權利要求

1.富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于： 所述富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法采用的電解槽包括以下特征：由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連，如設置3個反應室則中間的反應室稱為中間室，所述富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法按照以下方法之一進行：方法a.電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；按以下方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體： a1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體； a2：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體； 方法b.電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；按以下方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體： b1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體； b2：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體； 方法c：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；按以下方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體： c1：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體； c2：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體； 方法d：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；按以下方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體： d1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體； d2：陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體； 方法e：電解槽設置1個陰離子交換膜； 按以下方法加入溶液，并進行電解和收集氣體： 陽極室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體； 方法f：電解槽設置1個陽離子交換膜； 按以下方法加入溶液，并進行電解和收集氣體： 陽極室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體； 所述吸收液為堿金屬氫氧化物的水溶液、堿金屬碳酸鹽的水溶液、氨水、碳酸銨水溶液、堿土金屬的氫氧化物的懸濁液中的一種或幾種的任意比例混合物；所述二氧化碳吸收液為吸收液吸收冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳后生成的溶液； 所述陰極室或中間室中加入的液體為吸收液時，電解過程中向吸收液中通入冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣，且煙氣通入位置距離任一離子交換膜的距離不小于所在反應室總寬度的10％，如在陰極室中陰極兩側設置陰極區(qū)，則煙氣通入陰極區(qū)外； 所述隔板的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙。

2.根據(jù)權利要求1所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于：所述陽極室的陽極兩側設置的隔板距離陽極側離子交換膜的距離不小于陽極室總寬度的10％，隔板到陽極的距離不小于陽極室總寬度的10％； 所述陰極室的陰極兩側設置的隔板距離陰極側離子交換膜的距離不小于陰極室總寬度的10％，隔板到陰極的距離不小于陰極室總寬度的10％。 

3.根據(jù)權利要求1所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于：所述酸液為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸中的一種或幾種的任意比例混合物；所述堿液為金屬氫氧化物的水溶液、堿金屬碳酸鹽的水溶液、堿金屬碳酸氫鹽水溶液、氨水、銨鹽水溶液中的一種或幾種的任意比例混合物。 

4.根據(jù)權利要求1所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于：所述酸液的質(zhì)量濃度為0.1％-50％，所述堿液的質(zhì)量濃度為0.1％-50％，所述吸收液的質(zhì)量濃度為5％至飽和濃度；所述二氧化碳吸收液內(nèi)，碳酸鹽或碳酸氫鹽的總質(zhì)量大于所有分散質(zhì)總質(zhì)量的5％。 

5.根據(jù)權利要求1所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于，反應室加入的溶液中還包含水可溶性鹽。 

6.根據(jù)權利要求1所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于，將加入堿液或吸收液/二氧化碳吸收液的反應室中的電解溶液回收作為堿液或吸收液重復使用，將加入酸液的反應室中的電解溶液回收作為酸液重復使用。 

7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法，其特征在于，當中間室或陰極室加入的溶液為吸收液時，在加入吸收液的反應室設置兩個以上的隔墻、填料和煙氣通入口；所述填料填充在隔墻之間；所述隔墻的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙；所述隔墻距任一離子交換膜的距離均不小于所在反應室總寬度的10％；所述煙氣通入口設置在電解槽底部，與填料所在位置對應； 隔墻和隔墻之間填充填料的區(qū)域稱為吸收區(qū)； 若陰極室中加入的溶液為吸收液，則吸收區(qū)設置在陰極室，且陰極設在吸收區(qū)之外；若陰極室中還設置陰極區(qū)，則所述陰極區(qū)設置在吸收區(qū)之外； 電解過程中從電解槽底部向填料對應的位置通入冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣，煙氣中的二氧化碳被吸收液吸收后，煙氣從吸收區(qū)上方排出，陰極室或中間室中產(chǎn)生的二氧化碳氣體在靠近離子交換膜的區(qū)域收集。 

8.一種富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的電解槽設備，其特征在于，所述電解槽由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連，如設置3個反應室則中間的反應室稱為中間室； 所述電解槽還包括隔板，所述隔板設置在電極兩側，隔板的插入深度大于電極插入深度，所述隔板距離相應電極側的離子交換膜的距離不小于所在反應室總寬度的10％，隔板到相應電極的距離不小于所在反應室總寬度的10％； 所述離子交換膜和隔板按照以下任一方法之一設置： (1)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板； (2)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板； (3)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；在陰極室的陰極兩側或陽極室的陽極兩側設置隔板； (4)電解槽設置1個陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板； (5)電解槽設置1個陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板。 

