[实用新型]一种基于太阳能和低温固体氧化物的二氧化碳处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于太阳能和低温固体氧化物的二氧化碳处理装置，具体说是利用太阳能和电解池共解二氧化碳和水蒸气，属于新能源利用技术领域。

背景技术

能源和环境是目前世界各国共同关注的焦点问题。科学研究表明，以全球变暖为明显特征的气候变化主要是人类过度使用化石燃料导致二氧化碳等温室气体排放量居高不下造成的。为了应对气候变化，我国正在积极调整能源结构，大力发展清洁能源和节能减排技术，降低对化石能源的依赖，减少温室气体的排放。将CO2转化成为具有工业利用价值的能源产品，无疑是一种较为理想的节能减排方式。碳氢合成燃料是一种液体碳氢燃料，在国民经济中可直接作为交通能源使用，而不需要另外铺设专用的能源运输系统设施。相比氢能经济，它可作为一种短期和中期的解决方案，充当通向未来氢能经济的桥梁。合成气是制备合成碳氢燃料的基本原料，其生产主要是通过煤气化和天然气重整来实现，这两种制备方法都消耗了化石能源并且最终都导致了温室气体CO2的大量排放，所以迫切需要开发出新的清洁碳氢燃料制备方法。利用固体氧化物陶瓷材料作为电解池的高温共电解技术，既可高效制备合成碳氢燃料的原料气：合成气(CO+H2)，又可以实现CO2的减排和有效利用，近年来受到国际上的高度关注。

目前我国CO2的排放量逐年身高，并在2009年超过美国，CO2排放量位居世界第一，无论是国际上的压力，还是我国自身发展与环境要求，都迫使我国大力解决CO2排放问题。国务院发布一系列的节能减排中央文件，基于我国基本的国情，目前，CO2的排放很难大幅度的解决。这需要从另一个方面去考虑，从技术角度出发，将CO2转化为可利用的燃料。本实用新型即利用CO2与H2O的高温混合物，通入低温固体氧化物电解池，得到合成气(CO+H2)。一方面解决CO2排放问题，另一方面得到能源，特别是氢气，为清洁的能源。随着碳税政策的开始，CO2的问题是急需解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有CO2处理技术的问题和不足，本实用新型的目的是提供了一种基于太阳能和低温固体氧化物的二氧化碳处理装置，利用太阳能，可将CO2和H2O高效地转化为CO和H2。

技术方案：一种基于太阳能和低温固体氧化物的二氧化碳处理装置，包括给水泵（1）、太阳能热利用子系统（2）、混合器（3）、DC/DC变换器（4）、光伏阵列（5）、蓄电池（6）、氧气储存器（7）、电解池反应堆（8）、氢气储存器（9）、分离器（10）、一氧化碳储存器（11）；其中太阳能热利用子系统（2）包括聚光镜（2-1）、真空集热管（2-2）、支撑机构（2-3）、驱动跟踪机构（2-4）；电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）；

所述给水泵（1）将水泵入太阳能热利用子系统（2）的真空集热管（2-2）进口端，真空集热管（2-2）出口端的高温水蒸气与混合器（3）的输入端口一连接，混合器（3）的输入端口二与CO2的输入连接，混合器（3）的输出与电解池反应堆（8）的进气端口连接。

电解池反应堆（8）的阴极侧：

电解池反应堆（8）的出气端口与分离器（10）的输入端口连接，分离器（10）有四个输出口，分离器（10）输出口一与氢气储存器（9）的输入连接，分离器（10）输出口二与一氧化碳储存器（11）的输入连接，分离器（10）输出口三与真空集热管（2-2）的输入连接，分离器（10）输出口四与混合器（3）的输入端口二连接。

电解池反应堆（8）的阳极侧：

输入为空气，输出与氧气储存器（7）的输入连接。

所述光伏阵列（5）发电输出分别与DC/DC变换器（4）和蓄电池（6）的输入连接，蓄电池（6）的输出与DC/DC变换器（4）的输入连接，DC/DC变换器（4）与蓄电池（6）呈并联形式，DC/DC变换器（4）有两路输出，DC/DC变换器（4）输出一与电解池（8-1）连接，DC/DC变换器（4）的输出二与辅助加热器（8-2）连接。

一种基于太阳能和低温固体氧化物的二氧化碳处理装置，其特征在于电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）；辅助加热器（8-2）的电能来源于光伏阵列（5），电解池（8-1）的电能同样来源于光伏阵列（5），电解池（8-1）所需要的热能一方面来自高温混合气体，一方面来自辅助加热器（8-2）。

所述给水泵（1）将水泵入太阳能热利用子系统（2）中，冷水在太阳能热利用子系统（2）中加热后转换为高温水蒸气。