專利名稱：工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，尤其是一種工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法。
由于全球范圍的工業(yè)發(fā)展帶來了工業(yè)廢氣排放的二次污染，尤其是大氣層的污染與臭氧層破壞已經(jīng)嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境，而廢氣排放中的二氧化碳更是破壞人類生存環(huán)境最嚴(yán)重的污染源之一。隨著大氣主要污染物二氧化碳(CO2)排放量的不斷增加，所造成的全球性的不良影響主要是臭氧層損耗加劇和全球氣候變暖。
目前，沒有任何一項(xiàng)技術(shù)可以解決二氧化碳對(duì)環(huán)境的破壞。
本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，它能夠?qū)⒐I(yè)產(chǎn)生的二氧化碳分解為對(duì)自然界沒有污染的氧和碳，從而防止二氧化碳對(duì)環(huán)境的破壞。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，它包括a、對(duì)二氧化碳尾氣進(jìn)行收集；b、對(duì)收集的尾氣進(jìn)行除塵和脫硫處理；c、將處理后的尾氣送入氧化塔做二次氧化降解處理；d、將二次氧化的尾氣送入反應(yīng)槽進(jìn)行分解；e、將分解后的氧排出，分解后的碳?xì)庥梢粋€(gè)碳吸塔送入電除碳器形成碳粉。
在步驟c中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)，在氧化塔中對(duì)尾氣進(jìn)行二次氧化，降低二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)的緊密性，使后述的分解過程得以容易地進(jìn)行
。
在步驟d中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)槽中進(jìn)行分解
，使得二氧化碳分解氧和碳。
在步驟e執(zhí)行之后，可以再進(jìn)行步驟f將從碳吸塔出來的氣體通入一個(gè)海水洗池，海水洗池里面盛放海水，將二氧化碳通入其中生成碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式，然后進(jìn)入一個(gè)稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通過稀土分解液進(jìn)一步分解為氧和碳。
在步驟a、b、c、d、e的每一步驟之后可以都經(jīng)過一個(gè)末端設(shè)置采集和流量測(cè)定的過程，取得該步驟之后的各種氣體組成的平均濃度和平均流量值，由平均濃度與實(shí)測(cè)的氣體平均流量相乘得到單位時(shí)間該組份的通過量，與預(yù)先設(shè)置好的組份標(biāo)準(zhǔn)通過量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如不一致則通過在步驟a、b、c、d、e的每一步驟中設(shè)置的執(zhí)行器調(diào)整該步驟的執(zhí)行過程。
本發(fā)明通過尾氣進(jìn)行收集、除塵和脫硫處理、二次氧化降解處理，在反應(yīng)槽中進(jìn)行將二氧化碳分解為一氧化碳和氧，一氧化碳分解成碳和氧，最后變?yōu)橛杏玫奶己脱跖懦龅倪^程，達(dá)到了防止二氧化碳對(duì)環(huán)境的破壞的效果。
由于本發(fā)明在反應(yīng)槽分解之前先將尾氣送入氧化塔做二次氧化降解處理，在氧化塔內(nèi)進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)
這樣就將尚未氧化充分的碳和一氧化碳充分氧化成一氧化碳和二氧化碳，降低二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)的緊密性，這樣就使得本發(fā)明的二氧化碳分解得更加容易和徹底。
由于本發(fā)明在氣體經(jīng)過碳吸塔之后，又將氣體通入一個(gè)海水洗池，海水洗池里面盛放海水，將二氧化碳通入其中生成碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式，然后進(jìn)入一個(gè)稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通過稀土分解液進(jìn)一步分解為氧和碳，這樣又進(jìn)一步將剩余尚未分解的二氧化碳進(jìn)一步進(jìn)行分解，使得氣體更加徹底地分解成無害氣體和碳，提高了分解率。
