CN104801167B - 一种回收含co2的排放气体制备油品和燃气的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其包括以下步骤：(1)将含CO2的排放气体与碱性溶液混合，获得混合溶液1；(2)将混合溶液1和酸混合，获得混合溶液2；(3)培养噬碳混合菌群；(4)将噬碳混合菌群与混合溶液2混合均匀，静置培养获得培养产物；(5)培养产物与NH4 +离子气体混合后，加热加压进行熟化获得原油。本工艺以含CO2的排放气体为原料，成本低；能将温室气体CO2变废为宝，生产出含硫量低的清洁能源，环境友好且具有极高的经济效益；由CO2转化成的烃类燃料燃烧所产生的CO2可以循环利用重新用于烃类的合成。

Description

一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺
技术领域
本发明涉及一种回收含CO2的排放气体制备烃类物质的工艺，特别涉及一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺。
背景技术
化石能源作为目前全球消耗的最主要能源，从结构上讲是碳氢化合物或其衍生物，它由古代生物的化石沉积而来，为一次能源。化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。目前全球消耗的能源中化石能源占比高达80％以上，中国的比例高达90％以上。一方面随着人类的不断开采，化石能源在不断减少，大部分化石能源在本世纪将被开采殆尽。而另一方面化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO2，威胁全球生态。1860 年以来，全球平均气温提高了0.4℃～0.8℃。IPCC(政府间气候变化专门委员会)所做的气候变化预估报告的结论是，CO2为温室气体的主要部分，而其中约90％以上的人为CO2排放是化石能源消费活动产生的。另外化石能源，特别是煤炭的使用带来大量的SO2和烟尘排放，也是造成我国大气污染的主要来源。
碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，简称CCS)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。目前已有的 CO2捕集法包括:化学吸收法、薄膜捕捉法、纳米晶体吸收法、特制陶瓷过滤法、机械式收集法、电捕法、热捕法等。二氧化碳封存的方法也有许多种，一般说来可分为地质封存(Geological Storage)和海洋封存(Ocean Storage)两类。但是上述技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题。
据报道，目前每年因人类活动而排放的CO2大约为5.5Gt，而每年在工业上能被利用并转为化学品的却只有110Mt。被捕集的CO2主要运用于以下领域：制备碳酸饮料、灭火、用作焊接保护气、用作激光、用于酿酒工业、制碱工业和制糖工业、塑料加工行业中的发泡剂、制成干冰(可用于制冷、人造雨、舞台的烟雾效果、食品保鲜)、制备气体肥料、制备甲烷、二甲醚以及甲醇等化学品等等。但在被利用的CO2中，90％被转化成低附加值产品，而被固定和转化为其他高附加值产品的CO2却非常少。
高效率、低成本地收集并利用二氧化碳、将二氧化碳转化成高附加值的产品是产业界长久以来期待解决的问题。如果人类能将含CO2的排放气体作为碳资源转化成能源将更具有深远的意义，因为由CO2转化成的烃类燃料燃烧所产生的CO2可以循环利用重新用于烃类的合成，而不是作为温室气体被排放到大气中，就能使能源的利用进入了一个良性的循环。
目前，CO2能源化利用的主要途径是催化加氢还原，催化加氢是指在高温高压下，利用催化剂的作用，外加H2使得CO2被还原。加拿大大京士敦女皇大学迈克尔·贝尔德在实验室内实现了温和条件下催化加氢将CO2甲烷化：
CO2+H2→CHd(转化率60％-70％)
当有Ru3(CO)12/Al2O3存在时，275℃常压下CO2可与H2反应生成甲烷；若有溴催化剂存在时，在232-315℃下CO2也可与H2反应生成甲烷。
不过在现有技术中，这种利用化学法由CO2生产能源产品的梦想尚未能够实现，因为尚有以下障碍：(1)由于二氧化碳是处于燃烧过程链条中最后一个环节，蕴藏在碳氢化合物中的能量在燃烧后都已经释放出来了，且自身含能很少，化学性质非常稳定，一般条件下很难分解，因此必须发出高性能的催化剂才能实现二氧化碳的转化，并且需要大量的能量供给。这样一来，有可能会发生制造过程产生的二氧化碳，比所消耗掉的二氧化碳还要多的现象。把CO2制成能源产品，从能量平衡上来说，是不具经济效益的。不过，如果能结合烟道气中的热能回收，直接利用高温下的CO2，并结合由再生能源的应用或废弃物的再利用所提供的廉价氢气，使CO2由氢化反应生成碳氢化合物，可能是一个可行的做法；(2)利用石化原料反应得到氢气的过程中，也会产生不少CO2，并不是良好的氢气来源，除非是在生产另外一种化学品时，氢气是副产品。如果要利用再生能源得到原料中的氢气，在10年内可能都无法看到商业化的成果。换句话说，现阶段H2仍是高价原料，而大大地限制了利用CO2氢化反应做成各种化学品的经济效益。
