泵(未顯示)，將所述高壓泵用于將液體試劑壓力增加到150psi并且發(fā)送加壓的液體試劑通過控制閥門(未顯示)?？刂崎y門可以調(diào)節(jié)液體 試劑的壓力和流動(dòng)，以保持液體試劑在水解室(174)中的均勻分布。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案將CO2轉(zhuǎn)化成醇的方法的流程圖。雖然順序地介紹并描述了該流程圖中的多個(gè)步驟，但是普通技術(shù)人員將理解，所述步驟的一些或全部可以以不同順序執(zhí)行，可以組合或省略，并且所述步驟的一些或全部可以平行地執(zhí)行。另外，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可以省略、重復(fù)和/或以不同順序進(jìn)行如下所述的一個(gè)或多個(gè)步驟。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以在進(jìn)行該方法中包括圖2中省略的另外步驟。因此，圖2中所示步驟的具體安排不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的范圍。參考圖2，在步驟202中，包括CO2并且在燃燒過程期間產(chǎn)生的煙道氣流與水霧進(jìn)行接觸以產(chǎn)生碳酸(H2CO3)和廢水的混合物?；旌衔镆部梢园ㄆ渌?，包括但不限于硫酸和硝酸。混合物也可以包括其它化學(xué)品和/或材料。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，碳酸及其它酸是以液體形式產(chǎn)生的。在步驟204中，從所述混合物中提取液體碳酸。也可以從所述混合物中提取其它酸(例如，硫酸和硝酸)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，使用滴濾池從混合物提取碳酸及其它酸(“酸混合物”)。具體地，可以在具有介質(zhì)的滴濾池中接收含有酸混合物的混合物，所述混合物在需氧條件下流動(dòng)到所述介質(zhì)上?；旌衔镌谛柩鯒l件下在介質(zhì)上流動(dòng)可以導(dǎo)致微生物膜的層形成在所述介質(zhì)上。另外，使用微生物膜的層，可以在滴濾池中從混合物除去包括酸混合物的污泥。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，將污泥接收在具有許多袋的多袋過濾器系統(tǒng)，其中每個(gè)袋包括容納在容器中的褶式濾筒并且配置成從酸混合物除去油和粒子。可以在用滴濾池接收以后，由多袋過濾器系統(tǒng)接收污泥。備選地，可以由多袋過濾器系統(tǒng)接收混合物，以便從混合物中分離酸混合物。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，也可以將酸混合物接收在換熱器中，所述換熱器將酸混合物加熱到高于酸混合物中的每一種酸的沸點(diǎn)(例如，用于碳酸的170° F)的溫度，但是低于水的沸點(diǎn)(即，212° F)。當(dāng)在高于它的沸點(diǎn)加熱時(shí)，酸混合物中的每一種酸可以從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)?？梢允紫扔傻螢V池和/或多袋過濾器系統(tǒng)接收由換熱器接收的酸混合物。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，將可以包括廢水、一種或多種液體形式的酸和一種或多種氣體形式的酸的酸混合物從換熱器送到蒸汽分離器。蒸汽分離器可以從廢水和一種或多種液體形式的酸中除去所述一種或多種氣體形式的酸。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，由蒸汽分離器從混合物除去的一種或多種氣體形式的酸可以被送到蒸餾器，所述蒸餾器通過除去由蒸汽分離器沒有從所述一種或多種氣體形式的酸除去的任何殘留的廢水而純化所述一種或多種氣體形式的酸。蒸餾器可以將所述一種或多種氣體形式的酸送到冷凝器，所述冷凝器將所述一種或多種氣體形式的酸冷卻到低于所述一種或多種氣體形式的酸的每一種的沸點(diǎn)的溫度。冷卻所述一種或多種氣體形式的酸可以將所述一種或多種氣體形式的酸的每一種都轉(zhuǎn)變成液體形式。