9.一種富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的電解槽設備，其特征在于，所述電解槽由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連，如設置3個反應室則中間的反應室稱為中間室； 所述電解槽還包括兩個以上的隔墻、填料和煙氣通入口，所述隔墻、填料和煙氣通入口設置在陰極室或中間室；隔墻和隔墻之間填充填料的區(qū)域稱為吸收區(qū)； 若陰極室中加入的溶液為吸收液，則吸收區(qū)設置在陰極室，且陰極設在吸收區(qū)之外； 所述填料填充在隔墻之間，所述隔墻的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙；所述隔墻距任一離子交換膜的距離均不小于所在反應室總寬度的10％；所述煙氣通入口設置在電解槽底部，與填料所在位置對應； 按照以下任一方式設置離子交換膜、隔板、隔墻、填料和煙氣通入口： 方法a1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜，吸收區(qū)設置在中間室； 方法a2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜，吸收區(qū)設置在陰極室； 方法b1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；吸收區(qū)設置在中間室； 方法b2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外； 方法c1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；吸收區(qū)設置在陰極室； 方法c2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在中間室； 方法d1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在中間室； 方法d2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外； 方法e：電解槽設置1個陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室； 方法f：電解槽設置1個陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外； 所述陽極室的陽極兩側設置的隔板距離陽極側離子交換膜的距離不小于陽極室總寬度的10％，隔板到陽極的距離不小于陽極室總寬度的10％；所述陰極室的陰極兩側設置的隔板距離陰極側離子交換膜的距離不小于陰極室總寬度的10％，隔板到陰極的距離不小于陰極室總寬度的10％。

說明書

富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法及設備

技術領域

本發(fā)明屬于能源和環(huán)境領域，具體涉及富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法及設備。

背景技術

化石燃料一直以來都是能源的主要來源，在燃燒過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳氣體，加重了溫室效應，造成了全球變暖。

改變能源結構，利用清潔能源代替化石能源能夠從根本上解決碳排放問題。另一種方法是二氧化碳捕集利用。目前碳捕捉過程主要應用以下技術：吸收法、吸附法、膜分離法、基于水合物的分離和低溫蒸餾等。

化學吸收法具有技術成熟、吸收量大等優(yōu)勢，被普遍認為是最經(jīng)濟實用的CO 2捕捉技術。該方法首先利用液體吸收劑從煙氣中吸收CO 2。然后吸收劑通過剝離、加熱或減壓進行再生，同時釋放純的CO 2，典型的吸附劑包括單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和碳酸鉀。解吸過程需對溶劑加熱，能耗相對較高。

利用電化學的方法進行CO 2的捕集能夠在常溫下進行，該方法與氯堿工業(yè)相似，在電解過程中將水變?yōu)镺 2和H 2，并分別在陽極區(qū)和陰極區(qū)富集H +和OH -。然后使用陽極區(qū)的H +溶解 CaCO 3產(chǎn)出純的CO 2，在溶液中留下Ca 2+與陰極區(qū)的OH -結合生成Ca(OH) 2。Ca(OH) 2吸收煙氣中的CO 2再生成CaCO 3。然而，該方法只能獲得CO 2和O 2的混合氣體，無法獲得純的CO 2氣體。

專利CN108636069B通過利用氫氣擴散電極作為陽極，解決了產(chǎn)生CO 2和O 2的混合氣體的問題。將陰極產(chǎn)生的氫氣通入陽極，氫氣在陽極氧化成H +，并與碳酸鹽反應生成二氧化碳，此法可避免在陽極區(qū)產(chǎn)生O 2，能夠獲得純的CO 2氣體。但氫氣擴散電極的生成成本較高，且氫氣的氧化速率將限制CO 2的產(chǎn)生速率。

其它的專利CN103966622A、CN102978653A均是在傳統(tǒng)的兩室膜電解槽中礦化CO 2，利用氫氣擴散電極聯(lián)產(chǎn)強酸，陰極產(chǎn)生的氫氣也在陽極循環(huán)利用。但該生產(chǎn)過程中過程不產(chǎn)生氣態(tài)CO 2和O 2，且氫氣擴散電極的生成成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法及相應的電解槽設備，通過特定的設置方式，可以實現(xiàn)同時產(chǎn)生純的二氧化碳氣體、純的氫氣和純的氧氣或氯氣。能夠富集二氧化碳的同時，制備氫氣，有利于碳減排及調(diào)整能源結構。

