利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置制造方法及圖紙

利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，包括罐體，罐體內的中下部設有甲醇合成反應室，甲醇合成反應室內設有分隔部和光源，分隔部將甲醇合成反應室分割成待過濾腔和甲醇合成腔，待過濾腔與二氧化碳氣體輸入管的出氣口和水輸入管的出水口相連，甲醇合成腔的下部設有排水口，排水口與甲醇與水混合液排出管的進液口相通，甲醇與水混合液排出管上串聯有循環泵，甲醇與水混合液排出管的出液口與位于罐體內甲醇合成反應室上方的噴淋管相通，罐體內位于噴淋管的上方設有氣化甲醇回收裝置。其目的在于提供一種生產成本低，轉化效率高，轉化速度快，設備運行、維護成本低，設備的完好率高的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置。

Continuous production device using carbon dioxide and photocatalytic synthesis of methanol

Continuous production equipment, carbon dioxide and photocatalytic synthesis of methanol tank comprises a tank body, the lower part is provided with a methanol synthesis reactor, methanol synthesis reaction chamber is provided with a separate department and the Ministry of light, separation of methanol synthesis reaction chamber is divided into the filtering cavity and the cavity for methanol synthesis, filter cavity and carbon dioxide gas input tube outlet and water outlet the water inlet pipe is connected to the lower part of the methanol synthesis cavity is provided with drain drain with methanol and water mixture discharged from the liquid inlet pipe of the outlet, methanol and water mixture discharge tube in series with a circulation pump, a mixture of alcohol and water discharge pipe and the liquid outlet is positioned above the spray tank of methanol synthesis the reaction chamber pipe, the tank is located above the spray pipe is provided with a gasification methanol recovery device. The purpose is to provide a low production cost, high conversion efficiency, fast conversion speed, equipment operation, low maintenance cost, the availability of the equipment of high carbon dioxide and photocatalytic device for continuous production of methanol synthesis.