在本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方案，激冷器也將所述一種或多種氣體形式的酸的每一種相互分離。蒸餾器也可以將所述一種或多種氣體形式的酸的每一種單獨(dú)地送到它自身的冷凝器，而不是將全部氣體形式的酸的組合送到單一冷凝器。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，由滴濾池、多袋過濾器系統(tǒng)、冷凝器、蒸汽分離器、蒸餾器和/或換熱器以任何順序接收混合物和/或酸混合物。另外，可以由滴濾池、多袋過濾器系統(tǒng)、冷凝器、蒸汽分離器、蒸餾器和換熱器的任何或全部多次接收混合物和/或酸混合物。 在步驟206中，將液體碳酸加壓以產(chǎn)生加壓的液體碳酸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，將液體碳酸加壓至150psi?？梢允褂帽眉訅阂后w碳酸。也可以加壓其它酸，諸如硫酸和硝酸。在步驟208中，將加壓的液體碳酸與液體試劑在水解室中結(jié)合。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，與加壓的液體碳酸結(jié)合使用的液體試劑是氫化鋁鋰(LiAlH4)15氫化鋁鋰也可以在與碳酸結(jié)合時(shí)加壓。其它液體試劑可以與加壓的液體碳酸和/或與其它加壓的液體酸(例如硝酸、硫酸)結(jié)合使用。在水解室中結(jié)合的酸和試劑可以各自首先發(fā)送通過控制閥門，所述控制閥門調(diào)節(jié)酸和/或試劑的壓力和流動(dòng)，以保持酸和/或試劑在水解室中的均勻分布。多種其它液體試劑可以與加壓的液體酸結(jié)合使用。例如，乙醇是多用途溶劑，與水和許多有機(jī)溶劑可混溶，所述有機(jī)溶劑諸如乙酸、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、二乙醚、乙二醇、甘油，硝基甲烷、吡啶和甲苯。乙醇還與輕質(zhì)脂肪族烴諸如戊烷和己烷以及與脂肪族氯化物諸如三氯乙烷和四氯乙烯可混溶。乙醇的與水的混溶性與長(zhǎng)鏈醇(即，五個(gè)以上碳原子)的與水的混溶性形成對(duì)照，長(zhǎng)鏈醇的水混溶性隨著碳數(shù)增加而急劇減小。乙醇與烷烴的混溶性限于直到十一烷的烷烴。含有十二烷和更高級(jí)烷的混合物低于某一溫度(對(duì)于十二烷，約為13°C )顯示混溶性區(qū)?；烊苄詤^(qū)趨于隨著更高級(jí)烷而變得更寬，并且用于完全混溶性的溫度增加。在步驟210中，由加壓的液體碳酸和液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生醇。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述醇是伯醇。所述醇也可以是仲醇或叔醇。產(chǎn)生的醇的類型可以取決于使用的加壓的液體酸和液體試劑。當(dāng)加壓的液體碳酸與液體氫化鋁鋰結(jié)合時(shí)產(chǎn)生伯醇。具體地，所述反應(yīng)產(chǎn)生下列伯醇HOCH2——(CH2) 8------CH2OH作為另一個(gè)實(shí)例，當(dāng)加壓的液體酸是硫酸并且液體試劑是烯烴時(shí)，可以產(chǎn)生仲醇(例如，RR' CH0H)和叔(例如，RR' R" C0H)醇。作為另一個(gè)實(shí)例，當(dāng)加壓的液體酸是硝酸并且液體試劑是R_0-H(醇)時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生下列硝酸酯R0H+3HN03——RO—N02。醇可以是其中羥基官能團(tuán)(-0H)結(jié)合到連接到另一個(gè)碳或氫原子的碳原子的任何有機(jī)化合物。其中，簡(jiǎn)單醇是無環(huán)醇，其通式是CnH2n+10H。在無環(huán)醇中普通的是乙醇(C2H5OH)，其是通常使用的醇并且是在醇飲料中存在的醇類型。通常用清晰的形容詞描述其它醇，如以異丙醇(丙-2-醇)或木醇(甲基醇，或甲醇)。由國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)將后綴-醇指定為全部醇的化學(xué)名。乙醇是清澈的易燃液體，其在78. 4°C沸騰。乙醇可以用作工業(yè)溶劑、汽車燃料和化學(xué)工業(yè)中的原料。在美國(guó)和其它國(guó)家，由于對(duì)酒精消費(fèi)的法律和稅收限制，預(yù)定用于其它用途的乙醇經(jīng)常含有使它味道差(諸如Bitrex)或有毒(諸如甲醇)的添加劑。該形式的乙醇一般已知為變性醇；當(dāng)使用甲醇時(shí)，它可以稱為甲基化酒精(“Meths”)或“消毒用酒