本发明人为了回收含CO2的排放气体，减少温室气体并将其转化为燃气及油品，特提出本发明。
发明内容
本发明提供了一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其至少包括以下步骤：
(1)将含CO2的排放气体与pH7.8-9.5的碱性溶液混合，得到pH7.5-8.0的混合溶液1；
(2)将步骤1所得混合溶液1和酸混合，得到pH3.5-3.8的混合溶液2；
(3)培养噬碳混合菌群，其中：噬碳混合菌群的培养方式为：
a、将酒曲接种于植物性养料中，接种量为1％-10％，在温度25-39℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养2-5天得到培养物1，所述植物性养料的制备方法为：将植物原料制成糊状，所述制成糊状的方式可以是植物原料加水研磨至糊状，也可以将植物原料粉碎后加水搅拌成糊状；所述植物原料优选蓼科植物、桑树、桔树、香椿、杏树、川芎和白芍；所述蓼科植物优选红蓼、沙木蓼或大黄；整株蓼科植物的任何部分都可作为植物原料使用，桑树优选桑树枝叶作为植物原料，桔树优选桔树叶作为植物原料，香椿优选香椿枝叶作为植物原料，杏树优选杏树叶作为植物原料；
b、将全部培养物1与熟大米混合均匀，在温度25-39℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养8-12天，得培养物2，其中培养物1占培养物1和熟大米混合物总质量的 20-50％；
c、再将全部培养物2与红糖水混合均匀，在温度30-36℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养12-16天，即得噬碳混合菌群，其中培养物2占培养物2和红糖水混合物总质量的20-40％，优选为为20-25％；所述红糖水的浓度优选为0.01-0.10g/ml，更优选为0.02-0.05g/ml；
(4)将步骤3所得噬碳混合菌群与步骤2所得混合溶液2混合均匀，在20-36℃、相对湿度90％以上的条件下静置培养12-16天，弃去上层悬浮液体，获得培养产物，其中噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为5-30:100，优选为10-15:100；
(5)将步骤4所得培养产物与900-1200℃的NH4+离子气体混合后，在70-100℃、 55-65Mpa的条件下保持5-15min进行熟化，即得原油。所述NH4+离子气体是通过离子气相机产生的，该NH4+离子气体作用于步骤4所得培养产物后，能够使培养产物的碳键裂化，形成短链产物；如果将步骤4所得同一培养产物与不同量的NH4+离子气体混合，会导致最终产物的量和组成都不同，本工艺中，用NH4+离子气体打断碳键的步骤还可以多次进行，每次混合后，培养产物中的碳键被打断的更碎，具体情况根据生产需求调整。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，还包括以下步骤：将步骤(5)所得原油与360-500℃的空气混合后输送入分馏塔进行分馏，所述分馏可以采用现有技术中对原油的分馏技术。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，还包含以下步骤：分馏时，收集馏程为500℃以下的馏分再次与900-1200℃的NH4+离子气体混合后，再次在70-100℃、55-65Mpa的条件下保持5-15min进行熟化，即得二次断键原油。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，还包含以下步骤：将二次断键原油与360-400℃的空气混合后输送入精馏塔进行精馏，所述精馏可以采用现有技术中对原油的精馏技术。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述含CO2的排放气体包括但不限于化石燃料燃烧生成的排放气体，具体可以是燃煤电厂的排放气体，燃煤电厂将煤磨细至100μm以下喷入炉膛悬浮燃烧，其排放气体中组成复杂，除CO2、NOx、SO2外还有SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、K2O。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述碱性溶液可以为海水，也可以为人工配制的碱性溶液；CO2与碱性溶液反应的具体实现方式是通过用高压喷雾器雾化碱性溶液后喷淋到CO2上实现的。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述酸为磷酸、硝酸或硫酸；优选为磷酸，更优选为纯度90％以上的磷酸。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述酒曲是根霉(Rhizopus)酒曲或根霉(Rhizopus)酒曲和酵母菌的混合物，所述根霉酒曲和酵母菌的混合物中根霉酒曲为主要组分，占混合物总质量的60-99％。所述根霉酒曲可以是市售的，如：安琪酵母产出的、商品名为安琪根霉酒曲(SAP物料号:84000084)的市售酒曲；也可以是通过将商业渠道购买到的根霉菌种接种至合适培养基中培养获得的，商业渠道购买到的根霉菌，如：市售根霉Q303、中国科学院成都生物研究所的根霉3.866。根霉菌的培养基可以选择谷物作为培养基，尤其是大米培养基、麦粉培养基、麸皮培养基等。所述酵母菌可以是商业渠道购买到的可用于酒曲的酵母菌，包括：啤酒酵母(如：啤酒酵母K)、汉逊酵母属、假丝酵母属、子囊孢子繁殖酵母属、丝孢酵母属、中国科学院成都生物研究所的1308酿酒酵母等。
