发明创造名称:用于在包括固体氧化物燃料电池的发电设备中的可持续生产能量的方法
外观设计名称:
决定号:199687
决定日:2020-01-06
委内编号:1F253191
优先权日:2013-06-14
申请(专利)号:201480042138.6
申请日:2014-06-13
复审请求人:ZEG动力股份公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:张晗
合议组组长:李鹏
参审员:张濛
国际分类号:B01D53/14,B01D53/34,B01D53/62,B01D53/74,B01D53/96,B01J20/04,B01J20/34,C22B21/00,C22C33/00
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征,但现有技术给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示,这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时,有动机对该最接近的现有技术进行改进并获得要求保护的技术方案,则该技术方案是显而易见的,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201480042138.6,名称为“用于在包括固体氧化物燃料电池的发电设备中的可持续生产能量的方法”的发明专利申请(下称“本申请”)。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年3月1日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-9相对于对比文件1(CN1407948A,公开日为2003年4月2日)、对比文件2(WO2013024340A1,公开日为2013年2月21日)以及本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2016年1月26日提交的说明书第1-53段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图;2017年10月9日提交的权利要求第1-9项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 用于在包括固体氧化物燃料电池(SOFC)的设备中可持续生产电能的方法,在所述方法中,将氧化钙用作放热二氧化碳捕集步骤中的吸收剂,通过所述步骤将氧化钙转化成碳酸钙,然后在(通过所述SOFC加热的)吸热再生步骤中将所述碳酸钙转化成氧化钙,其特征在于,所述二氧化碳捕集步骤在来自选自制造铁、钢、铝、硅、硅铁和水泥的高温工业工艺的含CO2的热的烟道气存在下进行,因此升高所述热的烟道气的温度,由此使得该烟道气对于随后的能量回收利用而言更有用。
2. 权利要求1所述的方法,其中将温度升高的烟道气用于热回收。
3. 权利要求2所述的方法,其中所述热回收在蒸汽发生器中进行,将所述蒸汽用于随后的发电。
4. 权利要求3所述的方法,其中所述蒸汽是高压蒸汽。
5. 前述权利要求中任一项所述的方法,其中将温度升高的烟道气用于热回收。
6. 权利要求5所述的方法,其中所述热回收在蒸汽发生器中进行,将所述蒸汽用于随后的发电。
7. 前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热的烟道气通过使来自工业过程的低温废气热交换而获得。
8. 权利要求6或7所述的方法,其中所述蒸汽是高压蒸汽。
9. 前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述SOFC通过选自包含甲烷的气体、氢气和合成气驱动。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年6月4日向国家知识产权局提出了复审请求,没有修改申请文件。
