专利名称：工业产生二氧化碳的分解处理方法
技术领域：
本发明属于废气处理领域，尤其是一种工业产生二氧化碳的分解处理方法。
由于全球范围的工业发展带来了工业废气排放的二次污染，尤其是大气层的污染与臭氧层破坏已经严重威胁人类的生存环境，而废气排放中的二氧化碳更是破坏人类生存环境最严重的污染源之一。随着大气主要污染物二氧化碳(CO2)排放量的不断增加，所造成的全球性的不良影响主要是臭氧层损耗加剧和全球气候变暖。
目前，没有任何一项技术可以解决二氧化碳对环境的破坏。
本发明的目的是提供一种工业产生二氧化碳的分解处理方法，它能够将工业产生的二氧化碳分解为对自然界没有污染的氧和碳，从而防止二氧化碳对环境的破坏。
为达到上述目的，本发明的解决方案是一种工业产生二氧化碳的分解处理方法，它包括a、对二氧化碳尾气进行收集；b、对收集的尾气进行除尘和脱硫处理；c、将处理后的尾气送入氧化塔做二次氧化降解处理；d、将二次氧化的尾气送入反应槽进行分解；e、将分解后的氧排出，分解后的碳气由一个碳吸塔送入电除碳器形成碳粉。
在步骤c中进行下述化学反应，在氧化塔中对尾气进行二次氧化，降低二氧化碳的分子结构的紧密性，使后述的分解过程得以容易地进行
。
在步骤d中进行下述化学反应，在反应槽中进行分解
，使得二氧化碳分解氧和碳。
在步骤e执行之后，可以再进行步骤f将从碳吸塔出来的气体通入一个海水洗池，海水洗池里面盛放海水，将二氧化碳通入其中生成碳酸氢盐或碳酸盐的形式，然后进入一个稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通过稀土分解液进一步分解为氧和碳。
在步骤a、b、c、d、e的每一步骤之后可以都经过一个末端设置采集和流量测定的过程，取得该步骤之后的各种气体组成的平均浓度和平均流量值，由平均浓度与实测的气体平均流量相乘得到单位时间该组份的通过量，与预先设置好的组份标准通过量数据进行比较，如不一致则通过在步骤a、b、c、d、e的每一步骤中设置的执行器调整该步骤的执行过程。
本发明通过尾气进行收集、除尘和脱硫处理、二次氧化降解处理，在反应槽中进行将二氧化碳分解为一氧化碳和氧，一氧化碳分解成碳和氧，最后变为有用的碳和氧排出的过程，达到了防止二氧化碳对环境的破坏的效果。
由于本发明在反应槽分解之前先将尾气送入氧化塔做二次氧化降解处理，在氧化塔内进行下述化学反应
这样就将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结构的紧密性，这样就使得本发明的二氧化碳分解得更加容易和彻底。
由于本发明在气体经过碳吸塔之后，又将气体通入一个海水洗池，海水洗池里面盛放海水，将二氧化碳通入其中生成碳酸氢盐或碳酸盐的形式，然后进入一个稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通过稀土分解液进一步分解为氧和碳，这样又进一步将剩余尚未分解的二氧化碳进一步进行分解，使得气体更加彻底地分解成无害气体和碳，提高了分解率。
另外，由于在本发明的每一步骤之后都经过一个末端设置采集和流量测定的过程，取得该步骤之后的各种气体组成的平均浓度和平均流量值，相乘得到单位时间该组份的通过量，与预先设置好的组份标准通过量数据进行比较，如不一致则通过在每步中的执行器调整该步骤的执行过程，使通过量最终接近组份标准，这样就完成了一个完好的由计算机进行对分解的全过程进行自动监测和监控的过程，以确保分解过程的准确。
图1是本发明工业产生二氧化碳的分解处理方法的流程图。
图2是工业废气二氧化碳分解回收流程图。
图3是二氧化碳分解系统的工艺流程图。
图4是氧化塔气体降解流程框图。
图5是降解后分解过程示意图。
图6是吸附等温线函数示意图。
图7是海水洗池部分结构图。
图8是本发明的计算机控制软件系统模块示意图。
图9是废气收集处理系统模块示意图。
图10是二氧化碳分解模块的分解示意图。
图1是本发明的方法流程图，在图中可以清楚地看到本发明的实现过程。图2给出了一个实现本发明的系统图，从图中大体可以看出本发明的系统大致可以分外废气收集系统、尾气处理系统、二氧化碳分解系统和尾气排放系统，其中废气收集系统对应步骤a，尾气处理系统对应步骤b，二氧化碳分解系统对应步骤c和d，尾气排放系统对应步骤e。