根霉菌和酵母菌可以分别单独培养获得，然后将二者混合如：(1)根霉酒曲制备：取大米培养基(熟大米2kg、水6L)，灭菌冷却后，接大米干重1％的根霉3.866接种于大米培养基中，28～30℃培养30h左右，得根霉酒曲；(2)酵母培养：取浓度为13°B×麦芽汁，取硫酸调节pH值至4.1-4.5，灭菌冷却后，按接种量2％接种啤酒酵母K于28～ 30℃培养20～24h，去除培养基得酵母菌；(3)将根霉酒曲和酵母菌混合，得酒曲，其中根霉酒曲占酒曲总质量的60-99％。根霉酒曲和酵母菌的培养还可以采用混合培养的方式。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述植物原料按质量计为：蓼科植物5-30份、桑树枝叶5-30份、桔树叶5-20份、香椿枝叶5-20份、杏树叶10-20 份、川芎5-30份和白芍5-30份。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述植物原料加水研磨至糊状和所述植物原料粉碎后加水搅拌成糊状均为每1kg植物原料需要1.5-6kg水。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述植物原料加水研磨至糊状为研磨至过120目筛，所述植物原料粉碎后加水搅拌成糊状为植物原料粉碎至过120目筛后加水搅拌成糊状。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述植物原料还包括 5-30份凤梨，其中凤梨每份的量与上述植物原料中蓼科植物、桑树枝叶、桔树叶、香椿枝叶、杏树叶、川芎和白芍中每份的量相同。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中，步骤(5)中每1kg所述培养产物需要1.5-8kg水制取的900-1200℃的NH4+离子气体；馏程为500℃以下的馏分再次与900-1200℃的NH4+离子气体混合时，每1kg所述500℃以下的馏分需要0.1-3kg 水制取的900-1200℃的NH4+离子气体。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述NH4+离子气体是通过离子气相机产生的，离子气相机包括：进水管11、水塔12、水蒸气发生器13、压力塔14、离子气体发生器15，其中：进水管11出口与水塔12入口相连，水塔12出口与水蒸气发生器13入口相连，水蒸气发生器13出口与压力塔14入口相连，压力塔14出口与离子气体发生器15入口相连，离子气体发生器15内设置有元素储存件151和第一超导热能发生器152，元素储存件151中储存有由金属元素矿物粉加压形成的金属元素矿物体 (金属元素包括但不限于镁、铅、锌、铜、银、铯、铬，金属元素的配比不限，具体可以是镁、铅、锌、铜、银、铯、铬各占七分之一)，第一超导热能发生器152包括多个第一金属片153以及一个或多个第一超导片154，第一金属片153在离子气体发生器15内间隔设置，第一超导片154设置在第一金属片153之间，第一超导片154与第一交流电源控制设备 16相连(参见图1、图2)。
所述离子气相机中，连接水塔12和水蒸气发生器13的管道上沿水流方向依次设置有阀门121、水位观测器122和水流量表123；水蒸气发生器13的底部设置有泄料口131和排废口132；压力塔14顶部设置有压力表141，压力塔14底部设置有清洁口 142；连接压力塔14和离子气体发生器15的管道上设置有分流控制阀143，第一超导片 154的头部设置有第一手持部155，第一手持部155的作用之一是便于手持将第一超导片 154从第一金属片153中间取出，作用之二是能将第一超导片154固定在离子气体发生器上，使第一超导片154与第一金属片153之间的位置保持固定。
离子气相机的工作过程包括以下步骤：水塔中储存的水进入蒸气发生器，生成水蒸气，产生的水蒸气进入压力塔加压至0.15-0.2MPa后进入离子气体发生器，同时离子气体发生器中第一超导热能发生器上的第一超导片连接有交流电源控制设备，只要提供很小的电流，比如3安培，该第一超导热能发生器即可产生大量热量。每支该超导片耗电3安培产热使得水蒸气的温度最高可达1200℃。当电源开关打开，空气介质高速震荡后产生高功率热，使离子气体发生器内部的温度达到1000℃，水蒸汽温度也达到1000℃，水分子在此高温下发生反应，同时金属元素矿物体受热也被激发，激发出的混合金属元素矿物离子能加速破坏水分子的结构，从而有助于形成高温NH4+离子气体。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述第一金属片的厚度为1.0-3.0mm，所述第一金属片和第一超导片的间隙为1.0-3.0mm。