[发明专利]产生用于工厂设备的氧气和氢气的系统和方法

权利要求书

1.一种系统，所述系统包括：

光电解系统，所述光电解系统包括：

太阳能收集器，所述太阳能收集器配置用于收集并聚集太阳辐射以加热水至至少700℃并且发电；和

电解单元，所述电解单元配置用于至少使用所产生的电力来电解受热的水，从而通过第一流路输出第一气体混合物和通过第二流路输出第二气体混合物，其中所述第一气体混合物包括氧气和蒸汽并且其中所述第二气体混合物包括氢气和蒸汽；

以及

联接到所述电解单元的整体气化联合循环发电系统(IGCC)，其包括：

第一装置，所述第一装置配置用于接收并使用来自所述第一流路的所述第一气体混合物；以及

第二装置，所述第二装置配置用于接收并使用来自所述第二流路的所述第二气体混合物。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一装置包括气化器或氧燃烧反应器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一装置包括气体处理单元，所述气体处理单元配置用于将一种或多种物质从整体气化联合循环发电系统(IGCC)设施、炼油厂、化学制造设施或者其任意组合的气流中脱除。

4.根据权利要求1所述的系统，所述第二装置包括：氢膜和第三装置，所述氢膜配置用于接收来自所述第二流路的所述第二气体混合物、并将所述第二气体混合物分离成氢气组分和蒸汽组分，所述第三装置配置用于接收并使用从所述第二气体混合物中分离出来的氢气组分。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第三装置包括所述整体气化联合循环发电系统的燃烧器，并且其中所述氢气组分与所述燃烧器的合成气燃料混合以降低在燃烧过程中所述燃烧器中的NOx的产生。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述第三装置包括炼油厂反应器或化学制造反应器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述太阳能收集器配置用于将太阳辐射分离为长波长组分和短波长组分，其中所述太阳能收集器配置用于将所述太阳辐射的所述长波长组分导向到太阳能集中器，其中所述太阳能集中器配置用于使用所述太阳辐射的所述长波长组分来加热所述水；并且其中，所述太阳能收集器配置用于将所述太阳辐射的所述短波长组分导向到一个或多个光电池，并且所述一个或多个光电池配置用于使用所述太阳辐射的所述短波长组分来产生所述电力。

8.根据权利要求1所述的系统，其包括替代电源，所述替代电源配置用于向所述电解单元提供额外的电力，从而产生所述第一气体混合物和第二气体混合物。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述替代电源配置用于接收所述第二气体混合物的至少一部分、所述受热的水的一部分或者其组合，以产生用于所述电解单元的所述额外的电力。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一气体混合物或第二气体混合物包括介于5％与30％之间的蒸汽。

11.一种方法，所述方法包括：

通过太阳能收集器收集太阳辐射；

将所述太阳辐射分离成长波长组分和短波长组分；

使用所述长波长组分加热水以提供受热的水；

使用所述短波长组分产生电流；

向所述受热的水至少施加所产生的电流以产生氧气和蒸汽混合物以及氢气和蒸汽混合物；

将所述氧气和蒸汽混合物输送到整体气化联合循环发电系统(IGCC)的燃烧器；以及

将氢气从所述氢气和蒸汽混合物中分离出来并被引导到所述整体气化联合循环发电系统(IGCC)的所述燃烧器。

12.根据权利要求11所述的方法，其包括分离所述氢气和蒸汽流的氢气组分并且将分离出来的氢气输送到氢气储存器、燃料电池、燃烧反应器、燃烧发动机或者其任意组合。

13.根据权利要求12所述的方法，其包括使用所述燃料电池、所述燃烧反应器、燃烧发动机或者其任意组合来向受热的水流施加额外的电流。

14.根据权利要求11所述的方法，其中加热所述水包括在至少700℃的温度下提供所述受热的水；并且，所述方法还包括将所述受热的水的一部分引导到蒸汽涡轮机以产生额外的电流来施加到所述受热的水，从而生成所述氧气和蒸汽混合物以及所述氢气和蒸汽混合物。