本發(fā)明的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法采用的電解槽包括以下特征：

由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連。如果設置一個離子交換膜，則只有陰極室和陽極室兩個反應室；如設置兩個離子交換膜，則存在3個反應室，中間的反應室稱為中間室，所述富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法按照以下方法之一進行：

方法a.電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；按以下a1、a2兩個方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體：

a1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體。

如果中間室加入的是吸收液，則電解過程中向吸收液中通入冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣，不斷將吸收液轉化為二氧化碳吸收液，并與H +發(fā)生反應；也可以在其他CO 2吸收裝置中先采用吸收液來吸收煙氣中的CO 2，將生成的二氧化碳吸收液直接加入中間室進行反應。在其他的方法中，提到在陰極室或中間室中加入吸收液或二氧化碳吸收液，也是同樣的情況。

所述酸液是硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸中的一種或幾種的任意比例混合物，酸液中溶質(zhì)的質(zhì)量濃度可以為0.1％-50％；所述堿液是金屬氫氧化物的水溶液、堿金屬碳酸鹽的水溶液、堿金屬碳酸氫鹽水溶液、氨水、銨鹽水溶液中的一種或幾種的任意比例混合物，銨鹽為碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨等，堿液中溶質(zhì)的質(zhì)量濃度可以為0.1％-50％。

所述吸收液為堿金屬氫氧化物的水溶液、堿金屬碳酸鹽的水溶液、氨水、碳酸銨水溶液、堿土金屬的氫氧化物的懸濁液中的一種或幾種的任意比例混合物，吸收液的濃度可以為5％至飽和濃度；所述二氧化碳吸收液為吸收液吸收冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳后生成的溶液，成分中包括堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨的水溶液或含堿土金屬碳酸鹽的懸濁液，優(yōu)選地，二氧化碳吸收液內(nèi)，碳酸鹽或碳酸氫鹽的總質(zhì)量大于所有分散質(zhì)總質(zhì)量的5％，這里的分散質(zhì)總質(zhì)量，是指溶解在溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量，以及堿土金屬碳酸鹽的懸濁液存在時堿土金屬碳酸鹽懸浮物的質(zhì)量之和。

三個反應室中，陰極室的電極反應為：

2H 2O+4e -→2OH -+H 2(反應1)

陽極室的電極反應為：

2H 2O-4e -→4H ++O 2或2Cl --2e -→Cl 2(酸液中含有鹽酸時)(反應2)

陽極室的H +通過陽離子交換膜進入中間室，與中間室的二氧化碳吸收液反應生成CO 2。

這樣在陰極室可以收集到純度為100％的氫氣，在陽極室可收集到純度為100％的氧氣或氯氣，在中間室可以收集到CO 2，即通過本方法可以分別收集到三種純凈的氣體。

a2：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陰極室和陽極室的反應與a1中相同，陽極室的H +通過陽離子交換膜進入中間室，陰極室中二氧化碳吸收液中的碳酸根、碳酸氫根等陰離子通過陰極側的陰離子交換膜進入中間室，在中間室發(fā)生反應生成CO 2。此時在陰極室可以收集到氫氣，在陽極室可收集到氧氣或氯氣，在中間室可以收集到CO 2。

方法b.電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；按以下b1、b2方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體：

b1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體。此時陰極室發(fā)生反應1，陽極室發(fā)生反應2，陽極室的H +通過陽極側的陽離子交換膜進入中間室，與中間室內(nèi)的二氧化碳吸收液進行反應生成CO 2。

此種情況下，在陰極室可以收集到氫氣，在陽極室可收集到氧氣或氯氣，在中間室可以收集到CO 2。

b2：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體。

這種情況下，陽極室發(fā)生反應2，陽極室和中間室的H +進入陰極室，與陰極室的二氧化碳吸收液發(fā)生反應產(chǎn)生CO 2，同時陰極室的陰極附近發(fā)生反應1產(chǎn)生氫氣。因為陰極側陽離子交換膜的存在，陰極室內(nèi)的碳酸根、碳酸氫根主要集中在陰極側的陽離子交換膜附近，H +與碳酸根、碳酸氫根發(fā)生反應產(chǎn)生的CO 2也主要在陰極室內(nèi)靠近陰極側陽離子交換膜的區(qū)域，這一區(qū)域約占反應室(在本情況中為陰極室)總寬度的10％，可稱為反應區(qū)。