复审请求人认为:(1)本申请的方法是利用固体氧化物燃料电池(SOFC)用于生产电的能量生产工艺和选自制造铁、钢、铝、硅、硅铁和水泥的能量消耗工艺的组合,不关注水泥生产(或钢、铁生产等),关键在于是如何处置从其排出的热烟道气。对比文件1描述用于制氢和任选地将其在高温燃料电池中使用的工艺和装置,不存在该工艺与选自水泥、钢、铁、铝或硅铁生产的工艺相结合,或如何在这些工艺中处理二氧化碳的暗示;对比文件2再生的CaO分成两个支流,其Ca循环工艺系统和能量回收与本申请不同,对比文件2的生产水泥工艺为消耗能量的工艺,其来自水泥窑的热排出气体通过热交换降低温度,与本申请在能量回收之前热的烟道气经受另外的加热不同,对比文件2没有迹象表明提高废气温度及其如何提高,没有必要在一个或多个步骤中冷却之前进一步加热已经热的废气,未教导其用于生产水泥工艺与生产能量组合。(2)本申请从来自高温工业烟道气中捕获二氧化碳,还处置源自SOFC的二氧化碳;对比文件2的窑中温度太高,不能发生碳酸化,最后通过管道离开的工艺气体被冷却而不加热。
经形式审查合格,国家知识产权局依法受理了该复审请求,于2018年6月12日发出复审请求受理通知书,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年6月21日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-9相对于对比文件1、对比文件2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。复审通知书中引用了公知常识证据:《中学生学习辞典 化学卷》,秦浩正主编,上海世界图书出版公司,2012年9月第1版,第120页(下称公知常识证据1)。
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)首先,基于权利要求1与对比文件1的区别技术特征确定,权利要求1实际解决的技术问题是如何优化利用工艺系统中的热能,从而实现工艺成本降低和效率提高。而对比文件2公开的二氧化碳捕集工艺方法,包括将来自水泥高温工业工艺的含CO2的热烟道气送到以氧化钙用作吸收剂的碳酸化器中的放热CO2捕集步骤、以及将CO2捕集步骤产生的碳酸钙送入煅烧反应器中实现氧化钙再生循环的吸热再生步骤,对比文件2的氧化钙再生循环工艺系统与权利要求1技术方案所限定的Ca循环工艺系统并无不同(同时本申请说明书第49段也记载了Ca循环工艺中再生的CaO分成两个支流);并且,对比文件2明确记载有“排出气体在引入碳酸化器160之前通过风扇单元154加压且通过换热器152加热,从碳酸化器160经管路161传送的具有贫乏含量的二氧化碳CO2的排出气体可在多个步骤中冷却,热可在单元162中回收”(参见说明书第49、52段),本领域公知氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙会伴随着放热(参见公知常识证据1)。因此对比文件2中通过换热器152加热的所述热烟道气送入碳酸化器160进后会被二氧化碳捕集步骤放出的热量所加热而实现温度的升高,由此使得该温度升高的烟道气对于随后的能量回收利用而言更有用,该温度升高的热烟道气从碳酸化器160经管路161送出后可在单元162中实现热回收,对比文件2的热烟道气能量回收与权利要求1所限定的并无不同。可见,对比文件2已给出利用二氧化碳捕集工艺的放热特性来进一步升高水泥高温工业工艺排出热烟道气的温度以实现更好的热烟道气能量回收利用效果的技术启示。另外,对比文件2将来自水泥窑的热排出气体先以热交换形式进行能量回收(例如为煅烧反应器供热)并非只会降低温度,还可能实现热排出气体温度的升高(参见说明书第20段),即使来自水泥窑的热排出气体最初通过热交换降低温度进行能量回收利用,其在进入碳酸化器前也还会通过换热器加热升温,故其并不影响上述技术启示的给出。其次,虽然对比文件2是通过换热器热交换产能的方式来为煅烧反应器供热,但是对比文件1与对比文件2的工艺中均包含煅烧反应器来进行吸热再生步骤,煅烧反应器内碳酸钙转化成氧化钙的反应也相同,且对比文件2除上述技术启示外还给出了其煅烧反应器所需的热能要依赖于外部热量提供的相应启示,因此在对比文件2给出技术启示的基础上,为了更好的回收利用工艺系统中热能并降低能耗,本领域技术人员有动机将对比文件1中SOFC生产的热量来为对比文件2的煅烧反应器提供所需热能,由此无需添加额外的换热器来加热气体实现煅烧反应器的供热从而可有效节约能耗,即,本领域技术人员易于想到将对比文件2中消耗能量的CO2捕集工艺与对比文件1中生产能量的SOFC可持续生产电能工艺相结合来实现工艺系统能量的优化利用回收,利用同一煅烧反应器来处理碳酸化反应和CO2捕集步骤所产生的碳酸钙、并将再生的氧化钙返至碳酸化反应和CO2捕集步骤循环利用,同时即可实现水泥工业工艺高温烟道气的CO2捕集和温度升高,其降低工艺成本、提高工艺效率的技术效果可以合理预期,无需付出创造性劳动即可实现。