) 111，控制水蒸汽的流速為5-10mL/min，反應12小時以上使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極88表面，氨氣109、氮氣及水蒸汽從反應器左室出口 103排出；該反應過程的示意圖如圖6所示；
[0098]將10mL電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，使電解工作液112充滿反應器左室99和反應器右室98，接通電源電解氫氧化鋰108，電解過程的電壓為2.0-4.5V，電流為0.20A，當電解的壓力達到4.5V時，認為電解反應結束，得到金屬鋰106、水和氧氣，金屬鋰106附著在電極100表面，氧氣從反應器左室出口 103排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出；該反應過程的示意圖如圖7所示。
[0099]所述電解工作液112包括四乙二醇二甲醚(TEGDME)電解液，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰電解質及碘化鋰添加劑。
[0100]本實施例所用電解工作液112配置方法包括以下具體步驟:稱取7.18g的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，加入到10mL容量瓶中，再加入0.67g的碘化鋰，然后加入TEGDME定容至100mL，搖勻即可。電解工作液需要填滿合成氨裝置的反應器左室及反應器右室。
[0101 ] 然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器右室入口 102向反應器右室98中通入氮氣110，使氮氣110與附著在電極100表面的金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極100表面；
[0102]再從反應器右室入口102向反應器右室98中通入水蒸汽111，使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極100表面，氨氣109從反應器右室出口 104排出；
[0103]將電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，接通電源電解氫氧化鋰108，得到金屬鋰106、水和氧氣，此時金屬鋰106附著在電極88表面，氧氣從反應器右室出口 104排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出。
[0104]然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器左室入口 101向反應器左室99中通入氮氣110。
[0105]本實施例所得到的氨與經PSA法回收并分離的CO2進入尿素合成裝置生產尿素；由此可見，通過上述方法實現了電廠的無CO2排放。
[0106]實施例4
[0107]本實施例提供了一種生物質發電廠煙氣中⑶^^的回收利用方法，該方法的工藝流程圖如圖3所示，其中該方法包括以下步驟:
[0108]使空氣與生物質進行燃燒以用于發電，產生煙氣，再采用變壓吸附(PSA)法從煙氣中回收CO2與氮氣，并對CO2與氮氣進行分離;氮氣與二氧化碳的摩爾比為1:1 ；
[0109]合成氨過程及電解氫氧化鋰回收金屬鋰的過程是在實施例1提供的合成氨裝置中進行的。
[0110]將0.7克金屬鋰106涂覆在面積為100平方厘米(1cmX 1cm)的電極88上(如圖4所示)，從反應器左室入口 101向反應器左室99通入氮氣110使反應器內的壓力維持在I個大氣壓，反應12小時以上，使氮氣110與金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極88表面;該反應過程的示意圖如圖5所示；
[0111]再從反應器左室入口 101向反應器左室99通入水蒸汽(室溫、常壓下的水蒸汽，氮氣作為載氣，水蒸汽的體積分數為3%) 111，控制水蒸汽的流速為5-10mL/min，反應12小時以上使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極88表面，氨氣109、氮氣及水蒸汽從反應器左室出口 103排出；該反應過程的示意圖如圖6所示；
[0112]將10mL電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，使電解工作液112充滿反應器左室99和反應器右室98，接通電源電解氫氧化鋰108，電解過程的電壓為2.0-4.5V，電流為0.20A，當電解的壓力達到4.5V時，認為電解反應結束，得到金屬鋰106、水和氧氣，金屬鋰106附著在電極100表面，氧氣從反應器左室出口 103排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出；該反應過程的示意圖如圖7所示。
[0113]所述電解工作液112包括四乙二醇二甲醚(TEGDME)電解液，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰電解質及碘化鋰添加劑。
[0114]本實施例所用電解工作液112配置方法包括以下具體步驟:稱取7.18g的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，加入到10mL容量瓶中，再加入0.67g的碘化鋰，然后加入TEGDME定容至100mL，搖勻即可。電解工作液需要填滿合成氨裝置的反應器左室及反應器右室。
[0115]然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器右室入口 102向反應器右室98中通入氮氣110，使氮氣110與附著在電極100表面的金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極100表面；
[0116]再從反應器右室入口102向反應器右室98中通入水蒸汽111，使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極100表面，氨氣109從反應器右室出口 104排出；
[0117]將電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，接通電源電解氫氧化鋰108，得到金屬鋰106、水和氧氣，此時金屬鋰106附著在電極88表面，氧氣從反應器右室出口 104排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出。
[0118]然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器左室入口 101向反應器左室99中通入氮氣110。
[0119]本實施例所得到的氨與經PSA法回收并分離的CO2進入尿素合成裝置生產尿素；由此可見，通過上述方法實現了電廠的無CO2排放。
【主權項】
1.一種煙氣中CO2的回收利用方法，其中，該方法包括以下步驟: a、02或空氣與化石燃料或生物質進行燃燒以用于發電，產生煙氣，再從煙氣中回收CO2或C02與氮氣，并對C02與氮氣進行分尚； b、使金屬鋰與氮氣相接觸發生反應，得到氮化鋰； c、在室溫、常壓、氮氣氣氛下，使所述氮化鋰與水蒸汽相接觸發生反應，得到氨氣和氫氧化鋰； d、對氫氧化鋰進行電解以回收金屬鋰，再將得到的金屬鋰按照步驟b繼續進行反應； e、將所述氨氣與CO2進行反應，得到氮肥尿素。2.根據權利要求1所述的方法，其中，當采用O2作為氧化劑進行發電時，步驟a、步驟b中所述的O2和他源自于空氣經空分技術分離后得到的O2和Ns。3.根據權利要求1所述的方法，其中，當采用空氣作為氧化劑進行發電時，步驟b中所述的氮氣源自于煙氣經分離后得到的氮氣。4.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟d所述電解過程采用的電極為碳質材料電極。5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述碳質材料包括碳紙、碳布、多孔石墨板或泡沫石墨烯。6.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟d所述電解過程采用的電解工作液包括乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚電解液，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰電解質及碘化鋰添加劑。7.根據權利要求6所述的方法，其中，以所述電解工作液的總體積計，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的濃度為0.10-0.50mol/L;碘化鋰的濃度為0.01-0.10mol/L。8.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟d所述電解過程采用的隔膜包括玻璃纖維隔膜或高分子隔膜。9.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟d所述的電解是在常溫、常壓下進行的，電解過程的電壓為2.0-4.5V，電流強度為0.04-0.40A/g金屬鋰。10.權利要求1-9任一項所述的煙氣中CO2回收利用方法在化石燃料或生物質發電廠煙氣中CO2的回收再利用中的應用。
【專利摘要】本發明提供了一種化石燃料或生物質發電廠煙氣中CO2的回收利用方法。該方法包括以下步驟：a、O2或空氣與化石燃料或生物質進行燃燒以用于發電，產生煙氣，再從煙氣中回收CO2或CO2與氮氣，并對CO2與氮氣進行分離；b、使金屬鋰與氮氣相接觸發生反應，得到氮化鋰；c、在室溫、常壓、氮氣氣氛下，使所述氮化鋰與水蒸汽相接觸發生反應，得到氨氣和氫氧化鋰；d、對氫氧化鋰進行電解以回收金屬鋰，再將得到的金屬鋰按照步驟b繼續進行反應；e、將所述氨氣與CO2進行反應，得到氮肥尿素。本發明的方法可以實現發電廠的無CO2排放。
【IPC分類】C07C273/04, C01C1/04
【公開號】CN105646290
【申請號】
【發明人】周紅軍, 孫暉
【申請人】中國石油大學(北京)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月30日