精。
最簡(jiǎn)單的醇是甲醇，CH3OH,其以前是由木材蒸餾獲得的并且因此稱作“木醇”。甲醇是在氣味和性質(zhì)上類似于乙醇的清澈液體，具有稍微較低的沸點(diǎn)(64.7°C)。甲醇主要用作溶劑、燃料和原料。不像乙醇，甲醇是非常毒性的。人類吮吸一口(少至IOml)甲醇可以通過破壞視神經(jīng)而導(dǎo)致永久失明，并且30ml ( 一流體盎司)可以是潛在致命的。兩種其它常用醇是丙醇和丁醇。類似乙醇，可以使用發(fā)酵工藝生產(chǎn)丙醇和丁醇。在丙醇和丁醇的情況下，但是，發(fā)酵劑是在纖維素上飼養(yǎng)的細(xì)菌(丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum))。對(duì)于乙醇,發(fā)酵劑(即，酵母)在糖上飼養(yǎng)如酵母。在IUPAC體系中烷烴鏈的名稱去掉末端“e”并且添加“ol” (例如，“甲醇”和“乙醇”)。必要時(shí)，羥基的位置可以由烷烴名稱和“醇”之間的數(shù)指示。例如，丙-I-醇是用于CH3CH2CH2OH的名稱，并且丙-2-醇是用于CH3CH (OH) CH3的名稱。有時(shí)，位置數(shù)可以寫在IUPAC名稱前，諸如I-丙醇和2-丙醇。如果更高優(yōu)先的基團(tuán)存在(諸如醛、酮或羧酸)，則可以需要使用前綴“羥基”諸如用于CH3COCH2OH的I-羥基-2-丙酮。IUPAC命名法可以用在科學(xué)出版物中和物質(zhì)的精確鑒別可以是重要的地方。在其它不太正式的上下文中，經(jīng)常用相應(yīng)的烷基名稱接著措辭“醇”來稱呼醇(例如，甲基醇、乙基醇)。丙醇可以稱作正丙醇或異丙醇，取決于羥基是否結(jié)合到丙烷鏈上的第一或第二碳?；谶B接到帶有羥基的碳原子的碳原子數(shù)，將醇分類為伯醇、仲醇和叔醇。每一種分類的醇可以具有通式。例如，伯醇的通式是RCH2OH ;仲醇的通式是RR' CHOH ;并且叔醇的通式是Rf R" C0H，其中R、R'和R"表示不同的烷基。乙醇和正丙醇是伯醇。異丙醇是仲醇。前綴仲_(或S-)和叔-(或t_)常規(guī)地顯示為斜體并且可以在烷基名稱前使用以將仲醇和叔醇分別與伯醇區(qū)別。例如，異丙醇有時(shí)稱作仲-丙醇，并且叔醇(CH3)3COH(或在IUPAC命名法中2-甲基丙-2-醇)通常被稱為叔-丁基醇或叔-丁醇。下列是常用醇的表。常用的醇
權(quán)利要求
1.一種將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化成醇的方法，所述方法包括 使來自燃燒過程的包含CO2的煙道氣流與水霧接觸以產(chǎn)生液體碳酸(H2CO3)和廢水的混合物； 從所述混合物中提取液體H2CO3 ； 將所述液體H2CO3加壓以產(chǎn)生加壓的液體H2CO3 ； 將所述加壓的液體H2CO3與第一液體試劑在第一水解室中結(jié)合；和 從所述加壓的液體H2CO3與所述第一液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生所述醇。
2.權(quán)利要求I的方法，所述方法還包括 從所述水解室提取所述醇；和 使用所述醇作為燃料以在設(shè)施處產(chǎn)生動(dòng)力。
3.權(quán)利要求I的方法，其中所述第一液體試劑是氫化鋁鋰(LiAlH4)。
4.權(quán)利要求I的方法，其中所述醇是伯醇。
5.權(quán)利要求I的方法，其中從所述混合物中提取所述液體H2CO3包括 將所述混合物接收在包含介質(zhì)的滴濾池中，所述混合物在需氧條件下流動(dòng)到所述介質(zhì)上，導(dǎo)致微生物膜的層形成在所述介質(zhì)上；和 使用所述微生物膜的層，從所述混合物中除去微生物雜質(zhì)。
6.權(quán)利要求5的方法，其中從所述混合物中提取所述液體H2CO3還包括 將所述混合物接收在包括多個(gè)袋的多袋過濾器系統(tǒng)中，每個(gè)袋包括容納在容器中的褶式濾筒并且配置成從所述混合物除去油和粒子。