第一超导片的个数可以根据供热需求选择规模数量。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述第一超导片可选自以下材料：铌锆合金(Nb-Zr)、铌钛合金(Nb-Ti)、铌锆钛合金(Nb-Zr-Ti)和铌锡合金 (Nb-Sn)，还可以是铝、镁、硅、钇、镧、钸、锆，钛，钼，钨、镍离子元素金属在纳米化后依导性条件配比获得的合金；所述第一金属片可选自具有铁磁性的金属及其合金，如：镍、铁、钴、钆及其合金，还可以是过渡金属-准金属合金，过渡金属-准金属合金的成分由约80％的过渡金属(即铁、钴、镍等)和约20％的准金属(即硼、碳、硅、磷或铝)组成。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述360-500℃的空气和360-400℃的空气是通过热釜产生的，所述热釜包括：马达鼓风机21、膛体22、防逆流腔 23和热气储槽24，其中：马达鼓风机21的出风口与膛体22的进气口相连，膛体22的出气口与防逆流腔23的入气口相连，防逆流腔23的出气口与热气储槽24的进气口相连，膛体22内设置有第二超导热能发生器221，所述第二超导热能发生器221包括多个第二金属片222以及一个或多个第二超导片223，具体地，第二金属片222在膛体22内间隔设置，第二超导片223与第二交流电源控制设备25连接，第二超导片223设置在第二金属片222之间，只要提供很小的电流，比如3安培，该第二超导片223即可产生大量热量。当电源开关打开，空气介质高速震荡后产生高功率热，进而生成高温空气。第二超导片223的头部设置有第二手持部224，第二手持部224的作用之一是便于手持将第二超导片 223从第二属片222中间取出，作用之二是能将第二超导片223固定在膛体22上，使第二超导片223与第二金属片222之间的位置保持固定。(参见图3、图4)
热釜的工作过程包括以下步骤：马达鼓风机将空气送入膛体，膛体中的第二超导热能发生器上的第二超导片连接有电源控制设备，当电源开关打开，空气介质高速震荡后产生高功率热，从而使得膛体中的空气温度升高后通过防逆流腔进入热气储槽。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述第二金属片的厚度为1.0-3.0mm，所述第二金属片和第二超导片的间隙为1.0-3.0mm。第二超导片的个数可以根据供热需求选择规模数量。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述第二超导片可选自以下材料：铌锆合金(Nb-Zr)、铌钛合金(Nb-Ti)、铌锆钛合金(Nb-Zr-Ti)和铌锡合金 (Nb-Sn)，还可以是铝、镁、硅、钇、镧、钸、锆，钛，钼，钨、镍离子元素金属在纳米化后依导性条件配比获得的合金；所述第二金属片可选自以下材料：具有铁磁性的金属及其合金，如：镍、铁、钴、钆及其合金，还可以是过渡金属-准金属合金，过渡金属-准金属合金成分由约80％的过渡金属(铁、钴、镍等)和约20％的准金属(硼、碳、硅、磷或铝)组成。
一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其中所述热气储槽24上还开设有加压口241和泄压阀242，并安装有压力表243和温度计244。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本工艺以含CO2的排放气体为原料，成本低；能将含CO2的排放气体变废为宝，生产出含硫量低的清洁能源，环境友好且具有极高的经济效益；该工艺从CO2出发生成油品和燃气，油品和燃气燃烧，又生成CO2，所得CO2可继续利用生成油品和燃气，如此循环使得该工艺具有可持续发展性。
2、本工艺采用离子气相机产生高温NH4+离子气体，通过超导片和金属片的运用，只需产生3安培的电流即可使水蒸气温度达到1000℃，耗能低、速度快。
3、本工艺采用热釜产生高温高压空气，通过超导片和金属片的运用，能快速将空气加热，耗能低、速度快。
附图说明
图1是本发明中所用离子气相机的结构示意图；
图2是本发明中所用离子气相机上第一超导热能发生器的结构示意图；
图3是本发明中所用热釜的结构示意图；
图4是本发明中所用热釜上第二超导热能发生器的结构示意图；
图5是本发明实施例1-3的工艺流程图；
图6是本发明实施例5-7的工艺流程图；
图7是本发明实施例1中样品D的GC-MS检测图谱。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
1、将pH7.8的海水用高压喷雾器雾化后喷淋在燃煤电厂排放尾气上获得pH7.5的混合溶液1；
2、将纯度98％的磷酸加入步骤1所得混合溶液1中，获得pH3.5的混合溶液 2；