(1)对二氧化碳尾气进行收集采用尾气收集系统对钢铁厂、火力发电厂等各种大型燃煤(气)工业的厂矿的尾气进行收集，该尾气收集系统市面上有很多，故在此不多赘述。
(2)对尾气进行除尘、脱硫等尾气处理。
(3)利用送风机把处理以后的尾气送入氧化塔做二次氧化降解处理氧化是指将尾气中存在的碳和一氧化碳等尚未彻底地氧化成二氧化碳的部分进行氧化，使这一部分彻底氧化成二氧化碳，使尾气最终主要有二氧化碳组成，这样有利于下一步骤能够统一将二氧化碳进行分解，同时由于这样氧化破坏了原尾气的组成，氧化过程中释放出的能量使得二氧化碳分子之间的距离更大。降低CO2的分子结构的紧密性，为下一步骤中反应槽的碳、氧分子的分解提供降分解条件。
氧化塔是用来进行二次氧化的装置，在氧化塔中存储大量的氧气，在其中进行下述化学反应
。还可能发生下列反应
哪种反应为主取决于氧化塔温度、压力、气体成分等条件。
在氧化塔中，碳被氧气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。如图4氧化塔气体降解流程框图所示，该氧化塔实际上对应图上的降解塔，废气经过吸收塔进入换热器，然后进入降解塔进行降解，降解塔里的气体不断通入再沸器进行吹氧，然后再进入降解塔构成一个循环。
(4)将二次氧化的尾气送入反应槽进行分解，在反应槽中进行下述化学反应
，这样，二氧化碳分解成一氧化碳和氧，一氧化碳分解成碳和氧，从而达到将二氧化碳充分分解的目的。降解后分解过程示意图如图5所示，先将废气经过预处理送入鼓风机，然后进入反应槽，有一个载热体给反应槽供热，在反应槽中完成上述化学反应，反应后气体从反应器输出。
(5)通过真空过滤机把分解的氧排出，反应槽装置的碳吸塔将碳气送入电除碳器形成碳粉，并排放其它成分的废气。
碳吸塔的电除碳器原理采用吸附的等温方程式(B·E·T方程式)，即P/V(Po－P)＝1/VmC＋(C－1)P/VmCPo式中P—被吸附气体的平衡分压PaPo—在同温度下气体的液相饱和蒸气压PaV—被吸附气体的体积MLC—常数吸收速率为NA＝Kg(P－Pi)NA＝Kg(P－Pi)＝KL(Ci－C)NA＝Kg(P－P*)＝KL(C*－C)吸附等温线如图6所示其函数为A＝f(PT)吸附的总反应方程式可以表示为
(6)将从碳吸塔出来的气体通入一个海水洗池，海水洗池里面盛放海水，将二氧化碳通入其中生成碳酸氢盐或碳酸盐的形式，然后进入一个稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通过稀土分解液进一步分解为氧和碳。
二氧化碳(CO2)是动植物生命循环的基本要素。大气中的CO2主要受两个因素制约，一是植物的光合作用，每年春夏两季光合作用强烈时，大气中的CO2浓度下降，秋冬两季作物收获，光合作用减弱，大气中的CO2浓度增加。二是CO2溶于海水，以碳酸氢盐和碳酸盐的形式贮存于海洋中。CO2性质稳定、无毒，在大气中的滞留时间大约5—10年。
在本步骤中利用CO2溶于海水的原理，在气体由碳吸塔出来之后再进入一个循环(海)水洗池，将CO2改变为碳酸氢盐或碳酸盐的形式，这种碳酸氢盐或碳酸盐的形式的好处是分解起来比较容易且比较完全，而由二氧化碳直接分解则容易分解不完全。该二氧化碳溶于海水的反应式比较多，且本领域的技术人员比较熟知，故不详细论述，但反应式的左边一般是二氧化碳与钠盐或氢氧化钠，右边一般是碳酸氢盐或碳酸盐等。
然后将该碳酸氢盐或碳酸盐等通过稀土分解液进行分解，该稀土分解液市面上有很多，一般本领域技术人员都比较熟知，故在此不作详细论述。将该碳酸氢盐或碳酸盐与稀土分解液进行化学反应的反应式本领域的技术人员也比较熟知，故在此不作详细论述。经过本步骤可以把步骤(4)中尚未分解的部分二氧化碳转化为碳酸氢盐或碳酸盐从而分解为氧和碳，这样就进一步提高了二氧化碳的分解率。
图7是海水洗池的一个结构图。该海水洗池上面有进气口1、海水进口2和排气口3，下面是一个循环洗涤箱4。尾气由进气口1进入洗池，海水由海水进口2进入洗池，在循环洗涤箱4中进行混合、反应，反应后气体由排气口3排出。
在图3二氧化碳分解系统的工艺流程图中可以看到步骤(3)、(4)和(6)的实现流程。