而同時，陰極室的陰極附近發(fā)生反應1產(chǎn)生氫氣，為了能夠在陰極室內(nèi)將氫氣和CO 2分別單獨收集，在陰極兩側設置隔板，兩隔板到陰極的距離均不小于陰極室總寬度的10％，隔板的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙，這樣兩隔板之間的區(qū)域命名為陰極區(qū)。陰極反應(反應1)產(chǎn)生的氫氣在陰極區(qū)的陰極附近進行單獨收集。

通過設置隔板分出陰極區(qū)，可以在反應區(qū)(陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域) 收集CO 2，陰極區(qū)內(nèi)收集氫氣，同時在陽極區(qū)內(nèi)收集氧氣，實現(xiàn)三種氣體的分別收集。為了充分避免陰極室內(nèi)CO 2與氫氣的混合，需要將陰極區(qū)與反應區(qū)錯開，具體地，陰極室的陰極兩側設置的隔板距離陰極側離子交換膜的距離不小于陰極室總寬度的10％，這樣即可實現(xiàn)了陰極區(qū)避開反應區(qū)。

方法c：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；

按以下c1、c2方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體：

c1：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；接通電源進行電解，分別收集三個反應室產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陽極室陽極附近發(fā)生反應2產(chǎn)生氧氣或氯氣，陰極室中二氧化碳吸收液中的碳酸根、碳酸氫根等陰離子通過陰極側的陰離子交換膜進入中間室，與中間室中的酸液發(fā)生反應產(chǎn)生CO 2，陰極室中陰極附近發(fā)生反應1產(chǎn)生氫氣，三個反應室中產(chǎn)生的氣體各不相同，可分別收集。

c2：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陰極室中陰極附近發(fā)生反應1產(chǎn)生氫氣，陽極室陽極附近發(fā)生反應2產(chǎn)生氧氣或氯氣。中間室的二氧化碳吸收液中碳酸根、碳酸氫根等陰離子通過陽極側的陰離子交換膜進入陽極室，產(chǎn)生CO 2的反應區(qū)即是陽極室靠近離子交換膜的區(qū)域。為了實現(xiàn)陽極室內(nèi) CO 2與陽極附近產(chǎn)生的氧氣或氯氣分開收集，在陽極附近設置與上述b2中類似的隔板(兩隔板到陽極的距離均不小于陽極室總寬度的10％，隔板的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙)，劃分出一個陽極區(qū)，并且通過設置陽極室的陽極兩側的隔板距離陽極側離子交換膜的距離不小于陽極室總寬度的10％，實現(xiàn)陽極區(qū)與反應區(qū)的分離。在陽極區(qū)和反應區(qū)(陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)分別收集氧氣或氯氣、CO 2。

方法d：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；按以下d1、d2方法之一加入溶液，并進行電解和收集氣體：

d1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，中間室的二氧化碳吸收液中碳酸根、碳酸氫根等陰離子通過陽極側的陰離子交換膜進入陽極室，在陽極室的離子交換膜附近產(chǎn)生CO 2。在陽極室設置與方法c2相同的隔板，劃分出陽極區(qū)，即可實現(xiàn)分別在陽極室內(nèi)陽極區(qū)收集氧氣或氯氣、反應區(qū)(陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2、陰極室收集氫氣。

d2：陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陽極室發(fā)生反應2產(chǎn)生氧氣或氯氣，中間室的H +通過陰極側的陽離子交換膜進入陰極室，在陰極室設置與方法b2相同的隔板，劃分出陰極區(qū)，即可實現(xiàn)分別在陽極室收集氧氣或氯氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)收集氫氣、陰極室反應區(qū)(陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2。

方法e：電解槽設置1個陰離子交換膜；按以下方法加入溶液，并進行電解和收集氣體：

陽極室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室內(nèi)陽極區(qū)、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域、陰極室產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陰極室的二氧化碳吸收液中碳酸根、碳酸氫根等陰離子通過陰離子交換膜進入陽極室，在陽極室的離子交換膜附近產(chǎn)生CO 2。在陽極室設置與方法c2相同的隔板，劃分出陽極區(qū)，即可實現(xiàn)分別在陽極室內(nèi)陽極區(qū)收集氧氣或氯氣、反應區(qū)(陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2、陰極室收集氫氣。