7.權(quán)利要求6的方法，其中從所述混合物中提取所述液體H2CO3還包括 將所述混合物接收在換熱器中； 將所述換熱器中的混合物加熱到第一和第二溫度之間，其中第一溫度是H2CO3的沸點(diǎn)并且其中所述第二溫度是所述廢水的沸點(diǎn)； 將液體H2CO3轉(zhuǎn)化成蒸氣H2CO3 ； 將來自所述換熱器的混合物接收在蒸汽分離器中； 使用所述蒸汽分離器，從所述混合物中除去蒸氣H2CO3 ； 將來自所述蒸汽分離器的蒸氣H2CO3接收在蒸餾器中；和 使用所述蒸餾器，從所述蒸氣H2CO3中除去所述廢水。
8.權(quán)利要求7的方法，其中從所述混合物中提取所述蒸氣H2CO3還包括 使用冷凝器，接收來自所述蒸餾器的蒸氣H2CO3 ； 將蒸氣H2CO3冷卻到低于所述第一溫度的第三溫度；和 將所述蒸氣H2CO3轉(zhuǎn)化成液體H2CO3。
9.權(quán)利要求I的方法，其中所述混合物還包含液體硫酸(H2SO4)和液體硝酸(HNO3)。
10.權(quán)利要求9的方法，所述方法還包括 從所述混合物中將所述液體H2SO4和所述液體HNO3連同所述液體H2CO3 —起提取； 使用換熱器，加熱所述液體H2CO3、所述液體H2SO4和所述液體HNO3 ； 將所述液體H2CO3轉(zhuǎn)化成蒸氣H2CO3,將所述液體H2SO4轉(zhuǎn)化成蒸氣H2SO4,并且將所述液體HNO3轉(zhuǎn)化成蒸氣HNO3 ； 在蒸餾器中分離所述蒸氣H2CO3、所述蒸氣H2SO4和所述蒸氣HNO3 ；將所述蒸氣H2CO3，所述蒸氣H2SO4和所述蒸氣HNO3中的每一種分開冷凝以分別再產(chǎn)生液體H2CO3、所述液體H2SO4和所述液體HNO3 ； 分開加壓所述液體H2CO3、所述液體H2SO4和所述液體HNO3中的每一種； 將加壓的液體H2SO4與第二液體試劑在第二水解室中結(jié)合； 從所述加壓的液體H2SO4與所述第二液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生仲醇； 將加壓的液體HNO3與第三液體試劑在第三水解室中結(jié)合；和 從所述加壓的液體HNO3與所述第三液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生叔醇。
11.一種將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化成醇的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 接收系統(tǒng)，所述接收系統(tǒng)包括加壓水噴霧陣列并且配置成 使來自燃燒過程的包含CO2的煙道氣流與水霧接觸以產(chǎn)生液體碳酸(H2CO3)和廢水的混合物； 酸分尚系統(tǒng)，所述酸分尚系統(tǒng)配置成 從所述混合物中分離所述液體H2CO3 ;并且 純化所述液體H2CO3以產(chǎn)生純化的液體H2CO3 ;和酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括多個(gè)霧化泵、試劑儲(chǔ)槽和多個(gè)水解室，所述酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)配置成 使用所述多個(gè)霧化泵中的第一個(gè)將所述純化的液體H2CO3加壓以產(chǎn)生加壓的液體H2CO3 ； 將所述加壓的液體H2CO3與從所述試劑儲(chǔ)槽提取的第一液體試劑在所述多個(gè)水解室的第一個(gè)室中結(jié)合；并且 從所述加壓的液體H2CO3與所述第一液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生第一伯醇。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)還包括醇儲(chǔ)槽，以儲(chǔ)存所述第一伯醇作為燃料使用，以在設(shè)施處產(chǎn)生動(dòng)力。
