用于降低大气中二氧化碳含量的设备和方法与流程

文档序号:35853813发布日期:2023-10-25 20:57阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种设备(10),特别是发电厂,用于降低大气中二氧化碳含量,特别是用于降低大气中和成比例的水中、优选海水中的二氧化碳含量,所述设备包括:用于制氧的至少一个电解单元(11),其与至少一个供水管道(13)相连以接收一定量的水(m
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),并适于通过电解将接收到的一定量的水(m
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)分解成氧分量(m
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)和氢分量;至少一个氢输送装置,其将所述电解单元(11)与碳化单元(34)、特别是博世反应单元相连,以用于碳合成;至少一个二氧化碳吸收单元(12),其用于净化所述设备(10)周围的外部大气的环境空气(ul),所述二氧化碳吸收单元具有用于供给环境空气(ul)的至少一个空气入口(14)和下游的至少一个吸收装置(15),所述吸收装置适于从环境空气(ul)中提取二氧化碳量;以及至少一个二氧化碳输送装置,其将所述二氧化碳吸收单元(12)与所述碳化单元(34)相连,其中,所述电解单元(11)具有用于排放氧分量(m
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)的至少一个氧气出口(16),并且所述二氧化碳吸收单元(12)具有用于排放净化的环境空气(ul')的至少一个空气出口(17),其中所述氧气出口(16)和所述空气出口(17)通向外部大气,其中,所述碳化单元(34)具有用于排出碳的碳出口(36),并且其中,至少一个发电单元(31)被设置用于自给自足地对所述设备(10)供电,所述发电单元使用一种或更多种、特别是专用的可再生能源来发电。2.根据权利要求1所述的设备(10),其特征在于,所述氢输送装置和所述二氧化碳输送装置还与用于制备甲醇的甲醇合成单元(37)相连,其中所述甲醇合成单元(37)具有用于排出甲醇的甲醇出口(38)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述发电单元(31)是将太阳能转化为电的至少一个光伏单元(24)和/或将风能转化为电的至少一个风力单元和/或将水能转化为电的至少一个水力单元和/或将热能转化为电的至少一个热力单元。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述碳化单元(34)借助于水输送装置与所述电解单元相连。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述碳化单元(34),特别是所述碳出口借助于碳输送装置(35)与碳储存器相连。6.根据权利要求5所述的设备(10),其特征在于,所述碳输送装置(35)至少部分地由回水管道(28)形成。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述碳化单元(34)具有包括铁、钴、镍和/或钌的催化剂。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述设备设置有至少一个二氧化碳提取单元,所述二氧化碳提取单元与所述供水管道(13)相连,以用于从所述一定量的水(m
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)中提取二氧化碳。9.一种设备(10),特别是发电厂,用于利用大气中的二氧化碳含量,特别是利用大气中和成比例的水中、优选海水中的二氧化碳含量来制备液体燃料,所述设备包括:用于制氧的至少一个电解单元(11),其与至少一个供水管道(13)相连以接收一定量的水(m
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),并适于通过电解将接收到的一定量的水(m
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)分解成氧分量(m
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)和氢分量;至少一个氢输送装置,其将所述电解单元(11)与用于制备甲醇的甲醇合成单元(37)相连;
至少一个二氧化碳提取单元,其与所述供水管道(13)相连,以用于从所述一定量的水(m
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)中提取二氧化碳;至少一个二氧化碳吸收单元(12),其用于净化所述设备(10)周围的外部大气的环境空气(ul),所述二氧化碳吸收单元具有用于供给环境空气(ul)的至少一个空气入口(14)和下游的至少一个吸收装置(15),所述吸收装置适于从环境空气(ul)中提取二氧化碳量;以及至少一个二氧化碳输送装置,其将所述二氧化碳吸收单元(12)与所述甲醇合成单元(37)相连,其中,所述电解单元(11)具有用于排放氧分量(m
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)的至少一个氧气出口(16),并且所述二氧化碳吸收单元(12)具有用于排放净化的环境空气(ul')的至少一个空气出口(17),其中所述氧气出口(16)和所述空气出口(17)通向外部大气,其中,所述甲醇合成单元(37)具有用于排出甲醇的甲醇出口(38),并且其中,至少一个发电单元(31)被设置用于自给自足地对所述设备(10)供电,所述发电单元使用一种或更多种、特别是专用的可再生能源来发电。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述电解单元(11)具有每年至少700000吨的氧分量(m
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)的输出能力和/或所述二氧化碳吸收单元(12)具有每年至少400000吨、特别是600000吨、优选地640000吨的二氧化碳量的提取能力。11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述电解单元(11)适于从至少1.5kg、特别是至少1.7kg的量的水(m