【技術實現步驟摘要】
利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置
本專利技術涉及一種利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置。
技術介紹
目前，二氧化碳過量排放導致的霧霾和溫室效應已對全人類的生存環境產生巨大的影響，甚至威脅到人類和自然界萬物的生存和發展。2015年12月12日第21屆聯合國氣候變化大會(巴黎氣候變化大會)通過全球氣候變化新協定。《巴黎協定》指出，世界各國將加強對氣候變化威脅的全球應對，把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2攝氏度之內，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內而努力。全球將盡快實現溫室氣體排放達峰，本世紀下半葉實現溫室氣體凈零排放。如何有效減少二氧化碳溫室氣體的排放，已經成為全球治理的一個重要領域。世界各國已經聯合起來探索未來全球治理模式，推動人類建設命運共同體，創造一個各盡所能、合作共贏的未來?；谝陨显?，如何減少二氧化碳溫室氣體的排放和綜合利用二個方面研究已成為當今世界最前沿的科研領域，尤其是在二氧化碳溫室氣體與水常溫常壓光催化合成甲醇研究方面備受世人關注。德國，美國，歐盟等投入巨大的人力，物力和數千億美元以上的財力，在減少二氧化碳溫室氣體的排放替代化石能源新材料研究和二氧化碳溫室氣體綜合利用二個方面取得了許多成果。經過幾十年的發展，近期德國，美國，歐盟都宣布他們在二氧化碳氣體與水合成甲醇研究方面取得了重大進展，已建立了批量生產的工業化試驗裝置，德國奧迪公司和美國福特公司已開始在新開發的新型能源汽車上投入試用。這個生產過程分二步進行，第一步是在高溫高壓和貴金屬存在的情況下進行，需要先把水電解制成氫氣，需要消耗大量的電能，第二步是在高溫高壓條件下二氧化碳與氫氣在催化劑存在的條件下合成甲醇。這種生產方式生產成本過高，以致短時間內內很難大規模推廣使用。眾多的科學家已經在實驗室利用TiO2基光催化劑及改性催化劑在太陽光的作用下將二氧化碳和水還原成為甲醇，這些成果已充分證明二氧化碳和水通過光合作用合成甲醇是切實可行的。但是截止目前為止，此項研究僅停留在實驗室階段，世界上還沒有一家在低能耗二氧化碳溫室氣體與水常溫常壓光催化一步法合成甲醇方面投入到工業化生產成功的范例。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種生產成本低，轉化效率高，轉化速度快，設備運行、維護成本低，設備的完好率高的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，包括罐體，罐體內的中下部設有甲醇合成反應室，甲醇合成反應室內設有光源和活性炭制成的分隔部，分隔部將甲醇合成反應室分割成待過濾腔和甲醇合成腔，待過濾腔與二氧化碳氣體輸入管的出氣口和水輸入管的出水口相連，甲醇合成腔的下部腔壁上設有排水口，排水口與甲醇與水混合液排出管的進液口相通，甲醇與水混合液排出管上串聯有循環泵，甲醇與水混合液排出管的出液口與位于罐體內甲醇合成反應室上方的噴淋管相通；噴淋管的管壁上設有多個噴水口，待過濾腔的頂部設有回水口，甲醇合成腔的頂部設有氣化甲醇出口，罐體內位于噴淋管的上方設有氣化甲醇回收裝置。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述噴淋管沿水平方向環繞罐體的中心布置，所述二氧化碳氣體輸入管在待過濾腔內的下部沿水平方向環繞罐體的中心2—6圈，所述甲醇合成反應室內設有可調溫電加熱裝置，所述光源設置在甲醇合成腔內，位于噴淋管及甲醇合成反應室之間的罐體內設有人字擋板，甲醇與水混合液排出管上設有用于加熱甲醇與水混合液的加熱裝置。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述分隔部為活性炭制成的中空管型的碳棒，構成碳棒的活性炭上附著有顆粒狀的氧化釷和硅酸釷，碳棒沿豎直方向設置，所述甲醇合成腔位于碳棒的中空管內，碳棒的底端固定在下法蘭盤上表面的中部，所述光源安裝在位于碳棒的中空管內的下法蘭盤上，下法蘭盤通過多個螺栓與為與其上面的上法蘭盤固定相連，上法蘭盤與套筒的底端固定相連，套筒沿豎直方向設置，套筒的頂端與位于罐體底部的套筒安裝孔的邊緣固定相連，所述碳棒向上延伸伸入罐體內的中下部。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述氣化甲醇出口與甲醇導出管的底端進口相連，甲醇導出管的頂端出口的上方設有傘狀的擋水罩。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述二氧化碳氣體輸入管內的二氧化碳氣體的壓力為0.1MPa—0.3MPa，所述甲醇與水混合液排出管上串聯有不銹鋼制成的球閥。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述罐體的上部安裝有壓力表和安全閥，罐體的頂部設有尾氣排放口。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述罐體為沿豎直方向設置的圓柱形，罐體的下部設有多個支腿。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述氣化甲醇回收裝置包括位于罐體內上部沿橫向設置的頂層甲醇凝聚板，頂層甲醇凝聚板與罐體的內壁固定相連，在頂層甲醇凝聚板的一側與罐體的內壁之間設有頂層氣流通過窗口，頂層氣流通過窗口的下方設有頂層甲醇接受盤，頂層甲醇接受盤的底部設有頂層甲醇流出口，在罐體內位于頂層甲醇接受盤的下方沿橫向設有次頂層甲醇凝聚板，次頂層甲醇凝聚板與罐體的內壁固定相連，在次頂層甲醇凝聚板的一側與罐體的內壁之間設有次頂層氣流通過窗口，次頂層氣流通過窗口的下方設有次頂層甲醇接受盤，次頂層甲醇接受盤的底部設有次頂層甲醇流出口，在罐體內位于次頂層甲醇接受盤的下方沿橫向設有中層甲醇凝聚板，中層甲醇凝聚板與罐體的內壁固定相連，在中層甲醇凝聚板的一側與罐體的內壁之間設有中層氣流通過窗口，中層氣流通過窗口的下方設有中層甲醇接受盤，中層甲醇接受盤的底部設有中層甲醇流出口，在罐體內位于中層甲醇接受盤的下方沿橫向設有下層甲醇凝聚板，下層甲醇凝聚板與罐體的內壁固定相連，在下層甲醇凝聚板的一側與罐體的內壁之間設有下層氣流通過窗口，下層氣流通過窗口的下方設有下層甲醇接受盤，下層甲醇接受盤的底部設有下層甲醇流出口；所述頂層甲醇流出口、次頂層甲醇流出口、中層甲醇流出口和下層甲醇流出口分別通過管路與成品甲醇輸出泵的進液口相連，成品甲醇輸出泵的出液口與成品甲醇輸出管的進口相連。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述頂層氣流通過窗口位于罐體內的右端，頂層甲醇凝聚板呈左端高、右端低傾斜設置，次頂層氣流通過窗口位于罐體內的左端，次頂層甲醇凝聚板呈左端低、右端高傾斜設置，中層氣流通過窗口位于罐體內的右端，中層甲醇凝聚板呈左端高、右端低傾斜設置，下層氣流通過窗口位于罐體內的左端，下層甲醇凝聚板呈左端低、右端高傾斜設置。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其中所述罐體內位于頂層甲醇凝聚板的上方沿橫向設有20目的篩網，篩網采用不銹鋼制成，所述成品甲醇輸出管通過串聯有回輸電動截門的回輸管路與甲醇與水混合液排出管相連。本專利技術的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置在使用時，可在待過濾腔和甲醇合成腔內放置適量的硝酸釷和/或硫酸釷和/或四氯化釷作為催化劑，然后將去離子水引入待過濾腔和甲醇合成腔，硝酸釷和/或硫酸釷和/或四氯化釷就會溶解到水中，再將二氧化碳氣體通入待過濾腔和甲醇合成腔內的水中，并讓光源光照射甲醇合成反應室內的二氧化碳和水，在硝酸釷和/或硫酸釷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：包括罐體(1)，罐體(1)內的中下部設有甲醇合成反應室，甲醇合成反應室內設有光源(3)和活性炭制成的分隔部(2)，分隔部(2)將甲醇合成反應室分割成待過濾腔(4)和甲醇合成腔(5)，待過濾腔(4)與二氧化碳氣體輸入管(39)的出氣口和水輸入管(6)的出水口相連，甲醇合成腔(5)的下部腔壁上設有排水口，排水口與甲醇與水混合液排出管(7)的進液口相通，甲醇與水混合液排出管(7)上串聯有循環泵(8)，甲醇與水混合液排出管(7)的出液口與位于罐體(1)內甲醇合成反應室上方的噴淋管(21)相通；噴淋管(21)的管壁上設有多個噴水口，待過濾腔(4)的頂部設有回水口，甲醇合成腔(5)的頂部設有氣化甲醇出口(9)，罐體(1)內位于噴淋管(21)的上方設有氣化甲醇回收裝置。