13.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述混合物還包括液體硫酸(H2SO4)和液體硝酸(HNO3)。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)進(jìn)一步配置成 從所述混合物中分離所述液體H2SO4和所述液體HNO3 ； 純化所述液體H2SO4和所述液體HNO3 ;和 將所述液體H2CO3、所述液體H2SO4和所述液體HNO3儲(chǔ)存在分開的酸槽中。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)一步配置成 使用所述多個(gè)霧化泵中的第二個(gè)加壓所述純化的液體H2SO4以產(chǎn)生加壓的液體H2SO4 ； 將所述加壓的液體H2SO4與第二液體試劑在所述多個(gè)水解室中的第二個(gè)中結(jié)合； 從所述加壓的液體H2SO4與所述第二液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生醇，其中所述醇是由仲醇和叔醇組成的組的一種； 使用所述多個(gè)霧化泵中的第三個(gè)加壓所述純化的液體HNO3以產(chǎn)生加壓的液體HNO3 ； 將所述加壓的液體HNO3與第三液體試劑在所述多個(gè)水解室中的第三個(gè)中結(jié)合；并且 從所述加壓的液體HNO3與所述第三液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生第二伯醇。
16.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)還包括 滴濾池，所述滴濾池配置成接收來自所述接收系統(tǒng)的所述混合物并且從所述混合物中除去微生物雜質(zhì)，其中所述滴濾池包含介質(zhì)，所述混合物在需氧條件下流動(dòng)到所述介質(zhì)上，導(dǎo)致微生物膜的層形成在所述介質(zhì)上。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)還包括多袋過濾器系統(tǒng)，所述多袋過濾器系統(tǒng)配置成接收來自所述滴濾池的所述混合物并且包括多個(gè)袋，每個(gè)袋包括容納在容器中的褶式濾筒并且配置成從所述混合物中除去油和粒子。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)還包括 第一換熱器，所述第一換熱器配置成 接收來自所述多袋過濾器系統(tǒng)的所述混合物； 將所述混合物加熱到第一和第二溫度之間，其中所述第一溫度是所述液體H2CO3的沸點(diǎn)并且其中所述第二溫度是所述廢水的沸點(diǎn)；并且將所述液體H2CO3轉(zhuǎn)化成蒸氣H2CO3 ； 第一蒸汽分離器，所述第一蒸汽分離器配置成 接收來自所述第一換熱器的所述混合物；并且 除去所述蒸氣H2CO3 ;和 第一蒸餾器，所述第一蒸餾器配置成 接收來自所述第一蒸汽分離器的所述蒸氣H2CO3 ;并且 從所述蒸氣H2CO3中除去所述廢水。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)還包括冷凝器，所述冷凝器配置成 接收來自所述第一蒸餾器的所述蒸氣H2CO3 ;并且 通過將蒸氣H2CO3冷卻到低于所述第一溫度的第三溫度而將所 述蒸氣H2CO3轉(zhuǎn)化成液體H2CO3。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述酸分離系統(tǒng)還包括 第二換熱器，所述第二換熱器配置成 接收來自所述冷凝器的所述液體H2CO3 ； 將所述液體H2CO3加熱到所述第一和第二溫度之間；并且 將所述液體H2CO3轉(zhuǎn)化成蒸氣H2CO3 ； 第二蒸汽分離器，所述第二蒸汽分離器配置成 接收來自所述第二換熱器的所述混合物；并且 從所述混合物中除去所述蒸氣H2CO3 ;和 第二蒸餾器，所述第二蒸餾器配置成接收來自所述第二蒸汽分離器的所述蒸氣H2CO3 ;并且 從所述蒸氣H2CO3中除去所述廢水。
全文摘要
通常，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化成醇的方法。所述方法包括使來自燃燒過程的包含CO2的煙道氣流與水霧接觸以產(chǎn)生液體碳酸(H2CO3)和廢水的混合物。所述方法還包括從所述混合物中提取液體H2CO3并將液體H2CO3加壓以產(chǎn)生加壓的液體H2CO3。所述方法還包括將加壓的液體H2CO3與第一液體試劑在第一水解室中結(jié)合，以從加壓的液體H2CO3與第一液體試劑結(jié)合而產(chǎn)生醇。
文檔編號(hào)C07B63/00GK102741205SQ201080052232
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者韋恩·S·里特福德 申請(qǐng)人:美國(guó)生態(tài)能源技術(shù)公司