(7)在上述的每一步骤之后可以都可以经过一个末端设置采集和流量测定的过程，或者说设置一个采集和流量测定装置，取得该步骤之后的各种气体组成的平均浓度和平均流量值，由平均浓度与实测的气体平均流量相乘得到单位时间该组份的通过量，与预先设置好的组份标准通过量数据进行比较，如不一致则通过在上述每一步骤中设置的执行器调整该步骤的执行过程，直到该组份的通过量达到预先设置好的组份标准。关于该执行器方面，目前已有成熟技术，故在此不多赘述。
计算公式为Q＝qM式中Q＝某组份排放量 q＝某组份平均浓度M＝气体平均流量采用计算机控制技术对分解的全过程进行自动监测和监控的目的是保障分解过程的准确及碳、氧回收率。
二氧化碳CO2分解系统工艺流程各系统处理前后气体组成如下①经尾气处理后排至氧化塔的气体组成
②经过氧化塔后至反应槽的气体组成
③经过反应槽至碳吸塔的气体组成
④经过碳吸塔至海水洗气塔的气体组成
⑤经过海水洗气塔至稀土分解器的气体组成
⑥经过稀土分解器后出来的气体组成
二氧化碳分解处理采用计算机控制系统，实行收集、分解、回收、排放全过程监控，避免各子系统分散的人工操作和干预，实现二氧化碳分解全过程自动化。
下面我们来讨论本部分计算机控制系统的工作情况。图8是本发明的计算机控制软件系统模块示意图。在图中可以看到，二氧化碳分解处理系统包括5个模块系统安全模块、废气收集处理模块、二氧化碳分解模块、尾气排放模块、异常处理模块。其中废气收集处理模块对应上述步骤(1)和(2)的计算机控制，二氧化碳分解模块对应上述步骤(3)、(4)和(6)的计算机控制，尾气排放模块对应步骤(5)的计算机控制。
其中的废气收集处理模块又分为废气收集模块，对应步骤(1)的控制；废气处理模块，对应步骤(2)的控制；以及异常处理。废气处理模块包括除尘功能模块、脱硫功能模块、其他处理功能模块和异常处理，如图9所示。
图10是二氧化碳分解模块的分解示意图。在图中可以看出，二氧化碳分解模块由包括收集子系统、分解系统、清理子系统、回收系统和异常处理系统构成。
权利要求
1.一种工业产生二氧化碳的分解处理方法，它包括a、对二氧化碳尾气进行收集；b、对收集的尾气进行除尘和脱硫处理；c、将处理后的尾气送入氧化塔做二次氧化降解处理；d、将二次氧化的尾气送入反应槽进行分解；e、将分解后的氧排出，分解后的碳气送入一个碳吸塔的电除碳器形成碳粉。
2.根据权利要求1所述的工业产生二氧化碳的分解处理方法，其特征在于在步骤c中进行下述化学反应，在氧化塔中对尾气进行二次氧化，降低二氧化碳的分子结构的紧密性，使后述的分解过程得以容易地进行。
3.根据权利要求1所述的工业产生二氧化碳的分解处理方法，其特征在于在步骤d中进行下述化学反应，在反应槽中进行分解，使得二氧化碳分解氧和碳气。
4.根据权利要求1所述的工业产生二氧化碳的分解处理方法，其特征在于在步骤e执行之后，再进行步骤ff、将从碳吸塔出来的气体通入一个海水洗池，海水洗池里面盛放海水，将二氧化碳通入其中生成碳酸氢盐或碳酸盐的形式，然后进入一个稀土分解器，稀土分解器中盛放稀土分解液，通过稀土分解液进一步分解为氧和碳。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的工业产生二氧化碳的分解处理方法，其特征在于在步骤a、b、c、d、e的每一步骤之后都经过一个末端设置采集和流量测定的过程，取得该步骤之后的各种气体组成的平均浓度和平均流量值，由平均浓度与实测的气体平均流量相乘得到单位时间该组份的通过量，与预先设置好的组份标准通过量数据进行比较，如不一致则通过在步骤a、b、c、d、e的每一步骤中设置的执行器调整该步骤的执行过程。
全文摘要
一种工业产生二氧化碳的分解处理方法,它包括:对二氧化碳尾气进行收集;对收集的尾气进行除尘和脱硫处理;将处理后的尾气送入氧化塔做二次氧化降解处理;将二次氧化的尾气送入反应槽进行分解;将分解后的氧排出,分解后的碳气送入一个碳吸塔的电除碳器形成碳粉。它能够将工业产生的二氧化碳分解为对自然界没有污染的氧和碳,从而防止二氧化碳对环境的破坏。
文档编号B01D53/62GK1334138SQ0112925
公开日2002年2月6日 申请日期2001年6月19日 优先权日2001年6月19日
发明者吴桐 申请人:吴桐