另外，由于在本發(fā)明的每一步驟之后都經(jīng)過一個(gè)末端設(shè)置采集和流量測(cè)定的過程，取得該步驟之后的各種氣體組成的平均濃度和平均流量值，相乘得到單位時(shí)間該組份的通過量，與預(yù)先設(shè)置好的組份標(biāo)準(zhǔn)通過量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如不一致則通過在每步中的執(zhí)行器調(diào)整該步驟的執(zhí)行過程，使通過量最終接近組份標(biāo)準(zhǔn)，這樣就完成了一個(gè)完好的由計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)分解的全過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控的過程，以確保分解過程的準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法的流程圖。
圖2是工業(yè)廢氣二氧化碳分解回收流程圖。
圖3是二氧化碳分解系統(tǒng)的工藝流程圖。
圖4是氧化塔氣體降解流程框圖。
圖5是降解后分解過程示意圖。
圖6是吸附等溫線函數(shù)示意圖。
圖7是海水洗池部分結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)控制軟件系統(tǒng)模塊示意圖。
圖9是廢氣收集處理系統(tǒng)模塊示意圖。
圖10是二氧化碳分解模塊的分解示意圖。
圖1是本發(fā)明的方法流程圖，在圖中可以清楚地看到本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程。圖2給出了一個(gè)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)圖，從圖中大體可以看出本發(fā)明的系統(tǒng)大致可以分外廢氣收集系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)、二氧化碳分解系統(tǒng)和尾氣排放系統(tǒng)，其中廢氣收集系統(tǒng)對(duì)應(yīng)步驟a，尾氣處理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)步驟b，二氧化碳分解系統(tǒng)對(duì)應(yīng)步驟c和d，尾氣排放系統(tǒng)對(duì)應(yīng)步驟e。
(1)對(duì)二氧化碳尾氣進(jìn)行收集采用尾氣收集系統(tǒng)對(duì)鋼鐵廠、火力發(fā)電廠等各種大型燃煤(氣)工業(yè)的廠礦的尾氣進(jìn)行收集，該尾氣收集系統(tǒng)市面上有很多，故在此不多贅述。
(2)對(duì)尾氣進(jìn)行除塵、脫硫等尾氣處理。
(3)利用送風(fēng)機(jī)把處理以后的尾氣送入氧化塔做二次氧化降解處理氧化是指將尾氣中存在的碳和一氧化碳等尚未徹底地氧化成二氧化碳的部分進(jìn)行氧化，使這一部分徹底氧化成二氧化碳，使尾氣最終主要有二氧化碳組成，這樣有利于下一步驟能夠統(tǒng)一將二氧化碳進(jìn)行分解，同時(shí)由于這樣氧化破壞了原尾氣的組成，氧化過程中釋放出的能量使得二氧化碳分子之間的距離更大。降低CO2的分子結(jié)構(gòu)的緊密性，為下一步驟中反應(yīng)槽的碳、氧分子的分解提供降分解條件。
氧化塔是用來進(jìn)行二次氧化的裝置，在氧化塔中存儲(chǔ)大量的氧氣，在其中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)
。還可能發(fā)生下列反應(yīng)
哪種反應(yīng)為主取決于氧化塔溫度、壓力、氣體成分等條件。
在氧化塔中，碳被氧氣或二氧化碳氧化成一氧化碳，被水氧化成二氧化碳，一氧化碳氧化成二氧化碳。如圖4氧化塔氣體降解流程框圖所示，該氧化塔實(shí)際上對(duì)應(yīng)圖上的降解塔，廢氣經(jīng)過吸收塔進(jìn)入換熱器，然后進(jìn)入降解塔進(jìn)行降解，降解塔里的氣體不斷通入再沸器進(jìn)行吹氧，然后再進(jìn)入降解塔構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。
(4)將二次氧化的尾氣送入反應(yīng)槽進(jìn)行分解，在反應(yīng)槽中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)
，這樣，二氧化碳分解成一氧化碳和氧，一氧化碳分解成碳和氧，從而達(dá)到將二氧化碳充分分解的目的。降解后分解過程示意圖如圖5所示，先將廢氣經(jīng)過預(yù)處理送入鼓風(fēng)機(jī)，然后進(jìn)入反應(yīng)槽，有一個(gè)載熱體給反應(yīng)槽供熱，在反應(yīng)槽中完成上述化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后氣體從反應(yīng)器輸出。
(5)通過真空過濾機(jī)把分解的氧排出，反應(yīng)槽裝置的碳吸塔將碳?xì)馑腿腚姵计餍纬商挤?，并排放其它成分的廢氣。