3、培养噬碳混合菌群，将安琪酵母产出的、商品名为安琪根霉酒曲(SAP物料号:84000084)的市售酒曲接种于植物性养料中混合均匀，接种量为3％，即100kg植物性养料中接种3kg酒曲，在温度25℃、相对湿度80％的条件下静置培养4天得培养物1，其中所述植物性养料中植物原料的重量份数为：整株沙木蓼15份、桑树枝叶20份、桔树叶15份、香椿枝叶10份、杏树叶20份、川芎15份、白芍15份、凤梨15份，所述植物性养料的配制方法为：将植物原料加水研磨至过120目筛，每1kg植物原料需要 2kg水；将所得培养物1全部加入熟大米中混合均匀，所述培养物1占培养物1和熟大米混合物的20％，在温度25℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养10天，得培养物 2；再将培养物2全部投入浓度为0.02g/ml的红糖水中混合均匀，所述培养物2占培养物2和红糖水混合物的20％，在温度30℃、相对湿度80％的条件下静置培养14天，即得噬碳混合菌群；
4、将步骤3所得噬碳混合菌群加入步骤2所得混合溶液2中并混合均匀，在温度25℃、相对湿度99％的条件下静置培养14天，弃去上层悬浮液体，获得培养产物，其中噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为10:100；
5、将步骤4所得培养产物与1000℃的NH4+离子气体混合，每1kg培养产物需要 2kg水产生的NH4+离子气体，在70℃、60Mpa的条件下保持10min进行熟化，即得原油。
收集含碳量90％的无烟煤1000kg(其碳氧化率为85％)所生成的含CO2的排放气体10511Nm3能获得850kg原油。
实施例2
1、将pH8.8的海水用高压喷雾器雾化后喷淋在燃煤电厂排放尾气上获得pH8.0的混合溶液1；
2、将纯度95％的磷酸加入步骤1所得混合溶液1中，获得pH3.8的混合溶液 2；
3、培养噬碳混合菌群，将酒曲(取大米培养基：熟大米2kg、水6L，灭菌冷却后，接大米干重1％的市售根霉3.866接种于大米培养基中，28～30℃培养30h左右，得根霉酒曲)接种于植物性养料中混合均匀，接种量为5％，即100kg植物性养料中接种5kg 酒曲，在温度30℃、相对湿度80％的条件下静置培养5天得培养物1，其中所述植物性养料中植物原料的重量份数为：整株红蓼5份、桑树枝叶30份、桔树叶5份、香椿枝叶20份、杏树叶10份、川芎30份、白芍5份、凤梨30份，所述植物性养料的配制方法为：将植物原料加水研磨至过120目筛，每1kg植物原料需要3kg水；将所得培养物1全部加入熟大米中混合均匀，所述培养物1占培养物1和熟大米混合物的50％，在温度25℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养12天，得培养物2；再将培养物2 全部投入浓度为0.05g/ml的红糖水中混合均匀，所述培养物2占培养物2和红糖水混合物的25％，在温度30℃、相对湿度80％的条件下培养14天，即得噬碳混合菌群；
4、将步骤3所得噬碳混合菌群加入步骤2所得混合溶液2中并混合均匀，在温度25℃、相对湿度99％的条件下静置培养14天，弃去上层悬浮液体，获得培养产物，其中噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为15:100；
5、将步骤4所得培养产物与1000℃的NH4+离子气体混合，每1kg培养产物需要1.8kg水产生的NH4+离子气体，在80℃、60Mpa的条件下保持10min进行熟化，即得原油。
收集含碳量95％的无烟煤1000kg(其碳氧化率为85％)所生成的含CO2的排放气体11390Nm3能获得872kg原油。
实施例3
1、将pH8.2的海水用高压喷雾器雾化后喷淋在含CO2的排放气体上获得pH8.0 的混合溶液1；
2、将纯度95％的磷酸加入步骤1所得混合溶液1中，获得pH3.8的混合溶液 2；
3、培养噬碳混合菌群，将酒曲(取大米培养基：熟大米2kg、水6L，灭菌冷却后，接大米干重1％的根霉3.866接种于大米培养基中，28～30℃培养30h左右，得根霉酒曲；酵母培养：取浓度为13°B×麦芽汁，取硫酸调节pH值至4.1-4.5，灭菌冷却后，按接种量2％接种啤酒酵母K于28～30℃培养20～24h，离心得酵母菌；将根霉酒曲和酵母菌混合得酒曲，其中根霉酒曲占酒曲总质量的90％)接种于植物性养料中混合均匀，接种量为2％，即100kg植物性养料中接种2kg酒曲，在温度30℃、相对湿度80％的条件下静置培养4天得培养物1，其中所述植物性养料的的重量份数为：整株大黄30 份、桑树枝叶5份、桔树叶20份、香椿枝叶5份、杏树叶20份、川芎5份、白芍30 份、凤梨5份，所述植物性养料的配制方法为：将植物原料加水研磨至过120目筛，每1kg 植物原料需要2kg水；将所得培养物1全部加入熟大米中混合均匀，所述培养物1占培养物1和熟大米混合物的35％，在温度25℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养10 天，得培养物2；再将培养物2全部投入浓度为0.05g/ml的红糖水中混合均匀，所述培养物2占培养物2和红糖水混合物的25％，在温度30℃、相对湿度80％的条件下培养14 天，即得噬碳混合菌群；
4、将步骤3所得噬碳混合菌群加入步骤2所得混合溶液2中并混合均匀，在温度30℃、相对湿度99％的条件下静置培养14天，弃去上层悬浮液体，获得培养产物，其中噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为11:100；