至于选用来自其它高温工业排出的热烟道气进行CO2捕集,也是本领域的常规选择。(2)首先,本申请的权利要求和说明书中均未记载其在捕获来自高温工业烟道气中CO2的同时还捕获处置了源自SOFC的CO2,本领域技术人员根据本申请的原始记载也无法得出本申请被设计成处置来自两个来源的CO2这一技术方案。其次,对比文件2所公开的通过放热二氧化碳捕集步骤将氧化钙与CO2反应形成碳酸钙的碳酸化反应是在550-750℃范围内的温度下、优选在650℃下进行(参见说明书第28、51段),其并未公开碳酸化反应是在窑炉中进行,实际上对比文件2的碳酸化反应是在碳酸化器160中进行的(参见说明书第50段)。另外,对比文件2中经碳酸化器160处理温度进一步升高的热烟道气经管路161送出后被冷却,正是由于其在单元162中进行了热交换和能量回收,对比文件2的热烟道气能量回收方式与本申请权利要求1并无不同。
复审请求人于2019年9月20日提交了意见陈述书,陈述了本申请具备创造性的理由,未修改申请文件。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)关于审查文本
本复审请求审查决定所针对的审查文本为:2016年1月26日提交的说明书第1-53段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图;2017年10月9日提交的权利要求第1-9项。
(二)关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征,但现有技术给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示,这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时,有动机对该最接近的现有技术进行改进并获得要求保护的技术方案,则该技术方案是显而易见的,不具备创造性。
1、权利要求1请求保护一种用于在包括固体氧化物燃料电池(SOFC)的设备中可持续生产电能的方法。对比文件1公开了一种从含碳物质生产氢气的方法,并具体公开了如下技术内容(参见说明书第7页第2段至第8页第1段,第11页第3段至第15页第3段,第18页倒数第3段,第19页第1段,附图1):燃料电池28生产出的电力输出到该发明的工艺过程之外,燃料电池28优选的是固体氧化物燃料电池(SOFC),在燃料电池28中,来自碳酸化反应器12的氢气与大气中氧气发生反应形成水并发出电力,该反应的副产物为热量,可以对大气中的氧气进行加压(即所述SOFC通过氢气驱动),固体氧化物燃料电池通常是将氧气从输入的空气物流中分离出来,留下无氧的空气和水蒸气,无氧空气经管道32离开燃料电池28去进行热量回收,水蒸气经管道34送出燃料电池28,输出的水蒸气作为碳酸化反应器12的进料,通过与管道32、34相连或使用其他的传热设备,可将燃料电池28中现存气相物流的热量加以回收,可使用附加的传热设备使燃料电池28 的热量为煅烧反应器42提供能量,煅烧反应器42用于煅烧工艺过程,在该过程中再生出氧化钙,再生的氧化钙用于制氢和碳酸化反应,在煅烧反应器中,碳酸钙经下一反应分解:碳酸钙→氧化钙 二氧化碳(11),煅烧反应器42的操作温度足以将碳酸钙转达化为氧化钙和二氧化碳,从燃料电池28传入煅烧反应器42的热量可以按需要加以控制以维持所需的温度范围,碳酸化反应器12中的碳酸钙经管道44进入锻烧反应器42,在煅烧反应器42中,经过反应(11)的氧化钙回收步骤后煅烧反应器42煅烧碳酸钙所产生的再生氧化钙经管道46被送回到碳酸化反应器12,在煅烧反应器42中来自燃料电池28或其分发电装置的余热被用来对碳酸钙进行煅烧(即在通过所述SOFC加热的吸热再生步骤中将所述碳酸钙转化成氧化钙),另外,制氢和碳酸化反应所产生氢气中的一部分可被用来加热煅烧反应器42;在碳酸化反应器12中所进行的反应如下:第1步(气化和加氢):灰份 碳 2氢气→甲烷 灰份(6);第2步(制氢和碳酸化):氧化钙 甲烷 2水(液态)→碳酸钙 4氢气(7);从气化反应器10出来的气化产物混合物经管道 22被送入碳酸化反应器12,所述气化产物是一组混合物,主要组份是甲烷,其余的为少量的更重的烃类、一氧化碳、二氧化碳、氢气、水蒸气、硫化物以及煤炭中的其他杂质,在碳酸化反应器12中,氧化钙与二氧化碳进行反应:氧化钙 二氧化碳→碳酸钙(10)(即在碳酸化反应器12中同样会进行氧化钙转化成碳酸钙的步骤);碳酸化反应器12所产生的氢气有一部分送到所述燃料电池28或其他的发电装置高效发电,所述氢气可用来驱动高池燃料电池或气体透平生产电力(即持续生产电能)。