方法f：電解槽設置1個陽離子交換膜；按以下方法加入溶液，并進行電解和收集氣體：

陽極室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別收集陽極室、陰極室內(nèi)陰極區(qū)、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域產(chǎn)生的氣體。

此種情況下，陽極室發(fā)生反應2產(chǎn)生氧氣或氯氣，陽極室的H +通過陽離子交換膜進入陰極室，在陰極室設置與方法b2相同的隔板，劃分出陰極區(qū)，即可實現(xiàn)分別在陽極室收集氧氣或氯氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)收集氫氣、陰極室反應區(qū)(陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2。

上述方法中，陰極室和陽極室的電極應為不參與電解反應的惰性電極。

上述方法中，陽極室的陽極兩側設置的隔板距離陽極側離子交換膜的距離不小于陽極室總寬度的10％，隔板到陽極的距離不小于陽極室總寬度的10％；所述陰極室的陰極兩側設置的隔板距離陰極側離子交換膜的距離不小于陰極室總寬度的10％，隔板到陰極的距離不小于陰極室總寬度的10％。這樣既能保證陰極區(qū)和陽極區(qū)的合適寬度，又能給反應區(qū)留出足夠寬度。

上述方法中，陰極室或中間室加入的液體可以為還未吸收煙氣中二氧化碳的吸收液或已經(jīng)在其他二氧化碳吸收裝置中吸收完煙氣中CO 2的二氧化碳吸收液。所述陰極室或中間室中加入的液體為吸收液時，電解過程中需向吸收液中通入冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣，這種情況下，為了避免煙氣通入和排出對相應反應室收集除凈氣體產(chǎn)生干擾，煙氣通入位置要避開反應區(qū)，設置煙氣通入位置距離任一離子交換膜的距離均不小于所在反應室總寬度的10％。對于在陰極室中加入吸收液，電離過程中要在陰極室通入煙氣，且陰極兩側設置陰極區(qū)的情況，如方法b2和方法f中的情況，煙氣通入的位置需要在陰極區(qū)之外。

所述的陰極室、陽極室、中間室加入的溶液中，除了酸液、堿液、吸收液或二氧化碳吸收液的成分外，還可以加入不參與反應的水可溶性鹽，如硫酸鈉等，以提高溶液的導電性。

加進堿液或吸收液/二氧化碳吸收液的反應室中，電解過程生成的電解溶液可以回收作為堿液或吸收液重復使用，比如方法b1中，陰極室不斷產(chǎn)生并積累OH -，中間室的陰離子卻在不斷被從陽極室進入中間室的氫離子消耗，在電解過程中即可將陰極室的溶液不斷補入中間室，也可以將陰極室中的溶液回收，作為吸收液去吸收二氧化碳。

加入酸液的反應室中的溶液電解后生成的電解溶液可以回收作為酸液重復使用，比如方法c1中，陽極室中陽極不斷產(chǎn)生H +，而中間室的酸液中的H +不斷被從陰極室進入中間室的陰離子消耗，在電解過程中即可將陽極室的溶液不斷補入中間室。

對于陰極室或中間室加入的溶液為吸收液，需要在電解過程中通入煙氣，實現(xiàn)邊吸收邊電解的情況，為了更好地對于煙氣進行吸收，并阻隔煙氣排出時對于純凈氣體收集的干擾，在加入吸收液的反應室設置兩個以上的隔墻、填料和煙氣通入口；所述填料填充在隔墻之間；所述隔墻的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙；為了避免排出的煙氣對離子交換膜附近的反應區(qū)產(chǎn)生的CO 2氣體的收集產(chǎn)生干擾，所述隔墻距任一離子交換膜的距離均不小于所在反應室總寬度的10％；所述煙氣通入口設置在電解槽底部，與填料所在位置對應；隔墻和隔墻之間填充填料的區(qū)域稱為吸收區(qū)。電解過程中從電解槽底部的煙氣通入口向填料對應的位置通入冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣，煙氣中的二氧化碳被吸收液吸收后，煙氣從吸收區(qū)上方排出，陰極室或中間室中產(chǎn)生的二氧化碳氣體在靠近離子交換膜的區(qū)域，即上文所述的反應區(qū)進行收集。

