零碳排放的碳基化工产品制备系统及方法与流程

本公开涉及零碳排放，尤其涉及一种零碳排放的碳基化工产品制备系统及方法。

背景技术：

1、目前，在我国的能源结构中，产生碳排放的化石能源占比84％，非化石能源占比16％。实现碳达峰和碳中和的关键是实现能源结构的清洁化，提高可再生能源比例。为了实现降低碳排放，必须减少化石能源的使用，而化石能源对保障能源系统安全、稳定长期具有不可取代的作用。

2、因此，如何将化石能源使用过程中排放的二氧化碳转化为可使用的碳基化工产品，达到零碳排放的同时实现电能到化学能的转换与存储，实现传统燃料化学品应用场景下的绿色替代，是本技术主要要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种零碳排放的碳基化工产品制备系统及方法。

2、第一方面，本公开提供了一种零碳排放的碳基化工产品制备系统，包括化石能源使用排碳装置、碳捕集装置以及二氧化碳催化转化装置；

3、所述化石能源使用排碳装置用于供化石能源进行转化利用，并生成含二氧化碳烟气；

4、所述碳捕集装置的捕集入口与所述化石能源使用排碳装置的二氧化碳烟气出口连通，所述碳捕集装置用于对所述含二氧化碳烟气进行捕集分离，以获得二氧化碳，所述碳捕集装置具有供所述二氧化碳排出的二氧化碳出口；

5、所述二氧化碳催化转化装置具有可供水或氢气进入的第一进口以及与所述二氧化碳出口连通的第二进口，所述二氧化碳催化转化装置用于对所述二氧化碳与所述水或氢气进行催化转化，以生成碳基化工产品。

6、根据本公开的一种实施例，还包括净化降温装置，所述净化降温装置的净化入口与所述化石能源使用排碳装置连通，所述净化降温装置的净化出口与所述捕集入口连通，所述净化降温装置用于对所述含二氧化碳烟气进行冷却净化处理。

7、根据本公开的一种实施例，还包括可再生能源发电装置，所述可再生能源发电装置用于向所述二氧化碳催化转化装置供电，以使得所述二氧化碳与由所述第一进口进入的水在所述二氧化碳催化转化装置内进行电催化转化，以生成所述碳基化工产品。

8、根据本公开的一种实施例，还包括水预处理装置，所述水预处理装置用于对待处理水进行预处理，所述水预处理装置的出水口与所述第一进口连通，以向所述二氧化碳催化转化装置提供所述水。

9、根据本公开的一种实施例，还包括可再生能源发电装置；

10、所述可再生能源发电装置用于向所述二氧化碳催化转化装置供热，以使得所述二氧化碳与所述氢气在所述二氧化碳催化转化装置内进行热催化转化，以生成所述碳基化工产品。

11、根据本公开的一种实施例，还包括电解水制氢装置和水预处理装置；

12、所述电解水制氢装置的氢气出口与所述第一进口连通，以向所述二氧化碳催化转化装置提供所述氢气；所述水预处理装置用于对待处理水进行预处理，所述水预处理装置的出水口与所述电解水制氢装置连通，以向所述电解水制氢装置供水；

13、所述可再生能源发电装置还用于向所述电解水制氢装置供电。

14、根据本公开的一种实施例，还包括储能产品转化利用装置；

15、所述储能产品转化利用装置的入料口与所述二氧化碳催化转化装置的碳基化工产品出口连通，所述储能产品转化利用装置用于对所述碳基化工产品进行转化利用以生成转化物及二氧化碳；

16、所述储能产品转化利用装置的二氧化碳二氧化碳排气口与所述碳捕集装置连通，以向所述碳捕集装置提供所述二氧化碳。

17、第二方面，本公开还提供一种采用上述的零碳排放的碳基化工产品制备系统进行碳基化工产品制备的方法，所述方法包括：

18、将化石能源通入至化石能源使用排碳装置中，使所述化石能源在所述化石能源使用排碳装置中进行转化利用，以生成含二氧化碳烟气；

19、将所述含二氧化碳烟气送至所述碳捕集装置进行捕集，以分离出二氧化碳；

20、向所述二氧化碳催化转化装置中通入水或氢气，且将分离出的二氧化碳送入二氧化碳催化转化装置中与所述水或所述氢气进行催化转化以生成碳基化工产品。

21、根据本公开的一种实施例，在所述将所述含二氧化碳烟气送至所述碳捕集装置进行捕集的步骤之前，所述方法还包括，将含二氧化碳烟气送入净化降温装置中进行净化降温。

22、根据本公开的一种实施例，所述将分离出的二氧化碳和水或氢气送入二氧化碳催化转化装置中进行催化转化以生成碳基化工产品的步骤包括：

23、通过可再生能源发电装置对所述二氧化碳催化转化装置进行供电，以使得所述二氧化碳和所述水进行电催化转化，以生成碳基化工产品；

24、或，通过可再生能源发电装置对所述二氧化碳催化转化装置进行供热，以使得所述二氧化碳和所述氢气进行热催化转化，以生成碳基化工产品。

25、根据本公开的一种实施例，所述将分离出的二氧化碳送入二氧化碳催化转化装置中与所述水或所述氢气进行催化转化以生成碳基化工产品的步骤之后，所述方法还包括：

26、将碳基化工产品送至储能产品转化利用装置中进行转化利用，以生成转化物以及二氧化碳；

27、将生成的所述二氧化碳送至所述碳捕集装置中。

28、根据本公开的一种实施例，在所述向所述二氧化碳催化转化装置中通入水或氢气，且将分离出的二氧化碳送入所述二氧化碳催化转化装置中与所述水或所述氢气进行催化转化以生成碳基化工产品的步骤中，通入至所述二氧化碳催化转化装置中的所述二氧化碳的浓度大于80％；通入至所述二氧化碳催化转化装置中的所述水的cod含量低于50mg/l，所述水的ph值介于6.5-9之间；

29、且所述二氧化碳与所述水或所述氢气在常温常压下进行催化转化以生成所述碳基化工产品。

30、根据本公开的一种实施例，在所述通过可再生能源发电装置对所述二氧化碳催化转化装置进行供热，以使得所述二氧化碳和所述氢气进行热催化转化，以生成所述碳基化工产品的步骤中，所述二氧化碳和所述氢气在预设反应温度、预设气压的条件下进行催化转化，以生成所述碳基化工产品；

31、其中，所述预设反应温度处于150℃-350℃之间；所述预设气压为-5mpa。

32、根据本公开的一种实施例，生成的所述转化物包括甲醇以及乙醇，所述甲醇和所述乙醇可用于向交通设备提供动力；或，生成的所述转化物包括储能介质，所述储能介质用于存储氢气。

33、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

34、本公开提供了一种零碳排放的碳基化工产品制备系统及方法，该零碳排放的碳基化工产品制备系统通过设置化石能源使用排碳装置、碳捕集装置、以及二氧化碳催化转化装置。其中，化石能源使用排碳装置用于进行化石能源转化利用以产生含二氧化碳烟气，通过碳捕集装置对含二氧化碳烟气进行捕集分离获取二氧化碳，并将二氧化碳送至二氧化碳催化转化装置内与氢气或水进行催化转化，以生成碳基化工产品，不仅实现了零碳排放，且碳基化工产品可还可以用于储能或者作为能源使用。