[发明专利]一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置

权利要求书

1.一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，包括聚光器（1）与反应器（2），聚光器（1）位于反应器（2）上方，所述反应器（2）内部设置输运-汽化腔（3）和反应-分离腔（4），所述输运-汽化腔（3）和反应-分离腔（4）通过隔板（5）隔开但顶部保持联通，所述输运-汽化腔（3）内部由上至下依次布置光热转化膜（12）、多孔输运介质（13）；反应-分离腔（4）内部由上至下依次布置为光热协同催化膜（14）、多孔吸附介质（15）；

所述输运-汽化腔（3）和反应-分离腔（4）外侧设置有夹层壳体（8），夹层壳体（8）为无顶结构，所述输运-汽化腔（3）和反应-分离腔（4）顶部设置有透明盖板（6），所述夹层壳体（8）包含换热介质入口（9）及换热介质出口（16）、液相反应物入口（10）、气相生成物出口（17）；

所述多孔输运介质（13）利用毛细效应自驱动向光热转化膜（12）供液，液相反应物由多孔输运介质（13）底部输入；

所述多孔吸附介质（15）为纳米级选择性吸附材料，位于光热协同催化膜（14）下方；

气相生成物经过多孔吸附介质（15），纳米级选择性吸附材料实现对目标产物的高效分离及纯化；

所述多孔吸附介质（15）配合太阳能昼夜交替的特点，夹层壳体（8）用于连通换热介质，将白天储存的能量用于夜晚多孔吸附介质（15）的解吸分离，实现白天吸附储存，夜晚解吸分离的昼夜间歇式工作模式；

所述夹层壳体（8）外侧设置有保温层（11）。

2.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述透明盖板（6）和夹层壳体（8）之间设置密封圈（7）。

3.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述聚光器（1）与反应器（2）之间具有空间匹配关系，用于使聚光光斑完全覆盖光热转化膜（12）和光热协同催化膜（14），以驱动汽化与反应。

4.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述光热转化膜（12）的光热转化效率在90%以上，用于将液相反应物高效汽化。

5.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述光热协同催化膜（14）为负载催化剂的多孔材料，所述光热协同催化膜（14）由负载等离激元金属的光热协同催化剂（18）及基体材料（19）构成。

6.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述聚光器（1）选用为菲涅尔透镜进行聚光，反应器（2）设置在菲涅尔透镜的焦点处，一个反应器（2）和一个菲涅尔透镜构成一个反应模块。

7.根据权利要求1所述的一种一体化聚光太阳能光热协同催化反应装置，其特征在于，所述聚光器（1）选用为抛物槽式聚光器进行聚光，反应为合成氨反应，反应器（2）设置在抛物槽式聚光器的焦线处，一个抛物槽式聚光器对应至少两个反应器（2）。