即,对比文件1公开了一种用于在包括固体氧化物燃料电池(SOFC)的设备中可持续生产电能的方法,所述方法是在碳酸化反应器12中将氧化钙转化成碳酸钙,然后在煅烧反应器42中进行通过所述SOFC加热的吸热再生步骤来将所述碳酸钙煅烧转化成氧化钙,利用SOFC生产的热量来为煅烧反应器42的所述吸热再生步骤提供所需热能,再生的氧化钙经管道被送回到碳酸化反应器12循环利用。
权利要求1与对比文件1相比,其区别在于:权利要求1还包括将氧化钙用作吸收剂的放热二氧化碳捕集步骤,通过所述步骤将氧化钙转化成碳酸钙,该步骤在来自选自制造铁、钢、铝、硅、硅铁和水泥的高温工业工艺的热的烟道气存在下进行,因此升高所述热烟道气的温度,使得该烟道气对于随后的能量回收利用而言更有用,而对比文件1是将所述吸热再生步骤(通过所述SOFC加热)中转化生成的氧化钙送回到碳酸化反应器循环利用。基于上述区别特征可以确定,权利要求1实际解决的技术问题是如何优化利用工艺系统中的热能。
对比文件2公开了一种用于水泥成套设备的集成二氧化碳捕集方法,并具体公开了如下技术内容(参见说明书第7-28段,第45-58段,附图1):在水泥生产成套设备中通过包括来自水泥窑炉的排出气体的闭合环路以及碳酸化单元将二氧化碳CO2捕集成几乎纯净的CO2流,碳酸化单元(在下文表示为“碳酸化器”)中,使生石灰(CaO)与二氧化碳CO2反应以形成石灰石(CaCO3),因此是碳酸化反应,在煅烧过程期间当用热处理时,石灰石CaCO3转化或分解成生石灰和二氧化碳CO2,使用生石灰从烟气中捕集CO2并将石灰引导到煅烧炉以便释放CO2的根据上述方案的CO2捕集方法称作再生钙循环(RCC);直接来自水泥窑炉出口的排出气体处于高温下,通常在800-1200℃的范围内,提供捕集二氧化碳的方法,其中所述方法是从在所述水泥窑炉中产生的富二氧化碳CO2排出气流中捕集二氧化碳CO2(即二氧化碳捕集步骤在来自水泥高温工业工艺的含CO2的热的烟道气存在下进行),所述方法包括使来自水泥窑炉的富二氧化碳CO2热排出气体送入到碳酸化单元(碳酸化器160),在碳酸化器160中二氧化碳被生石灰所吸收,在CaO和CO2之间反应以形成石灰石CaCO3(即将氧化钙用作放热二氧化碳捕集步骤中的吸收剂,通过所述步骤将氧化钙转化成碳酸钙),该碳酸化器通常在550-750℃的温度下、例如在600-700℃的温度下、优选在约650℃下操作,之后将来自所述碳酸化器的包含碳酸钙的固体转移到处理水泥原料的单元,并将包含碳酸钙CaCO3的分离的固体转移到煅烧炉,在煅烧炉120中石灰石CaCO3通过加热分解成生石灰CaO和二氧化碳CO2(即在吸热再生步骤中将所述碳酸钙转化成氧化钙),该煅烧炉中的反应生成的生石灰可经管道126送回该碳酸化器中,所述煅烧炉通过使通过与在水泥窑炉中产生的热排出气流热交换而加热的富二氧化碳CO2排出气流再循环来供应能量,来自水泥窑炉的热排出气体的热可在换热器(气/气加热器)112中交换,将来自用于处理水泥原料的单元170的气体分流且一部分经再循环风扇175转移到换热器112中,在换热器112中将其加热并经管路115送到煅烧炉120中;从碳酸化器160经管路161传送的具有贫乏含量的二氧化碳的排出气体可在多个步骤中冷却,热可在单元162中回收(即二氧化碳捕集步骤升高所述热的烟道气的温度,对于随后的能量回收利用而言更有用)。由此可知,对比文件2已公开了一种二氧化碳的捕集工艺方法,其包括将来自水泥高温工业工艺的含CO2的热烟道气送到以氧化钙用作吸收剂的碳酸化器中的放热二氧化碳捕集步骤、以及在煅烧反应器中将碳酸钙转化成氧化钙的吸热再生步骤,而本领域公知,氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙会伴随着放热(参见公知常识证据1),因此对比文件2中所述二氧化碳捕集步骤放出的热量会升高所述经CO2捕集后的水泥高温工业工艺排出热烟道气的温度,由此使得该烟道气对于随后的能量回收利用而言更有用,通过放热二氧化碳捕集步骤将氧化钙转化成碳酸钙,将产生的碳酸钙送入煅烧炉中通过吸热再生步骤实现氧化钙的再生循环。
