一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统
专利汇可以提供一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 碳 资源的捕获与存储技术领域，涉及一种通过电化学方法实现CO2捕获与矿化 封存 的系统。系统结构由 流体 动 力 模 块 、反应模块和控制与显示模块三部分构成，通过稳态、暂态以及暂态与稳态相结合的电化学技术将 硅 酸盐转化为碳酸盐，实现CO2的捕获与矿化封存。本发明 专利 的CO2捕获与矿化封存系统，主要用于缓解日趋严重的 温室 效应 ，系统排放液流为 碱 性，可同时实现局部区域海洋 酸化 的治理；系统也可用于封闭空间CO2气体浓度的实时调节，还可作为大型CO2排放企业减排的辅助设施。，下面是一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统专利的具体信息内容。
1.一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于：
该系统包括流体动力模块、反应模块和控制与显示模块，其中，流体动力模块与反应模块相连，流体动力模块为反应模块提供含有CO2的原料气和补充电解液与反应物；反应模块为CO2捕获与矿化封存提供反应场所，其包括阳极室、阴极室与隔膜；阳极室内有电极、电解液、硅酸盐和/或含有硅酸盐的矿物，阴极室内有电极、电解液；阳极室与阴极室通过隔膜隔离；控制与显示模块同时与反应模块与流体动力模块相连，控制与显示模块为流体动力模块提供运行的电力，同时为反应模块实现稳态或暂态或者暂态与稳态结合的电化学反应模式，使硅酸盐转化为碳酸盐，实现CO2捕获与矿化封存；所述反应模块中的隔膜为阳离子交换膜。
2.根据权利要求1所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，所述电极材料包括含有Pt,Re,Pd,Rh,Mo,W,Nb,Ru,Ir,Sn,Mn,Fe,Co,Ni,Cu，Ag,C元素的单质、合金或与其它非金属元素形成的化合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，阳极为平板电极结构或者多孔电极结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，所述阳极室处理的CO2混合气中CO2的浓度范围在0.050％～99.995％之间。
5.根据权利要求3所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，所述阳极室处理的CO2混合气中CO2的浓度范围在0.050％～99.995％之间。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，反应模块运行模式为稳态时，其工作电流密度范围在0.075 mA/cm2～2A/cm2之间；
反应模块运行模式为暂态时，对系统加载电流或电压的正弦波、方波、三角波信号，该信号的变化频率范围为1000Hz～0.1Hz。
7.根据权利要求3所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，反应模块运行模式为稳态时，其工作电流密度范围在0.075mA/cm2～2A/cm2之间；反应模块运行模式为暂态时，对系统加载电流或电压的正弦波、方波、三角波信号，该信号的变化频率范围为1000Hz～0.1Hz。
8.根据权利要求4所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，反应模块运行模式为稳态时，其工作电流密度范围在0.075mA/cm2～2A/cm2之间；反应模块运行模式为暂态时，对系统加载电流或电压的正弦波、方波、三角波信号，该信号的变化频率范围为1000Hz～0.1Hz。
9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，控制与显示模块包括传感器件、系统控制器件及显示器件；其中，传感器件包括H2、O2、CO2浓度传感器， 温度传感器， 液位传感器， 压力传感器；显示器件用于显示系统运行中的温度、压力、O2浓度、H2浓度、CO2浓度、液位、电流、电压信息；系统控制器件一方面给上述传感器件提供电力，并依据传感器件的响应控制流体动力模块为反应器提供反应物与补充电解液；另一方面，系统控制器件中有数字信号处理器控制反应器运行，为系统提供稳态、暂态或者稳态与暂态结合的运行模式。
10.根据权利要求3所述的一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统，其特征在于，控制与显示模块包括传感器件、系统控制器件及显示器件；其中，传感器件包括H2、O2、CO2浓度传感器， 温度传感器， 液位传感器， 压力传感器；显示器件用于显示系统运行中的温度、压力、O2浓度、H2浓度、CO2浓度、液位、电流、电压信息；系统控制器件一方面给上述传感器件提供电力，并依据传感器件的响应控制流体动力模块为反应器提供反应物与补充电解液；另一方面，系统控制器件中有数字信号处理器控制反应器运行，为系统提供稳态、暂态或者稳态与暂态结合的运行模式。
一种用于实现CO2捕获与矿化封存的电化学系统
技术领域
背景技术
1121页)公开了一种使用熔盐浆中的固体颗粒硅酸锂(LiSiO4)作为工作介质来吸收CO2的工艺，矿化产物为Li2CO3和 Li2SiO3以悬浮固体颗粒的形式存在。US2005036932公开了一种从废气中吸收和除去CO2的方法，鼓入废气通过含CaO和/或Ca(OH)2的固体颗粒的聚集体，使得废气中的CO2转化成CaCO3。CN 102491795 A公开了在150～350℃、CO2分压不低于1.0MPa的条件下，用钾长石将CO2矿化生产富钾溶液的方法；而CN 102895847A则公开了将CO2通入熔融碱金属、碱土金属、过渡金属的碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、氧化物、氢氧化物、硝酸盐、铝酸盐和它们的混合体中进行吸收电解的捕集方法。CN 103111161 A公开了一种规模较大的CO2捕获工艺，通过具有正压压力的CO2捕获塔中的溶剂捕获CO2，过饱和CO2溶液再进入释放塔进行抽出集中。基于电化学方法的CO2捕获与转化工艺相对简单且运行环境相对温和，CN
101670236 A公开了通过碳酸盐水溶液捕获和电渗析回收CO2的系统和方法，通过水溶液捕获CO2后进行电渗析形成富CO2液流和再生捕获溶液。CN 102351310 A公开了一种微生物电化学CO2捕捉系统，利用有机废水作为微生物营养源，在CO2捕获的同时兼顾污水处理问题。
CN 102978653 A公开了一种矿化CO2联产强酸的膜电解方法，其矿化原料为硝酸盐或硫酸盐，产物为碳酸盐和硝酸。CN 105420751 A公开了一种电化学还原二氧化碳制备碳氢化合物的方法，采用碱金属碳酸(氢)盐、硫酸盐、磷酸(氢)盐等作为物及电解质，其特色在于在电解质系统中引入有机溶剂。不同于水相体系的电化学捕获，CN 103590064 A公开了将无水LiF和Li2CO3按摩尔比(0.5～1.5)：1混合均匀加入添加剂后制成电解质熔盐，置于电解槽中加热至690～700℃通入CO2电解的捕获方法。其中，阴极材质为Ni或Ti，阳极材质为Pt、Fe-Ni合金或Fe-Ni-Al2O3合金。
发明内容
具体实施方式
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