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)中分离出至少1.2kg、特别是至少1.5kg的氧分量(m
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)和/或至少0.1kg、特别是至少0.15kg的氢分量。12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述二氧化碳吸收单元(12)适于从至少3300kg的环境空气量中提取至少1.1kg、特别是至少1.3kg、优选1.375kg的二氧化碳量。13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述供水管道(13)和/或所述回水管道(28)是耐盐水的,特别地其中,所述供水管道(13)和所述回水管道(28)通向蓄水池(26)、特别是海洋,以接收来自所述蓄水池(26)的盐水或使盐水回流到所述蓄水池(26)中。14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述供水管道(13)具有淡化装置。15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述碳化单元(34)包括博世反应单元或克瓦纳工艺单元或co2等离子燃烧器单元。16.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述设备设置有用于储存能量、特别是电流和/或氢的至少一个缓冲储存器。17.一种用于操作根据权利要求1至16中任一项所述的设备的方法,其中:用于制氧的至少一个电解单元(11)通过至少一个供水管道(13)接收一定量的水(m
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),并且通过电解将接收到的一定量的水(m
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)分解成氧分量(m
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)和氢分量;通过至少一个氢输送装置将所述氢分量至少部分地引导到碳化单元(34),特别是博世反应单元;通过至少一个二氧化碳吸收单元(12)净化所述设备(10)周围的外部大气的环境空气(ul),其中,将环境空气(ul)通过至少一个空气入口(14)供给到下游的吸收装置(15),然后
通过所述吸收装置(15)从所供给的环境空气(ul)中提取二氧化碳量;以及通过至少一个二氧化碳输送装置将二氧化碳量引导到所述碳化单元(34),其中,将氧分量(m
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)和净化的环境空气(ul')排放到外部大气中,并且在所述碳化单元(34)中将氢分量和二氧化碳量转化为水、碳和热量,其中所述设备(10)由一种或更多种、特别是专用的可再生能源自给自足地供电。18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,将氢分量的一部分和/或二氧化碳量的一部分至少部分地引导到用于制备甲醇的甲醇合成单元(37)并在那里转化成甲醇。19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,将水从所述碳化单元(34)至少部分地引导到所述电解单元(11),并在其中用于生成氢。20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法,其特征在于,将碳供给碳储存器,以长期储存。21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法,其特征在于,将热量从所述碳化单元(34)引导到所述二氧化碳吸收单元(12),并在那里用作碳吸收的能量。22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法,其特征在于,在所述碳化单元(34)中进行用于从氢和二氧化碳生成碳的博世反应,特别是在介于530
°
c和730℃之间的工艺温度下进行该博世反应。23.一种用于操作根据权利要求2至16中任一项所述的设备(10)的方法,其中,用于制氧的至少一个电解单元(11)通过至少一个供水管道(13)接收一定量的水(m
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),并且通过电解将接收到的一定量的水(m
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)分解成氧分量(m
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)和氢分量;通过至少一个氢输送装置将氢分量至少部分地引导到甲醇合成单元(37);通过至少一个二氧化碳吸收单元(12)净化所述设备(10)周围的外部大气的环境空气(ul),其中,将环境空气(ul)通过至少一个空气入口(14)供给到下游的吸收装置(15),然后通过所述吸收装置(15)从所供给的环境空气(ul)中提取二氧化碳量;以及通过至少一个二氧化碳输送装置将二氧化碳量引导到所述甲醇合成单元(37),其中,将氧分量(m
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)和净化的环境空气(ul')排放到外部大气中,并且在所述甲醇合成单元(37)中将氢分量和二氧化碳量转化为甲醇,其中所述设备(10)由一种或更多种、特别是专用的可再生能源自给自足地供电。

技术总结
本发明涉及一种用于降低大气中二氧化碳含量、特别是用于改善大气的空气质量的设备(10)、特别是发电厂,其中该设备具有:用于制氧的至少一个电解单元(11);用于碳合成的至少一个碳化单元(34)、特别是博世反应单元;以及至少一个用于净化设备(10)周围的外部大气的环境空气(UL),其中该碳化单元将借助于二氧化碳吸收单元(12)从大气中获取的二氧化碳合成为碳,并将碳储存起来,以有效降低大气中二氧化碳含量。本发明还涉及一种用于操作这种设备(10)的方法,利用该方法可以有效地降低大气中二氧化碳含量。二氧化碳含量。二氧化碳含量。


技术研发人员:弗兰克
受保护的技术使用者:奥柏里斯特技术有限公司
技术研发日:2022.01.13
技术公布日:2023/10/24
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