若陰極室中加入的溶液為吸收液，比如方法a2、b2、c1、d2、e、f中的情況，則顯然陰極室中需要在電解過程中通入煙氣，上述吸收區(qū)也需要設置在陰極室，這種情況下需注意將陰極設置在吸收區(qū)之外；若陰極室中還設置陰極區(qū)，比如方法b2、d2、f中的情況，則所述陰極區(qū)也應整體設置在吸收區(qū)之外，以免吸收區(qū)排出的煙氣對陰極區(qū)氫氣的收集產(chǎn)生干擾。

所述填料可采用吸收過程常用的填料，如鮑爾環(huán)、階梯環(huán)等。

上述方法中，電解過程中電解槽控制溫度范圍0-100℃，電解的電壓不低于水的電解電壓，電解的電流密度可為0.1-20A/cm 2。

本發(fā)明還包括上述過程中采用的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的電解槽設備，所述電解槽由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連，如設置 3個反應室則中間的反應室稱為中間室；所述電解槽還包括隔板，所述隔板設置在電極兩側，隔板的插入深度大于電極插入深度，所述隔板距離相應電極側的離子交換膜的距離不小于所在反應室總寬度的10％，隔板到相應電極的距離不小于所在反應室總寬度的10％。

所述離子交換膜和隔板按照以下任一方法之一設置：

(1)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板；對應上述方法b2。

(2)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板；對應上述方法c2。

(3)電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；在陰極室的陰極兩側或陽極室的陽極兩側設置隔板；對應上述方法d1或d2。

(4)電解槽設置1個陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板；對應上述方法e。

(5)電解槽設置1個陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板；對應上述方法f。

本發(fā)明還包括上述過程中采用的包含隔墻、填料和煙氣通入口的富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的電解槽設備，用于同時進行電解和二氧化碳的吸收。所述電解槽由一個或兩個離子交換膜隔離成2個或3個反應室，位于兩端的兩個反應室分別設置陰極和陽極，稱為陰極室和陽極室，陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連，如設置3個反應室則中間的反應室稱為中間室；所述電解槽還包括兩個以上的隔墻、填料和煙氣通入口，所述隔墻、填料和煙氣通入口設置在陰極室或中間室；隔墻和隔墻之間填充填料的區(qū)域稱為吸收區(qū)；若陰極室中加入的溶液為吸收液，則吸收區(qū)設置在陰極室，且陰極設在吸收區(qū)之外，優(yōu)選地，陰極與吸收區(qū)的隔墻距離大于陰極室總寬度的10％。

所述填料填充在隔墻之間，所述隔墻的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙；所述隔墻距任一離子交換膜的距離均不小于所在反應室總寬度的10％；所述煙氣通入口設置在電解槽底部，與填料所在位置對應。

按照以下任一方式設置離子交換膜、隔板、隔墻、填料和煙氣通入口分別對應上述方法 a1-方法f：

方法a1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜，吸收區(qū)設置在中間室；

方法a2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜，吸收區(qū)設置在陰極室；

方法b1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；吸收區(qū)設置在中間室；

方法b2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外；

方法c1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；吸收區(qū)設置在陰極室；

方法c2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在中間室；

方法d1：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在中間室；

方法d2：電解槽設置2個離子交換膜，陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外；

方法e：電解槽設置1個陰離子交換膜；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室；

方法f：電解槽設置1個陽離子交換膜；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；吸收區(qū)設置在陰極室的陰極區(qū)之外。

如上文所述，所述陽極室的陽極兩側設置的隔板距離陽極側離子交換膜的距離不小于陽極室總寬度的10％，隔板到陽極的距離不小于陽極室總寬度的10％；所述陰極室的陰極兩側設置的隔板距離陰極側離子交換膜的距離不小于陰極室總寬度的10％，隔板到陰極的距離不小于陰極室總寬度的10％。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的方法和設備，能夠處理含二氧化碳任意濃度的冶金或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣等廢氣，并產(chǎn)生純度為100％的二氧化碳氣體，富集二氧化碳的同時可以副產(chǎn)氫氣、氧氣或氯氣，且三種氣體可以分開收集，獲得純凈氣體。

