一種基于太陽能和低溫固體氧化物的二氧化碳處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于太陽能和低溫固體氧化物的二氧化碳處理裝置，具體說是利用太陽能和電解池共解二氧化碳和水蒸氣，屬于新能源利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源和環(huán)境是目前世界各國共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。科學(xué)研究表明，以全球變暖為明顯特征的氣候變化主要是人類過度使用化石燃料導(dǎo)致二氧化碳等溫室氣體排放量居高不下造成的。為了應(yīng)對氣候變化，我國正在積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源和節(jié)能減排技術(shù)，降低對化石能源的依賴，減少溫室氣體的排放。將C02轉(zhuǎn)化成為具有工業(yè)利用價值的能源產(chǎn)品，無疑是一種較為理想的節(jié)能減排方式。碳?xì)浜铣扇剂鲜且环N液體碳?xì)淙剂?，在國民?jīng)濟(jì)中可直接作為交通能源使用，而不需要另外鋪設(shè)專用的能源運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)施。相比氫能經(jīng)濟(jì)，它可作為一種短期和中期的解決方案，充當(dāng)通向未來氫能經(jīng)濟(jì)的橋梁。合成氣是制備合成碳?xì)淙剂系幕驹?，其生產(chǎn)主要是通過煤氣化和天然氣重整來實(shí)現(xiàn)，這兩種制備方法都消耗了化石能源并且最終都導(dǎo)致了溫室氣體C02的大量排放，所以迫切需要開發(fā)出新的清潔碳?xì)淙剂现苽浞椒?。利用固體氧化物陶瓷材料作為電解池的高溫共電解技術(shù)，既可高效制備合成碳?xì)淙剂系脑蠚?合成氣(CO + H2)，又可以實(shí)現(xiàn)C02的減排和有效利用，近年來受到國際上的高度關(guān)注。
[0003]目前我國C02的排放量逐年身高，并在2009年超過美國，C02排放量位居世界第一，無論是國際上的壓力，還是我國自身發(fā)展與環(huán)境要求，都迫使我國大力解決C02排放問題。國務(wù)院發(fā)布一系列的節(jié)能減排中央文件，基于我國基本的國情，目前，C02的排放很難大幅度的解決。這需要從另一個方面去考慮，從技術(shù)角度出發(fā)，將C02轉(zhuǎn)化為可利用的燃料。本實(shí)用新型即利用C02與H20的高溫混合物，通入低溫固體氧化物電解池，得到合成氣(CO +H2)。一方面解決C02排放問題，另一方面得到能源，特別是氫氣，為清潔的能源。隨著碳稅政策的開始，C02的問題是急需解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:針對上述現(xiàn)有C02處理技術(shù)的問題和不足，本實(shí)用新型的目的是提供了一種基于太陽能和低溫固體氧化物的二氧化碳處理裝置，利用太陽能，可將C02和H20高效地轉(zhuǎn)化為CO和H2。
[0005]技術(shù)方案:一種基于太陽能和低溫固體氧化物的二氧化碳處理裝置，包括給水栗
(I)、太陽能熱利用子系統(tǒng)(2)、混合器(3)、DC/DC變換器(4)、光伏陣列(5)、蓄電池(6)、氧氣儲存器(7)、電解池反應(yīng)堆(8)、氫氣儲存器(9)、分離器(10)、一氧化碳儲存器(11);其中太陽能熱利用子系統(tǒng)(2)包括聚光鏡(2-1)、真空集熱管(2-2)、支撐機(jī)構(gòu)(2-3)、驅(qū)動跟蹤機(jī)構(gòu)(2-4)；電解池反應(yīng)堆(8)包括電解池(8-1)和輔助加熱器(8-2)；
[0006]所述給水栗(I)將水栗入太陽能熱利用子系統(tǒng)(2)的真空集熱管(2-2)進(jìn)口端，真空集熱管(2-2)出口端的高溫水蒸氣與混合器(3)的輸入端口一連接，混合器(3)的輸入端口二與C02的輸入連接，混合器(3 )的輸出與電解池反應(yīng)堆(8 )的進(jìn)氣端口連接。
[0007]電解池反應(yīng)堆(8)的陰極側(cè):
[0008]電解池反應(yīng)堆(8)的出氣端口與分離器(10)的輸入端口連接，分離器(10)有四個輸出口，分離器(10)輸出口一與氫氣儲存器(9)的輸入連接，分離器(10)輸出口二與一氧化碳儲存器(11)的輸入連接，分離器(10)輸出口三與真空集熱管(2-2)的輸入連接，分離器(1 )輸出口四與混合器(3 )的輸入端口二連接。
