[实用新型]一种利用二氧化碳和太阳能制备天然气的循环系统

说明书

一种利用二氧化碳和太阳能制备天然气的循环系统，包括太阳能水电解装置、二氧化碳收集器、甲烷化设备和甲烷燃烧炉，太阳能水电解装置为光催化反应器或人工光合作用反应器，将水分解为氢气和氧气，并通过氢气输送管向甲烷化设备输送氢气，通过氧气输送管向甲烷燃烧炉输送氧气；甲烷燃烧炉燃烧生成的水蒸气和二氧化碳分别通过回水管和二氧化碳回收管回收进入太阳能水电解装置和二氧化碳收集器。本系统充分利用绿色太阳能进行水的电解生产氧气和氢气，同时利用二氧化碳收集装置收集温室气体二氧化碳，燃料甲烷燃烧后的产物也重返呢回收进入系统进行循环利用，实现了将太阳能转化为清洁的化学能，同时避免了二氧化碳造成的大气污染和温室效应。

技术领域

本实用新型属于清洁能源技术领域，特别是涉及一种利用二氧化碳和太阳能制备天然气的循环系统。

背景技术

目前，大量排放的二氧化碳所引起的严重生态和环境问题，全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO₂等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。

将温室气体CO₂转变为高附加值的化工产品成为国内外产业和学术界研究和讨论的热点。现有处理二氧化碳的方法有封存、用作植物气肥和果蔬保鲜剂、作为灭火器的原料、作为肥料，此外还有工业上可制纯碱、尿素、汽水等，二氧化碳的成品干冰可作制冷剂，保藏容易变坏的食物，还可用于人工降雨。但是上述现有方法均具有成本高和消耗能源大的缺点，还需要进一步开发新的可持续型二氧化碳处理方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用二氧化碳和太阳能制备天然气的循环系统，以解决现有二氧化碳处理方法成本高、消耗能源大的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用二氧化碳和太阳能制备天然气的循环系统，其特征在于：包括太阳能水电解装置、二氧化碳收集器、甲烷化设备和甲烷燃烧炉，所述太阳能水电解装置在太阳能的作用下将水分解为氢气和氧气，并通过氢气输送管向甲烷化设备输送氢气，通过氧气输送管向甲烷燃烧炉输送氧气；所述二氧化碳收集器通过二氧化碳输送管向甲烷化设备输送二氧化碳；所述甲烷化设备通过甲烷输送管将反应生成的甲烷输送到甲烷燃烧炉；所述甲烷燃烧炉燃烧生成的水蒸气和二氧化碳分别通过回水管和二氧化碳回收管回收进入太阳能水电解装置和二氧化碳收集器。

其中，所述太阳能水电解装置可以为光催化反应器或人工光合作用反应器。

作为优选的技术方案，所述太阳能水电解装置包括太阳能发电装置和电解水装置，所述太阳能发电装置通过输电线向电解水装置输送电力。

进一步优选的，还包括混合气分离装置，所述混合气分离装置设于甲烷化设备和甲烷燃烧炉之间的甲烷输送管上，其对甲烷化设备输出的甲烷、水蒸气混合气进行分离，其中甲烷通过甲烷输送管输送到甲烷燃烧炉，水蒸气通过回收管太阳能水电解装置。

更进一步的，所述甲烷化设备的气体入口之前设有限流阀，用于控制氢气与二氧化碳进气比例。

本实用新型的有益效果是：

能够充分利用绿色太阳能，采用光催化反应或人工光合作用方法，将水分解生成氧气和氢气，同时利用二氧化碳收集装置收集温室气体二氧化碳，进一步在甲烷化设备通过氢气与二氧化碳的化学反应生成燃料甲烷和副产物水蒸气，实现了将太阳能转化为清洁的化学能，同时避免了二氧化碳造成的大气污染和温室效应。此外，燃料甲烷燃烧后的产物也重返呢回收进入系统进行循环利用，增加了系统的运行效能。

附图说明