本發(fā)明提供的方法和設備還能夠實現(xiàn)將二氧化碳的吸收和富集同時進行，采用的吸收液還可以在吸收、純化二氧化碳的同時，處理掉煙氣中的硫化氫、二氧化硫等酸性氣體。

附圖說明

圖1為實施例1所采用的電解槽示意圖。

圖2為實施例2所采用的電解槽示意圖。

圖3為實施例3所采用的電解槽示意圖。

圖4為實施例4所采用的電解槽示意圖。

圖5為實施例6所采用的電解槽示意圖。

圖6為實施例7所采用的電解槽示意圖。

其中：1-陰極，2-陽極，3-陰極區(qū)，4-陽極區(qū)，5-隔板，6-離子交換膜，7-CO 2吸收裝置， 8-隔墻，9-填料，10-多孔底板，11-煙氣通入口，12-吸收區(qū)。

具體實施方式

實施例1

采用氫氧化鈉水溶液吸收含二氧化碳3％的煙氣，形成二氧化碳吸收液。吸收時間30min，氣體流量1.6L/min，吸收后碳酸鈉和碳酸氫鈉的總質(zhì)量為溶質(zhì)總質(zhì)量的15％。

采用的電解槽如圖1所示，電解槽中間設置1個陽離子交換膜，將電解槽分為陰極室和陽極室。陰極室的陰極1兩側設置隔板5，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)3。隔板的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙。

將吸收二氧化碳后產(chǎn)生的二氧化碳吸收液以30ml/min的速度通入電解槽的陰極室，陽極室采用1mol/L硫酸，電解溫度20℃。接通電源進行電解，陽極室產(chǎn)生的氫離子通過陰離子交換膜進入陰極室，與陰極室的二氧化碳吸收液發(fā)生反應，在陰極室內(nèi)靠近離子交換膜的區(qū)域(稱為反應區(qū)，約占所在反應室寬度的10％)產(chǎn)生CO 2。為了防止反應區(qū)和陰極區(qū)產(chǎn)生的氣體相混，陰極兩側隔板與離子交換膜的距離d1應大于陰極室寬度d的10％，以避開產(chǎn)生 CO 2的區(qū)域。兩隔板距陰極的距離d2和d3也應大于陰極室寬度d的10％，以留出足夠的陰極氣體收集空間。

分別在陽極室收集氧氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)3收集氫氣、陰極室反應區(qū)(陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2。

陰極室的電解溶液可以回收進入CO 2吸收裝置7，用于CO 2的吸收后再重新作為陰極室的電解液使用，實現(xiàn)陰極室產(chǎn)物的循環(huán)利用。

實施例2

采用碳酸鉀水溶液吸收含二氧化碳15％的煙氣，形成二氧化碳吸收液。吸收時間30min，氣體流量2L/min，吸收后碳酸鉀和碳酸氫鉀的總質(zhì)量為溶質(zhì)總質(zhì)量的20％。

采用的電解槽如圖2所示，電解槽中間設置1個陰離子交換膜，將電解槽分為陰極室和陽極室。陽極室的陽極2兩側設置隔板5，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)4。隔板的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙。

將二氧化碳吸收液以20ml/min的速度通入電解槽的陰極室，陽極室采用0.5mol/L硝酸，此外兩個電解室內(nèi)均加入0.5mol/L硫酸鉀作為支持電解質(zhì)。接通電源電解，電解溫度40℃。

陽極兩側隔板的設置與實施例1中的陰極兩側的隔板類似，與離子交換膜的距離大于陽極室的10％，距陽極的距離也應大于陽極室寬度的10％。

分別在陽極室內(nèi)陽極區(qū)4收集氧氣、反應區(qū)(陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域) 收集CO 2、陰極室收集氫氣。

與實施例1類似，將陰極室的電解溶液回收并進行循環(huán)使用。

實施例3

采用碳酸氨水溶液做為吸收液。電解槽如圖3所示，離子交換膜和陰極兩側隔板的設置與實施例1類似，但還包括隔墻8、填料9、煙氣通入口11。所述填料9填充在隔墻8之間；所述隔墻8的插入深度大于電極插入深度，且與槽底之間存在液體通過的縫隙。所述煙氣通入口11設置在電解槽底部，與填料9所在位置對應，隔墻8和隔墻8之間填充填料9的區(qū)域稱為吸收區(qū)12；為了避免吸收區(qū)12產(chǎn)生的煙氣影響陰極區(qū)和反應區(qū)氣體的收集，所述隔墻8距離子交換膜的距離d4不小于陰極室總寬度d的10％，且整個陰極區(qū)都設置在吸收區(qū)12之外。隔墻8底部設置多孔底板10用于盛裝填料9。