[0009]電解池反應(yīng)堆(8)的陽極側(cè):
[0010]輸入為空氣，輸出與氧氣儲存器(7)的輸入連接。
[0011 ]所述光伏陣列(5)發(fā)電輸出分別與DC/DC變換器(4)和蓄電池(6)的輸入連接，蓄電池(6 )的輸出與DC/DC變換器(4 )的輸入連接，DC/DC變換器(4 )與蓄電池(6 )呈并聯(lián)形式，DC/DC變換器(4)有兩路輸出，DC/DC變換器(4)輸出一與電解池(8-1)連接，DC/DC變換器(4)的輸出二與輔助加熱器(8-2)連接。
[0012]一種基于太陽能和低溫固體氧化物的二氧化碳處理裝置，其特征在于電解池反應(yīng)堆(8)包括電解池(8-1)和輔助加熱器(8-2);輔助加熱器(8-2)的電能來源于光伏陣列(5)，電解池(8-1)的電能同樣來源于光伏陣列(5)，電解池(8-1)所需要的熱能一方面來自高溫混合氣體，一方面來自輔助加熱器(8-2)。
[0013]所述給水栗(I)將水栗入太陽能熱利用子系統(tǒng)(2)中，冷水在太陽能熱利用子系統(tǒng)
(2)中加熱后轉(zhuǎn)換為高溫水蒸氣。
[0014]所述太陽能熱利用子系統(tǒng)(2)是將太陽能聚光后加熱水，包括聚光鏡(2-1)、真空集熱管(2-2)、支撐機(jī)構(gòu)(2-3)、驅(qū)動跟蹤機(jī)構(gòu)(2-4)，包括聚光鏡(2-1)是由拋物面狀的鏡面構(gòu)成，用于反射太陽光，焦線在真空集熱管(2-2)處，真空集熱管(2-2)用于吸收太陽能，支撐機(jī)構(gòu)(2-3)包括聚光鏡(2-1)支撐、真空集熱管(2-2)以及基礎(chǔ)支撐，驅(qū)動跟蹤機(jī)構(gòu)(2-4)主要用于太陽能跟蹤，主要有液壓驅(qū)動和傳動結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0015]述混合器(3)是將高溫水蒸氣與C02混合，由保溫的氣室構(gòu)成。
[0016]所述DC/DC變換器(4)用于將光伏陣列(5)產(chǎn)生的電能變換為系統(tǒng)所需要的直流電能，包括電解池(8-1)和輔助加熱器(8-2)所需要的電能。
[0017]所述光伏陣列(5)用于將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，由單晶硅或者多晶硅光伏電池構(gòu)成，輸出的電能直接送給DC/DC變換器(4)或者蓄電池(6)。
[0018]所述蓄電池(6)是由鉛酸蓄電池或者免維護(hù)蓄電池等構(gòu)成，用于儲存光伏陣列(5)的剩余電能，或者在陽光不充足的情況下，給DC/DC變換器(4)提供電源。
[0019]所述氧氣儲存器(7)是由高壓氧氣儲存裝置構(gòu)成，用于儲存系統(tǒng)產(chǎn)生的氧氣。
[0020]所述電解池反應(yīng)堆(8)包括電解池(8-1)和輔助加熱器(8-2);
[0021]所述氫氣儲存器(9)由高壓氫氣儲存裝置構(gòu)成，用于儲存系統(tǒng)產(chǎn)生的氫氣。
[0022]所述分離器(10)是綜合氣體分離器，實(shí)現(xiàn)C0、H2、C02、以及水蒸氣的分離。
[0023]所述一氧化碳儲存器(11)由高壓一氧化碳儲存裝置構(gòu)成，用于儲存系統(tǒng)產(chǎn)生的一氧化碳。
[0024]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0025](I)利用太陽能提供熱能和電能，清潔運(yùn)行。
[0026](2)將C02和H20高效地轉(zhuǎn)換為CO和H2，解決C02排放問題。
[0027](3)運(yùn)行溫度低，約為500度，制作材料成本低、運(yùn)行可靠，而傳統(tǒng)的高溫固體氧化電解池運(yùn)行溫度為900度。
[0028](4)采用納米復(fù)合技術(shù)制得低溫固體氧化電解池，并結(jié)合我國稀土資源，可發(fā)展我國自主高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
[0029](5)可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計，根據(jù)不同的用戶，可設(shè)計不同的裝機(jī)容量。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)