碳吸塔的電除碳器原理采用吸附的等溫方程式(B·E·T方程式)，即P/V(Po－P)＝1/VmC＋(C－1)P/VmCPo式中P—被吸附氣體的平衡分壓PaPo—在同溫度下氣體的液相飽和蒸氣壓PaV—被吸附氣體的體積MLC—常數(shù)吸收速率為NA＝Kg(P－Pi)NA＝Kg(P－Pi)＝KL(Ci－C)NA＝Kg(P－P*)＝KL(C*－C)吸附等溫線如圖6所示其函數(shù)為A＝f(PT)吸附的總反應(yīng)方程式可以表示為
(6)將從碳吸塔出來的氣體通入一個(gè)海水洗池，海水洗池里面盛放海水，將二氧化碳通入其中生成碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式，然后進(jìn)入一個(gè)稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通過稀土分解液進(jìn)一步分解為氧和碳。
二氧化碳(CO2)是動(dòng)植物生命循環(huán)的基本要素。大氣中的CO2主要受兩個(gè)因素制約，一是植物的光合作用，每年春夏兩季光合作用強(qiáng)烈時(shí)，大氣中的CO2濃度下降，秋冬兩季作物收獲，光合作用減弱，大氣中的CO2濃度增加。二是CO2溶于海水，以碳酸氫鹽和碳酸鹽的形式貯存于海洋中。CO2性質(zhì)穩(wěn)定、無毒，在大氣中的滯留時(shí)間大約5—10年。
在本步驟中利用CO2溶于海水的原理，在氣體由碳吸塔出來之后再進(jìn)入一個(gè)循環(huán)(海)水洗池，將CO2改變?yōu)樘妓釟潲}或碳酸鹽的形式，這種碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式的好處是分解起來比較容易且比較完全，而由二氧化碳直接分解則容易分解不完全。該二氧化碳溶于海水的反應(yīng)式比較多，且本領(lǐng)域的技術(shù)人員比較熟知，故不詳細(xì)論述，但反應(yīng)式的左邊一般是二氧化碳與鈉鹽或氫氧化鈉，右邊一般是碳酸氫鹽或碳酸鹽等。
然后將該碳酸氫鹽或碳酸鹽等通過稀土分解液進(jìn)行分解，該稀土分解液市面上有很多，一般本領(lǐng)域技術(shù)人員都比較熟知，故在此不作詳細(xì)論述。將該碳酸氫鹽或碳酸鹽與稀土分解液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)式本領(lǐng)域的技術(shù)人員也比較熟知，故在此不作詳細(xì)論述。經(jīng)過本步驟可以把步驟(4)中尚未分解的部分二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽或碳酸鹽從而分解為氧和碳，這樣就進(jìn)一步提高了二氧化碳的分解率。
圖7是海水洗池的一個(gè)結(jié)構(gòu)圖。該海水洗池上面有進(jìn)氣口1、海水進(jìn)口2和排氣口3，下面是一個(gè)循環(huán)洗滌箱4。尾氣由進(jìn)氣口1進(jìn)入洗池，海水由海水進(jìn)口2進(jìn)入洗池，在循環(huán)洗滌箱4中進(jìn)行混合、反應(yīng)，反應(yīng)后氣體由排氣口3排出。
在圖3二氧化碳分解系統(tǒng)的工藝流程圖中可以看到步驟(3)、(4)和(6)的實(shí)現(xiàn)流程。
(7)在上述的每一步驟之后可以都可以經(jīng)過一個(gè)末端設(shè)置采集和流量測(cè)定的過程，或者說設(shè)置一個(gè)采集和流量測(cè)定裝置，取得該步驟之后的各種氣體組成的平均濃度和平均流量值，由平均濃度與實(shí)測(cè)的氣體平均流量相乘得到單位時(shí)間該組份的通過量，與預(yù)先設(shè)置好的組份標(biāo)準(zhǔn)通過量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如不一致則通過在上述每一步驟中設(shè)置的執(zhí)行器調(diào)整該步驟的執(zhí)行過程，直到該組份的通過量達(dá)到預(yù)先設(shè)置好的組份標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于該執(zhí)行器方面，目前已有成熟技術(shù)，故在此不多贅述。
計(jì)算公式為Q＝qM式中Q＝某組份排放量 q＝某組份平均濃度M＝氣體平均流量采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對(duì)分解的全過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控的目的是保障分解過程的準(zhǔn)確及碳、氧回收率。
二氧化碳CO2分解系統(tǒng)工藝流程各系統(tǒng)處理前后氣體組成如下①經(jīng)尾氣處理后排至氧化塔的氣體組成
②經(jīng)過氧化塔后至反應(yīng)槽的氣體組成
③經(jīng)過反應(yīng)槽至碳吸塔的氣體組成
④經(jīng)過碳吸塔至海水洗氣塔的氣體組成
⑤經(jīng)過海水洗氣塔至稀土分解器的氣體組成
⑥經(jīng)過稀土分解器后出來的氣體組成
二氧化碳分解處理采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)行收集、分解、回收、排放全過程監(jiān)控，避免各子系統(tǒng)分散的人工操作和干預(yù)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳分解全過程自動(dòng)化。