5、将步骤4所得培养产物与1100℃的NH4+离子气体混合，每1kg培养产物需要 2kg水产生的NH4+离子气体，在85℃、60Mpa的条件下保持10min进行熟化，即得原油。
收集含碳量90％的无烟煤1000kg(其碳氧化率为85％)所生成的含CO2的排放气体10748Nm3能获得839kg原油。
实施例4
分别将实施例1-3步骤5所得原油与400℃的空气混合后进行常压分馏，收集 120℃以下馏份和130℃-150℃的馏份，对馏份样品进行检测。
按照ASTM D5291-C、H元素组成定量分析，ASTM D5453-S元素组成定量分析，ASTMD5762-N元素组成定量分析的方法对实施例1-3所获得的不同样品A-D进行检测，其中实施例1-3样品A是指馏程为120℃以下获得的上层馏出物，实施例1-3样品B是指馏程为120℃以下获得的下层馏出物，实施例1-3样品C是指馏程为130-150℃获得的上层馏出物，实施例1-3样品D是指馏程为130-150℃获得的下层馏出物，以下各实验数据仅针对各样品浮油部分以离心法获得的上层油品做特性分析，样品B因浮油很少，未予分析。
结果如表1所示：
表1
Figure GDA0002317414410000081
采用ASTM D2887extended-高温GC模拟蒸馏法分析蒸馏温度分布的方法，对实施例1中的样品A、样品C和样品D进行检测，所得结果如表2所示。
表2
蒸馏温度分布 样品A 样品C 样品D
初沸点(℃) 224.6 233.8 232.7
5％ 271.8 287.4 286.9
10％ 292.2 307.3 307.0
20％ 313.7 329.6 329.2
30％ 328.5 344.1 343.8
40％ 340.5 356.5 356.2
50％ 352.8 368.1 367.9
60％ 366.1 380.5 380.3
70％ 383.2 396.7 396.4
80％ 410.0 417.3 417.0
90％ 434.8 439.4 439.1
95％ 449.6 457.7 457.3
终沸点(℃) 503.4 527.7 525.2
采用FT-NMR核磁共振光谱法分析碳结构特性，对实施例1中的样品A、样品C和样品D进行检测，所得结果如表3所示。
表3
样品特性 样品A 样品C 样品D
Ca芳香碳(wt％) 24.6 17.7 18.4
Cp石蜡碳(wt％) 38.5 44.7 42.9
Cn环烷碳(wt％) 36.9 37.6 38.7
采用ASTM D6591-extended-HPLC法分析单环、双环及三环以上芳香烃含量，对实施例1中的样品D进行检测，结果如下表4所示：
表4
样品特性 样品D
饱和烃，wt％ 68.5％
单环芳香烃，wt％ 19.3％
双环芳香烃，wt％ 6.2％
多环芳香烃，wt％ 6.1％
总芳香烃，wt％ 31.5％
采用GC-MS对样品D进行检测，结果如图7所示，经解谱后样品D中的碳数集中在C17至C26。
实施例5
将实施例1所得原油与500℃的空气混合后送入分馏塔进行分馏，收集馏程500℃以下的馏份，每10kg原油获得馏份质量为8.24kg，将该馏份再与900℃的NH4+离子气体混合(每1kg的馏分需要1.25kg水产生的NH4+离子气体)后，再次在70℃、60Mpa的条件下保持10min进行熟化，每10kg原油得二次断键原油8.57kg，将二次断键原油再次与温度为400℃的空气混合送入精馏塔，每10kg原油分别获得燃气1.16kg(碳数为1-5，馏程为＜30℃)、汽油2.87kg(碳数为5-10，馏程为30-170℃)、石蜡油2.04kg(碳数为10-13，馏程为170-250℃)、柴油1.99kg(碳数为13-25，馏程为250-350℃)，每10kg原油可获得油品和燃气共8.06kg。
实施例6
将实施例2所得原油与500℃的空气混合后送入分馏塔进行分馏，收集馏程500℃以下的馏份，每10kg原油获得馏份质量为8.41kg，将该馏份再与1100℃的NH4+离子气体混合(每1kg的馏分需要1.25kg水产生的NH4+离子气体)后，再次在80℃、 60Mpa的条件下保持10min进行熟化，每10kg原油得二次断键原油8.79kg；将二次断键原油再次与温度为400℃的空气混合后送入精馏塔，每10kg原油分别获得燃气 1.25kg(碳数为1-5，馏程为＜30℃)、汽油2.79kg(碳数为5-10，馏程为30-170℃)、石蜡油 1.97kg(碳数为10-13，馏程为170-250℃)、柴油2.14kg(碳数为13-25，馏程为250-350℃)，每10kg原油可获得油品和燃气共8.15kg。
实施例7
将实施例3所得原油与500℃的空气混合后送入分馏塔进行分馏，收集馏程500℃以下的馏份，每10kg原油获得馏份质量为8.36kg，将该馏份再与1000℃的NH4+离子气体混合(每1kg的馏分需要1.25kg水产生的NH4+离子气体)后，再次在85℃、60Mpa 的条件下保持10min进行熟化，每10kg原油得二次断键原油8.65kg；将二次断键原油再次与温度为400℃的空气混合送入精馏塔，每10kg原油分别获得燃气1.17kg(碳数为 1-5，馏程为＜30℃)、汽油2.77kg(碳数为5-10，馏程为30-170℃)、石蜡油2.01(碳数为10-13，馏程为170-250℃)、柴油1.95kg(碳数为13-25，馏程为250-350℃)，每10kg原油获得油品和燃气共7.90kg。