可见,对比文件2已给出利用二氧化碳捕集工艺(CaO和CO2反应转化成CaCO3)的放热特性来进一步升高来自水泥高温工业工艺排出热烟道气的温度以实现更好的热烟道气能量回收利用效果的技术启示,同时还给出了氧化钙可用作放热二氧化碳捕集步骤中的吸收剂这一教导启示。虽然对比文件2是利用换热器加热气体产生的热量来为煅烧反应器供热,但是对比文件1与对比文件2的工艺中均包含煅烧反应器来进行吸热再生步骤,煅烧反应器内碳酸钙转化成氧化钙的反应也相同,即对比文件2给出了煅烧反应器所需热能依赖于外部热量提供的技术启示。因此,为了更好的利用工艺系统热能并降低能耗,本领域技术人员结合上述技术启示有动机将对比文件1的所述氧化钙除送回碳酸化反应器循环利用之外的至少一部分用作二氧化碳捕集工艺的吸收剂,同时利用对比文件1中SOFC生产的热量代替所述换热器来为二氧化碳捕集工艺中的煅烧反应器提供所需热能以节约耗能,即,将对比文件2的二氧化碳捕集工艺与对比文件1的SOFC可持续生产电能工艺相结合,利用同一煅烧反应器来处理碳酸化反应和二氧化碳捕集步骤所产生的碳酸钙、并将再生的氧化钙返至碳酸化反应和二氧化碳捕集步骤循环利用,同时即可实现水泥工业工艺高温烟道气的二氧化碳捕集和温度升高,这是本领域技术人员为降低工艺成本、提高工艺效率易于想到的优化方案,其技术效果可以合理预期,无需付出创造性劳动即可实现。对于权利要求1中热烟道气来自铁、钢、铝、硅、硅铁高温工业工艺的并列技术方案,基于对比文件2中公开的来自水泥高温工业排出热烟道气的二氧化碳捕集工艺,本领域技术人员容易想到还可以选择来自其它高温工业例如铁、钢、铝、硅、硅铁的高温工业排出热烟道气进行二氧化碳捕集,这是本领域的常规选择。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到权利要求1所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2引用权利要求1,其附加技术特征已被对比文件2所公开(详见对于权利要求1的评述过程)。因此在引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3-4引用在前权利要求。将烟道气的热回收过程在高压蒸汽发生器中进行,并使高压蒸汽用于随后的发电,是本领域技术人员对二氧化碳来源以及能量回收进行的常规选择和操作,属于本领域的常规技术手段,无需付出创造性劳动即可实现。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求5引用在前权利要求,其附加技术特征已被对比文件2所公开(详见对于权利要求1的评述过程)。因此在引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求6-8引用在前权利要求,使热的烟道气通过使来自工业过程的低温废气热交换而获得,将烟道气的热回收过程在高压蒸汽发生器中进行,并将高压蒸汽用于随后的发电,这是本领域技术人员对二氧化碳来源以及能量回收进行的常规选择和操作,属于本领域的常规技术手段,无需付出创造性劳动即可实现。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求6-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求9引用在前权利要求,其附加技术特征中的“所述SOFC通过氢气驱动”已被对比文件1所公开(详见对于权利要求1的评述过程)。而甲烷、合成气均是本领域固体氧化物燃料电池的常见驱动燃料,故选用包含甲烷的气体、合成气替代氢气作为SOFC的驱动燃料是本领域的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)关于复审请求人的意见陈述
复审请求人在意见陈述中认为:(1)对比文件1的工艺既产生纯氢作为燃料,又产生基本上纯净且易于分离和处理的二氧化碳,在对比文件1的教导下,由于二氧化碳已经基本纯净,因此本领域技术人员没有动机将来自该工艺的二氧化碳进行进一步的二氧化碳捕集步骤。对比文件2的工艺只关注捕集二氧化碳,而与氢气生产无关,本领域技术人员不会有动机将对比文件1与对比文件2结合,将对比文件2的工艺应用于对比文件1的工艺,可能是多余且没有意义的。(2)对比文件1在碳酸化容器12中产生纯氢,并且可以将其直接作为燃料供给燃料电池28。如果将对比文件1和2结合,本领域技术人员将会考虑将富含二氧化碳的废气流引入对比文件1的碳酸化容器12中,废气流中的二氧化碳将在碳酸化容器12中通过碳酸化而被捕集,由于还存在残余废气流因而不能产生纯氢,不能直接作为燃料供给燃料电池28,因此不能实现对比文件1的主要目的,这样的结合会损害纯氢的产生。本申请用于外部使用的氢生产不是强制的,如图4、5、5a这些实施方案都不能通过对比文件1和2的简单结合而获得。