下面我們來討論本部分計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作情況。圖8是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)控制軟件系統(tǒng)模塊示意圖。在圖中可以看到，二氧化碳分解處理系統(tǒng)包括5個(gè)模塊系統(tǒng)安全模塊、廢氣收集處理模塊、二氧化碳分解模塊、尾氣排放模塊、異常處理模塊。其中廢氣收集處理模塊對(duì)應(yīng)上述步驟(1)和(2)的計(jì)算機(jī)控制，二氧化碳分解模塊對(duì)應(yīng)上述步驟(3)、(4)和(6)的計(jì)算機(jī)控制，尾氣排放模塊對(duì)應(yīng)步驟(5)的計(jì)算機(jī)控制。
其中的廢氣收集處理模塊又分為廢氣收集模塊，對(duì)應(yīng)步驟(1)的控制；廢氣處理模塊，對(duì)應(yīng)步驟(2)的控制；以及異常處理。廢氣處理模塊包括除塵功能模塊、脫硫功能模塊、其他處理功能模塊和異常處理，如圖9所示。
圖10是二氧化碳分解模塊的分解示意圖。在圖中可以看出，二氧化碳分解模塊由包括收集子系統(tǒng)、分解系統(tǒng)、清理子系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和異常處理系統(tǒng)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，它包括a、對(duì)二氧化碳尾氣進(jìn)行收集；b、對(duì)收集的尾氣進(jìn)行除塵和脫硫處理；c、將處理后的尾氣送入氧化塔做二次氧化降解處理；d、將二次氧化的尾氣送入反應(yīng)槽進(jìn)行分解；e、將分解后的氧排出，分解后的碳?xì)馑腿胍粋€(gè)碳吸塔的電除碳器形成碳粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，其特征在于在步驟c中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)，在氧化塔中對(duì)尾氣進(jìn)行二次氧化，降低二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)的緊密性，使后述的分解過程得以容易地進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，其特征在于在步驟d中進(jìn)行下述化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)槽中進(jìn)行分解，使得二氧化碳分解氧和碳?xì)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，其特征在于在步驟e執(zhí)行之后，再進(jìn)行步驟ff、將從碳吸塔出來的氣體通入一個(gè)海水洗池，海水洗池里面盛放海水，將二氧化碳通入其中生成碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式，然后進(jìn)入一個(gè)稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通過稀土分解液進(jìn)一步分解為氧和碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法，其特征在于在步驟a、b、c、d、e的每一步驟之后都經(jīng)過一個(gè)末端設(shè)置采集和流量測(cè)定的過程，取得該步驟之后的各種氣體組成的平均濃度和平均流量值，由平均濃度與實(shí)測(cè)的氣體平均流量相乘得到單位時(shí)間該組份的通過量，與預(yù)先設(shè)置好的組份標(biāo)準(zhǔn)通過量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如不一致則通過在步驟a、b、c、d、e的每一步驟中設(shè)置的執(zhí)行器調(diào)整該步驟的執(zhí)行過程。
全文摘要
一種工業(yè)產(chǎn)生二氧化碳的分解處理方法,它包括:對(duì)二氧化碳尾氣進(jìn)行收集;對(duì)收集的尾氣進(jìn)行除塵和脫硫處理;將處理后的尾氣送入氧化塔做二次氧化降解處理;將二次氧化的尾氣送入反應(yīng)槽進(jìn)行分解;將分解后的氧排出,分解后的碳?xì)馑腿胍粋€(gè)碳吸塔的電除碳器形成碳粉。它能夠?qū)⒐I(yè)產(chǎn)生的二氧化碳分解為對(duì)自然界沒有污染的氧和碳,從而防止二氧化碳對(duì)環(huán)境的破壞。
文檔編號(hào)B01D53/62GK1334138SQ0112925
公開日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者吳桐 申請(qǐng)人:吳桐