实施例8
实施例1-7中所涉及的900-1200℃的NH4+离子气体是通过离子气相机产生的，离子气相机包括：进水管11、水塔12、水蒸气发生器13、压力塔14、离子气体发生器15，其中：进水管11出口与水塔12入口相连，水塔12出口与水蒸气发生器13入口相连，水蒸气发生器13出口与压力塔14入口相连，压力塔14出口与离子气体发生器15入口相连，离子气体发生器15内设置有元素储存件151和第一超导热能发生器152，元素储存件151中储存有由金属元素矿物粉加压形成的金属元素矿物体(金属元素包括但不限于镁、铅、锌、铜、银、铯、铬)，第一超导热能发生器152包括多个第一金属片153以及第一超导片154，第一金属片153在离子气体发生器15内间隔设置，第一超导片154 设置在第一金属片153之间，第一超导片154与第一交流电源控制设备16相连，离子气相机中，连接水塔12和水蒸气发生器13的管道上沿水流方向依次设置有阀门121、水位观测器122和水流量表123；水蒸气发生器13的底部设置有泄料口131和排废口132；压力塔14顶部设置有压力表141，压力塔14底部设置有清洁口142；连接压力塔14和离子气体发生器15的管道上设置有分流控制阀143，第一超导片154的头部设置有第一手持部155，第一手持部155的作用之一是便于手持将第一超导片154从第一金属片 153中间取出，作用之二是能将第一超导片154固定在离子气体发生器上，使第一超导片 154与第一金属片153之间的位置保持固定，其中第一超导片的材质是Nb3Sn，第一金属片的材质是镍，第一金属片的厚度为2.0mm，所述第一金属片和第一超导片的间隙为2.0mm。
实施例5-7中所涉及的500℃的空气是通过热釜产生的，所述热釜包括：马达鼓风机21、膛体22、防逆流腔23和热气储槽24，其中：马达鼓风机21的出风口与膛体22的进气口相连，膛体22的出气口与防逆流腔23的入气口相连，防逆流腔23的出气口与热气储槽24的进气口相连，膛体22内设置有第二超导热能发生器221，所述第二超导热能发生器221包括多个第二金属片222以及第二超导片223，具体地，第二金属片222在膛体22内间隔设置，第二超导片223与第二交流电源控制设备25连接，第二超导片223设置在第二金属片222之间，只要提供很小的电流，比如3安培，该第二超导片223即可产生大量热量。当电源开关打开，空气介质高速震荡后产生高功率热，进而生成高温空气。第二超导片223的头部设置有第二手持部224，第二手持部224的作用之一是便于手持将第二超导片223从第二属片222中间取出，作用之二是能将第二超导片 223固定在膛体22上，使第二超导片223与第二金属片222之间的位置保持固定，其中第一超导片的材质是Nb3Sn，第二金属片的材质是镍，第二金属片的厚度为2.0mm，所述第二金属片和第二超导片的间隙为2.0mm。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)将含CO2的排放气体与pH7.8-9.5的碱性溶液混合，得到pH7.5-8.0的混合溶液1；
(2)将步骤1所得混合溶液1和酸混合，得到pH3.5-3.8的混合溶液2；
(3)培养噬碳混合菌群，其中：噬碳混合菌群的培养方式为：
a、将酒曲接种于植物性养料中，接种量为1％-10％，在温度25-39℃、相对湿度80％以上的条件下静置培养2-5天得到培养物1，所述植物性养料的制备方法为：将植物原料制成糊状，所述制成糊状的方式是植物原料加水研磨至糊状或者将植物原料粉碎后加水搅拌成糊状；
b、将全部培养物1与熟大米混合均匀，在温度25-39℃、相对湿度80％ 以上的条件下静置培养8-12天，得培养物2，其中培养物1占培养物1和熟大米混合物总质量的20-50％；
c、再将全部培养物2与红糖水混合均匀，在温度30-36℃、相对湿度 80％以上的条件下静置培养12-16天，即得噬碳混合菌群，其中培养物2占培养物2和红糖水混合物总质量的20-40％，所述红糖水浓度为0.01-0.10g/ml；
(4)将步骤3所得噬碳混合菌群与步骤2所得混合溶液2混合均匀， 在20-36℃、相对湿度90％以上的条件下静置培养12-16天，弃去上层悬浮液体，获得培养产物，其中噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为5-30:100；
(5)将步骤4所得培养产物与900-1200℃的NH4+离子气体混合后，在70-100℃、55-65Mpa的条件下保持5-15min进行熟化，即得原油。
2.根据权利要求1所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：将步骤(5)所得原油与360-500℃的空气混合后输送入分馏塔进行分馏。
3.根据权利要求2所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：分馏时，收集馏程为500℃以下的馏分再次与900-1200℃的NH4+离子气体混合后，再次在70-100℃、55-65Mpa的条件下保持5-15min进行熟化，即得二次断键原油。