【技術特征摘要】
1.利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：包括罐體(1)，罐體(1)內的中下部設有甲醇合成反應室，甲醇合成反應室內設有光源(3)和活性炭制成的分隔部(2)，分隔部(2)將甲醇合成反應室分割成待過濾腔(4)和甲醇合成腔(5)，待過濾腔(4)與二氧化碳氣體輸入管(39)的出氣口和水輸入管(6)的出水口相連，甲醇合成腔(5)的下部腔壁上設有排水口，排水口與甲醇與水混合液排出管(7)的進液口相通，甲醇與水混合液排出管(7)上串聯有循環泵(8)，甲醇與水混合液排出管(7)的出液口與位于罐體(1)內甲醇合成反應室上方的噴淋管(21)相通；噴淋管(21)的管壁上設有多個噴水口，待過濾腔(4)的頂部設有回水口，甲醇合成腔(5)的頂部設有氣化甲醇出口(9)，罐體(1)內位于噴淋管(21)的上方設有氣化甲醇回收裝置。2.根據權利要求1所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：所述噴淋管(21)沿水平方向環繞罐體(1)的中心布置，所述二氧化碳氣體輸入管(39)在待過濾腔(4)內的下部沿水平方向環繞罐體(1)的中心2—6圈，所述甲醇合成反應室內設有可調溫電加熱裝置，所述光源(3)設置在甲醇合成腔(5)內，位于噴淋管(21)及甲醇合成反應室之間的罐體(1)內設有人字擋板(15)，甲醇與水混合液排出管(7)上設有用于加熱甲醇與水混合液的加熱裝置(37)。3.根據權利要求2所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：所述分隔部(2)為活性炭制成的中空管型的碳棒，構成碳棒的活性炭上附著有顆粒狀的氧化釷和硅酸釷，碳棒沿豎直方向設置，所述甲醇合成腔(5)位于碳棒的中空管內，碳棒的底端固定在下法蘭盤(11)上表面的中部，所述光源(3)安裝在位于碳棒的中空管內的下法蘭盤(11)上，下法蘭盤(11)通過多個螺栓與為與其上面的上法蘭盤(13)固定相連，上法蘭盤(13)與套筒(12)的底端固定相連，套筒(12)沿豎直方向設置，套筒(12)的頂端與位于罐體(1)底部的套筒安裝孔的邊緣固定相連，所述碳棒向上延伸伸入罐體(1)內的中下部。4.根據權利要求3所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：所述氣化甲醇出口(9)與甲醇導出管(35)的底端進口相連，甲醇導出管(35)的頂端出口的上方設有傘狀的擋水罩(36)。5.根據權利要求1所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：所述二氧化碳氣體輸入管(39)內的二氧化碳氣體的壓力為0.1MPa—0.3MPa，所述甲醇與水混合液排出管(7)上串聯有不銹鋼制成的球閥(14)。6.根據權利要求5所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生產裝置，其特征在于：所述罐體(1)的上部安裝有壓力表(16)和安全閥(17)，罐體(1)的頂部設有尾氣排放口(18)。7.根據權利要求6所述的利用二氧化碳與水光催化合成甲醇連續生...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁仕普，白汾河，
申請(專利權)人：白汾河，
類型：發明
國別省市：北京,11