將碳酸氨水溶液放入陰極室，1.5mol/L磷酸放入陽極室，將含二氧化碳10％的煙氣以 1.3L/min的速度從煙氣通入口11通入陰極室，煙氣從吸收區(qū)12頂部排出。接通電源電解，電解溫度60℃。

分別在陽極室收集氧氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)收集氫氣、陰極室反應區(qū)(陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域)收集CO 2。

實施例4

采用氫氧化鎂懸濁液吸收含二氧化碳15％的氣體，形成二氧化碳吸收液，吸收時間60min，氣體流量1.25L/min，吸收后碳酸鎂和碳酸氫鎂的總質(zhì)量為鎂鹽總質(zhì)量的25％。

采用的電解槽如圖4所示，電解槽設置2個離子交換膜6，將電解槽分為陰極室、陰極室和中間室，采用以下方法之一設置離子交換膜和添加溶液，其中堿液采用0.7mol/L碳酸鈉，酸液采用2mol/L鹽酸：

方法a1：陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入二氧化碳吸收液；

方法a2：陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液；

方法b1：陽極側設置陽離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；

方法c1：陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陰離子交換膜；陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入吸收液或二氧化碳吸收液。

接通電源電解，電解溫度為80℃。分別在陽極室收集氯氣、陰極室收集氫氣、中間室收集CO 2。

實施例5

采用的二氧化碳吸收液、酸液、堿液和電解槽與實施例4相同，區(qū)別在于，還在陰極室或陽極室設置與實施例1或2相同的隔板，形成陰極區(qū)和陽極區(qū)。

采用以下方法之一設置離子交換膜、添加溶液及收集氣體：

方法b2：陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別在陽極室收集氯氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)收集氫氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域收集CO 2；

方法c2：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別在陽極室內(nèi)陽極區(qū)收集氯氣、在陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域收集CO 2、在陰極室收集氫氣；

方法d1：陽極室加入酸液，陰極室加入堿液，中間室加入吸收液或二氧化碳吸收液；陽極室的陽極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陽極區(qū)；接通電源進行電解，分別在陽極室內(nèi)陽極區(qū)收集氯氣、陽極室內(nèi)陽極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域收集CO 2、陰極室收集氫氣；

方法d2：陽極側設置陰離子交換膜，陰極側設置陽離子交換膜；陽極室和中間室加入酸液，陰極室加入二氧化碳吸收液；陰極室的陰極兩側設置隔板，兩隔板之間的區(qū)域稱為陰極區(qū)；接通電源進行電解，分別在陽極室收集氯氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)收集氫氣、陰極室內(nèi)陰極區(qū)外靠近離子交換膜的區(qū)域收集CO 2。

實施例6

采用的酸液、堿液、電解槽、電解槽離子交換膜設置方法與實施例4中的方法a1或方法 b1相同，區(qū)別在于：

將中間室中加入的溶液替換為1mol/L的氫氧化鈉，作為吸收液。并在中間室設置如實施例3所述的隔墻8、填料9、多孔底板10和煙氣通入口11，如圖5所示。

電解的同時在中間室通入煙氣。煙氣從吸收區(qū)12頂部排出，分別在陽極室收集氯氣、陰極室收集氫氣、中間室內(nèi)靠近離子交換膜的區(qū)域收集CO 2。

實施例7

采用的酸液、堿液、電解槽、電解槽離子交換膜設置方法與實施例4中的方法a2或方法 c1相同，區(qū)別在于：

將陰極室中加入的溶液替換為1mol/L的氫氧化鈉，作為吸收液。并在陰極室設置如實施例3所述的隔墻8、填料9、多孔底板10和煙氣通入口11，如圖6所示。

電解的同時在陰極室通入煙氣。煙氣從吸收區(qū)12頂部排出，分別在陽極室收集氯氣、陰極室陰極附近收集氫氣、中間室內(nèi)收集CO 2。

富集二氧化碳聯(lián)產(chǎn)氫氣和氧氣或氯氣的方法及設備.pdf