4.根据权利要求3所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，还包含以下步骤：将二次断键原油与360-400℃的空气混合后输送入精馏塔进行精馏。
5.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述含CO2的排放气体为化石燃料燃烧生成的排放气体。
6.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，其中所述碱性溶液可以为海水或人工配制的碱性溶液；所述酸为磷酸、硝酸或硫酸。
7.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述酒曲是根霉酒曲或根霉酒曲和酵母菌的混合物， 所述根霉酒曲和酵母菌的混合物中根霉菌占混合物总质量的60-99％。
8.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述植物原料为蓼科植物、桑树、桔树、香椿、 杏树、川芎和白芍；所述蓼科植物为红蓼、沙木蓼或大黄；所述蓼科植物为选自整株蓼科植物的任何部分作为植物原料使用，桑树选桑树枝叶作为植物原料，桔树选桔树叶作为植物原料，香椿选香椿枝叶作为植物原料，杏树选杏树叶作为植物原料。
9.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，步骤(5)中每1kg所述培养产物需要1.5-8kg 水制取的900-1200℃的NH4+离子气体。
10.根据权利要求3所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，馏程为500℃以下的馏分再次与 900-1200℃的NH4+离子气体混合时，每1kg所述500℃以下的馏分需要 0.1-3kg水制取的900-1200℃的NH4+离子气体。
11.根据权利要求2所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述NH4+离子气体是通过离子气相机产生的，离子气相机包括：进水管(11)、水塔(12)、水蒸气发生器(13)、压力塔 (14)、离子气体发生器(15)，其中：进水管(11)出口与水塔(12)入口相连，水塔(12)出口与水蒸气发生器(13)入口相连，水蒸气发生器(13) 出口与压力塔(14)入口相连，压力塔(14)出口与离子气体发生器(15) 入口相连，离子气体发生器(15)内设置有元素储存件(151)和第一超导热能发生器(152)，元素储存件(151)中储存有由金属元素矿物粉加压形 成的金属元素矿物体，第一超导热能发生器(152)包括多个第一金属片(153) 以及一个或多个第一超导片(154)，第一金属片(153)在离子气体发生器 (15)内间隔设置，第一超导片(154)设置在第一金属片(153)之间，第 一超导片(154)与第一交流电源控制设备(16)相连；所述360-500℃的空气是通过热釜产生的，所述热釜包括：马达鼓风机(21)、膛体(22)、防逆流腔(23)和热气储槽(24)，其中：马达鼓风机(21)的出风口与膛体(22) 的进气口相连，膛体(22)的出气口与防逆流腔(23)的入气口相连，防逆 流腔(23)的出气口与热气储槽(24)的进气口相连，膛体(22)内设置有 第二超导热能发生器(221)，所述第二超导热能发生器(221)包括多个第 二金属片(222)以及一个或多个第二超导片(223)，第二金属片(222)在 膛体(22)内间隔设置，第二超导片(223)与第二交流电源控制设备(25) 连接，第二超导片(223)设置在第二金属片(222)之间。
12.如权利要求1所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于：所述培养物2占培养物2和红糖水混合物总质量的20-25％。
13.如权利要求1所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述红糖水的浓度为0.02-0.05g/ml。
14.如权利要求1所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于：所述噬碳混合菌群与混合溶液2的质量比为10-15:100。
15.根据权利要求1-4之一所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于：所述酸为磷酸。
16.如权利要求6所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述磷酸为纯度90％以上的磷酸。
17.如权利要求8所述的回收含CO2的排放气体制备油品和燃气的工艺，其特征在于，所述植物养料按质量份计为：蓼科植物 5-30份、桑树枝叶5-30份、桔树叶5-20份、香椿枝叶5-20份、杏树叶10-20 份、川芎5-30份、白芍5-30份。
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