对此,合议组认为:(1)首先,本领域技术人员是否有动机来对最接近的现有技术进行改变或改造,是在面对基于区别技术特征所确定实际解决的技术问题时现有技术中是否存在相应的启示,那么最先需要明确的就是权利要求1与最接近的现有技术之间的区别技术特征、以及基于该区别技术特征确定的其实际解决的技术问题。对比文件1已公开一种用于在包括固体氧化物燃料电池(SOFC)的设备中可持续生产电能的方法,基于权利要求1与对比文件1的区别特征可以确定,权利要求1实际解决的技术问题是如何优化利用工艺系统中的热能,从而实现工艺成本降低和效率提高。而对比文件2公开了一种二氧化碳的捕集工艺方法,包括将来自水泥高温工业工艺的含CO2的热烟道气送到以氧化钙用作吸收剂的碳酸化器中的放热二氧化碳捕集步骤、以及将二氧化碳捕集步骤产生的碳酸钙送入煅烧反应器中实现氧化钙再生循环的吸热再生步骤,而本领域公知,氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙会伴随着放热(参见公知常识证据1)。可见,对比文件2已给出利用二氧化碳捕集工艺的放热特性来进一步升高水泥高温工业工艺排出热烟道气的温度以实现更好的热烟道气能量回收利用效果的技术启示,同时还给出了氧化钙可用于放热二氧化碳捕集步骤作为吸收剂的技术启示。
其次,对比文件1与对比文件2的工艺中均包含煅烧反应器来进行吸热再生的步骤,煅烧反应器内碳酸钙转化成氧化钙的反应也相同,且对比文件2给出了将以氧化钙作为吸收剂的二氧化碳捕集工艺(CaO和CO2反应转化成CaCO3)的放热特性用于进一步升高来自水泥高温工业工艺的热烟道气的温度以实现更好的能量回收利用效果、以及煅烧反应器所需热能依赖于外部热量提供的技术启示,因此,在面对上述实际解决的技术问题时,即,为了更好的利用工艺系统热能并降低能耗,本领域技术人员结合对比文件2给出的启示有动机做出的改变或改造是将对比文件1中煅烧反应器(通过SOFC加热的吸热再生步骤)所生成的氧化钙除送回碳酸化反应器循环利用之外的至少一部分用作二氧化碳捕集工艺的吸收剂,同时利用对比文件1中SOFC生产的热量来为二氧化碳捕集工艺中的煅烧反应器提供所需热能,以代替所述换热器加热气体的供热方式以节约能耗,而并不会将对比文件1中的纯净二氧化碳产物再做进一步的捕集处理,也不会将对比文件1工艺中所产生的已经纯净的二氧化碳作为进一步捕集处理的对象。
(2)本领域技术人员根据对比文件2给出的教导启示易于想到的是将对比文件1中返回碳酸化反应器12的氧化钙的至少一部分送至二氧化碳捕集工艺的碳酸化反应器中作为吸收剂,而并不会将待处理废气送入对比文件1的碳酸化容器中进行二氧化碳捕集,废气流并不会引入对比文件1的碳酸化容器,也不会损害纯氢的产生。根据上述启示将对比文件2的二氧化碳捕集工艺与对比文件1的SOFC可持续生产电能工艺相结合,二氧化碳捕集工艺与SOFC可持续生产电能工艺所共用的也只是煅烧反应器而并非碳酸化反应器,利用同一煅烧反应器来处理SOFC可持续生产电能工艺碳酸化反应所产生的碳酸钙以及二氧化碳捕集步骤所产生的碳酸钙,之后将再生的氧化钙分别返回SOFC可持续生产电能工艺的碳酸化反应器中、以及二氧化碳捕集步骤的碳酸化反应器中实现循环利用,同时即可实现水泥工业工艺高温烟道气的二氧化碳捕集和温度升高,其降低工艺成本、提高工艺效率的技术效果可以合理预期,无需付出创造性劳动即可实现。而本申请如图4、5、5a实施方案中涉及的氢气生产单元相关工艺并未在权利要求中进行记载和限定,其不构成权利要求与对比文件1的区别。
基于上述事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年3月1日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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