一种可再生能源驱动的二氧化碳加氢合成甲酸的系统及方法与流程

技术特征：
1.一种可再生能源驱动的二氧化碳加氢合成甲酸的系统，其特征在于，包括，可再生能源发电装置；二氧化碳捕集装置，直接捕集空气中的二氧化碳；制氢装置，用于电解水制取氢气和氧气；甲酸合成装置，分别与二氧化碳捕集装置和制氢装置连通，利用可再生能源发电装置生产的电能、二氧化碳捕集装置捕集的二氧化碳以及制氢装置制取的氢气合成甲酸。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可再生能源发电装置与所述二氧化碳捕集装置连通，为二氧化碳捕集装置提供电能；和/或，所述可再生能源发电装置与所述制氢装置连通，为制氢装置提供电能。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述甲酸合成装置包括，气体混合单元，来自二氧化碳捕集装置的二氧化碳和制氢装置的氢气混合均匀，形成混合气体；甲酸合成单元，与所述气体混合单元连通，二氧化碳和氢气的混合气体进入甲酸合成单元，反应后得到甲酸和水的混合液；甲酸分离单元，与所述甲酸合成单元连通，用于分离甲酸和水的混合液，得到甲酸。4.根据权利要求1
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3任一项所述的系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集装置包括，co2吸收单元，内设置有多孔液体喷淋口，所述多孔液体喷淋口用于喷淋多孔液体，捕集空气中的二氧化碳；co2再生单元，与所述co2吸收单元连通，来自co2吸收单元的富液与来自co2再生单元的贫液换热，换热后的贫液进入co2吸收单元捕集空气中的二氧化碳，换热后的富液进入co2再生单元中进行再生，得到贫液和二氧化碳，贫液循环至co2吸收单元中再利用，二氧化碳进入co2储存单元储存，备用；co2储存单元，分别与所述co2再生单元和所述甲酸合成装置连通，用于储存co2再生单元再生的二氧化碳和为甲酸合成装置提供二氧化碳。5.根据权利要求1
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4任一项所述的系统，其特征在于，所述制氢装置包括，电解水制氢单元，用于电解水得到氢气和氧气；氢气储存单元，与所述电解水制氢单元连通，用于储存氢气和为甲酸合成装置提供氢气。6.根据权利要求1
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5任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括plc可编程控制器；所述plc可编程控制器与二氧化碳捕集装置连接，以调整二氧化碳的捕集速率和再生速率；和/或，所述plc可编程控制器与制氢装置连接，以调整电解水制取氢气的速率；和/或，所述plc可编程控制器与甲酸合成装置连接，以调整合成甲酸的速率。7.一种可再生能源驱动的二氧化碳加氢合成甲酸的方法，其特征在于，采用权利要求1
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6任一项所述系统，具体步骤包括，二氧化碳和氢气在催化剂和碱性溶液的作用下合成甲酸。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂为负载型催化剂，包括载体和活性中心；所述负载型催化剂中活性中心的负载量小于0.5wt％；所述载体为二氧化硅、碳材料、分子筛、水滑石和介孔氧化铝中的至少一种；
所述活性中心为贵金属单原子；贵金属氮原子为au、pd、ru和rh中的至少一种。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液为碳酸氢钠水溶液，碳酸氢钠水溶液的浓度为1
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1.5mol/l；所述催化剂质量与碱性溶液体积的比例为1
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1.5g:100ml。10.根据权利要求7
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9任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔液体包括zif
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8，还包括乙二醇、2
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甲基咪唑和聚二甲基硅氧烷中的至少一种；优选地，所述多孔液体包括zif
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8、乙二醇和2
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甲基咪唑；或，所述多孔液体包括zif
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8和聚二甲基硅氧烷；更优选地，所述多孔液体中zif
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8的质量分数为10
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20％。

技术总结
本发明属于可再生能源利用以及温室气体减排技术领域，具体涉及一种可再生能源驱动的二氧化碳加氢合成甲酸的系统及方法。该系统包括二氧化碳捕集装置、制氢装置、甲酸合成装置和可再生能源发电装置，该系统通过各个装置间的配合作用可以直接利用空气中的二氧化碳和可再生能源发电装置过剩的电能合成高能量甲酸，既减少了可再生能源在用电低谷浪费严重的现象，解决了可再生能源的弃电问题，又降低了空气中温室气体二氧化碳的含量，同时还实现了二氧化碳气体的资源化利用，得到了高能量化合物甲酸，节省了原料的运输成本。节省了原料的运输成本。节省了原料的运输成本。


技术研发人员：王焕君 刘蓉 郭东方 刘练波 范金航 赵磊
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/11/9