[发明专利]菲涅尔透镜式光热制烃装置

说明书

本发明涉及二氧化碳光化学制烃装置技术领域，是一种菲涅尔透镜式光热制烃装置，其包括制烃反应器，制烃反应器包括耐高温高压并封闭的反应壳体，在反应壳体内固定有将反应壳体内部分成上部为制烃反应室和下部为反应产物室的过液基板。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其仅通过光能聚焦层就可提供二氧化碳制烃所需温度和光化学反应所需光激发能量，促使二氧化碳制烃在本装置内完成，其相较于现有技术，本制烃装置更为简单、环保，简化制烃工艺步骤。一方面解决二氧化碳减排的问题；另一方面提供可再生能源，实现能源与环境的可持续发展。

技术领域

本发明涉及二氧化碳光化学制烃装置技术领域，是一种菲涅尔透镜式光热制烃装置。

背景技术

随着石油、天然气、煤炭等不可再生资源的消耗殆尽，以及上述资源使用过程中产生的二氧化碳造成的环境污染问题不断加剧，人类急需一种可替代能源和技术。

美国的研究人员在发表于《国家科学院院刊》上的论文中指出，在光热化学流体反应器中，180℃到200℃和6个大气压条件下，二氧化碳和水可以一步转化为液态烃（只含有碳、氢元素）和氧气。其具体原理是：集中光能引起二氧化碳、水发生光化学反应，产生高能中间体和热，从而引发形成碳链的热化学反应，这样就在单步过程中产生了碳氢化合物。然而，如何更好的利用现有可持续资源（太阳能）创造出达到二氧化碳和水制备液态烃的条件，从而使制烃成本更低、更环保，是当前研究课题不断追求的目标。

发明内容

本发明提供了一种菲涅尔透镜式光热制烃装置，克服了上述现有技术之不足，首次直接利用光能聚焦层将太阳能聚焦，能够使制烃反应器内部达到制烃所需反应温度，实现二氧化碳和水制烃。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种菲涅尔透镜式光热制烃装置，包括制烃反应器，制烃反应器包括耐高温高压并封闭的反应壳体，在反应壳体内固定有将反应壳体内部分成上部为制烃反应室和下部为反应产物室的过液基板，过液基板上设置有能使反应产物进入反应产物室的过液孔，在与制烃反应室对应的反应壳体上设置有原料导入端，在与反应产物室下部对应的反应壳体上设置有反应产物导出端；还包括能将太阳光能聚焦照射于制烃反应室内的光能聚焦层。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述光能聚焦层包括耐高温高压的透明材料层和菲涅尔透镜，耐高温高压的透明材料层作为反应壳体的顶盖固定于反应壳体顶部，菲涅尔透镜固定于顶盖的上方。

上述光能聚焦层作为反应壳体的顶盖固定于反应壳体顶部，光能聚焦层为菲涅尔透镜。

上述与制烃反应室对应的反应壳体的纵向截面呈上宽下窄的梯形。

上述过液基板下方的反应壳体左右两侧或前后两侧设置有两个相对的抽拉口，在相对的两个抽拉口之间密封安装有能封堵过液基板上的过液孔的抽拉封堵板。

上述反应产物室内设置有冷却装置。

上述还包括加热设备，冷却装置采用以水为冷却介质的冷却盘管，加热设备的进水口与冷却盘管的出水口连通，加热设备的水蒸汽出口与原料气导入口连通。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其仅通过光能聚焦层就可提供二氧化碳制烃所需温度和光化学反应所需光激发能量，促使二氧化碳制烃在本装置内完成，其相较于现有技术，本制烃装置更为简单、环保，简化制烃工艺步骤。一方面解决二氧化碳减排的问题；另一方面提供可再生能源，实现能源与环境的可持续发展。

附图说明

附图1为本发明实施例2的主视结构示意图。

附图2为本发明实施例3的主视结构示意图。