本發(fā)明提供一種兩階段反應(yīng)方法，其包括使氣態(tài)二氧化碳與還原劑反應(yīng)以形成一氧化碳和水。使所述水的至少一部分冷凝以形成干燥尾氣。在可能添加還原劑的情況下使所述干燥尾氣反應(yīng)以便將所述一氧化碳的至少一部分轉(zhuǎn)化成固體碳和水。其它方法包括使進(jìn)氣混合物反應(yīng)以形成反應(yīng)混合物，使水自所述反應(yīng)混合物冷凝以形成干燥的反應(yīng)混合物，使所述干燥的反應(yīng)混合物與再循環(huán)氣體混合以形成催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物，使所述催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器以形成固體碳和含有水的尾氣混合物，以及使所述尾氣混合物流經(jīng)熱交換器。

1.一種兩階段反應(yīng)方法，其包括：
使包含二氧化碳的第一進(jìn)料混合物與含氫還原劑在第一反應(yīng)條件下在第一反應(yīng)器中
反應(yīng)以將所述第一進(jìn)料混合物的至少一部分轉(zhuǎn)化成包含一氧化碳和水蒸汽的第一尾氣；
利用所述包含一氧化碳和水蒸汽的第一尾氣加熱所述包含二氧化碳的第一進(jìn)料混合
物以形成冷卻的第一反應(yīng)產(chǎn)物混合物；
使來(lái)自所述冷卻的第一反應(yīng)產(chǎn)物混合物的至少一部分水蒸汽冷凝以形成干燥的第一
尾氣；
使所述干燥的第一尾氣在第二反應(yīng)條件下在第二反應(yīng)器中反應(yīng)以將所述干燥的第一
尾氣中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成固體碳和包含水蒸汽的第二尾氣；
利用所述第二尾氣加熱所述干燥的第一尾氣以形成冷卻的氣體；
使來(lái)自所述冷卻的氣體的至少一部分水蒸汽冷凝以形成干燥的第二尾氣；和
加熱所述干燥的第一尾氣之前，混合所述干燥的第二尾氣和干燥的第一尾氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使包含二氧化碳的第一進(jìn)料混合物與含氫還原劑反
應(yīng)包括使高于所述還原劑的摩爾量的摩爾量的所述二氧化碳反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使包含二氧化碳的第一進(jìn)料混合物與所述含氫還原
劑反應(yīng)包括使所述二氧化碳與氫氣(H₂)反應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使包含二氧化碳的第一進(jìn)料混合物與所述含氫還原
劑反應(yīng)包括使所述二氧化碳與烴反應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括利用包括第一金屬的催化劑形成一氧化碳。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一反應(yīng)條件包括400℃至1,200℃的第一溫度
范圍。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一金屬包含選自由周期表的第5、6、7、8、9和10
族的元素、鑭系元素和錒系元素以及其氧化物、合金和混合物組成的組的材料。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括利用包括第二金屬的催化劑形成固體碳。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二反應(yīng)條件包括400℃至1,000℃的第二溫度
范圍。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第二溫度范圍是550℃至700℃。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二金屬包含選自由周期表的第5、6、7、8、9和
10族的元素、鑭系元素和錒系元素以及其氧化物、合金和混合物組成的組的材料。
12.一種用于二氧化碳的兩階段還原的方法，所述方法包括：
使包含二氧化碳的進(jìn)氣混合物與還原氣體在第一反應(yīng)器中反應(yīng)以形成包含一氧化碳
和水的反應(yīng)混合物；
利用所述反應(yīng)混合物加熱所述進(jìn)氣混合物；
利用所述反應(yīng)混合物加熱所述進(jìn)氣混合物后，使所述反應(yīng)混合物的至少一部分水冷凝
以形成干燥的反應(yīng)混合物；
使所述干燥的反應(yīng)混合物與再循環(huán)氣體流混合以形成催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物；
使所述催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物在存在催化劑的情況下流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器以形成固體碳
和包含水的尾氣；以及
使所述尾氣流經(jīng)熱交換器以使其一部分水冷凝并且形成再循環(huán)氣體流來(lái)加熱所述干
燥的反應(yīng)混合物。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述催化劑包含金屬。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中使所述催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物在存在催化劑的情
況下流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器包括使所述一氧化碳的至少一部分和所述還原氣體的至少一部分轉(zhuǎn)
化成固體碳和水。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中使所述催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣混合物在存在催化劑的情
況下流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器包括形成碳納米管。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括將另外的還原氣體與所述催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)
氣混合物混合。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述還原氣體包含氫、烴和醇中的至少一種。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述固體碳與所述尾氣分離。