[发明专利]一种光催化还原二氧化碳反应系统及方法

权利要求书

1.一种光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，包括进气冷却装置(1)、集气供气罐(2)、膜分离装置、光催化还原装置(3)及产物收集装置；所述膜分离装置包括二氧化碳膜分离装置(4)、一氧化碳膜分离装置(5)、甲烷膜分离装置(6)；

所述产物收集装置包括第一集气瓶(7)和第二集气瓶(8)；

所述进气冷却装置(1)的入口与废气通道连通，所述进气冷却装置(1)的出口与所述集气供气罐(2)连通；所述二氧化碳膜分离装置(4)设于所述集气供气罐(2)内，且其进气口、尾气出口均与所述集气供气罐(2)的内腔相通、集气出口则通过管道与所述光催化还原装置(3)的输入口连通；所述光催化还原装置(3)的输出口通过管道与所述一氧化碳膜分离装置(5)的进气口连通，所述一氧化碳膜分离装置(5)的集气出口与所述第一集气瓶(7)连通、尾气出口则与所述甲烷膜分离装置(6)的进气口连通；所述甲烷膜分离装置(6)的集气出口与所述第二集气瓶(8)连通、尾气出口则与所述集气供气罐(2)连通。

2.根据权利要求1所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述进气冷却装置(1)包括冷却水箱(101)、通气管道(102)，所述通气管道(102)置于所述冷却水箱(101)内，废气从所述通气管道(102)的入口通入管内与所述冷却水箱(101)内的冷却水进行换热冷却，之后从所述通气管道(102)的出口排出到所述集气供气罐(2)中。

3.根据权利要求1所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述膜分离装置包括箱体(9)，所述箱体(9)设有进气口(10)、集气出口(11)和尾气出口(12)，所述箱体(9)的内腔通过两块密封板(13)分隔形成三个空腔，分别为1号空腔(14)、2号空腔(15)和3号空腔(16)；所述2号空腔(15)内设有若干块相互间交错设置的多孔透气板(17)，所述多孔透气板(17)的表面设置有分离膜，所述2号空腔(15)与所述进气口(10)、集气出口(11)相通，所述多孔透气板(17)的排尾气口与所述1号空腔(14)或3号空腔(16)相通，所述1号空腔(14)、3号空腔(16)分别与设于所述箱体(9)两侧壁上的尾气出口(12)相通，所述尾气出口(12)设有若干个，且所述尾气出口(12)由短细孔管形成；所述一氧化碳膜分离装置(5)、甲烷膜分离装置(6)与所述二氧化碳膜分离装置(4)的结构相同；

其中，所述二氧化碳膜分离装置(4)采用的是二氧化碳分离膜；

所述一氧化碳膜分离装置(5)采用的是一氧化碳分离膜；

所述甲烷膜分离装置(6)采用的是甲烷分离膜。

4.根据权利要求1所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述集气供气罐(2)内设有气体压缩机(18)，所述气体压缩机(18)用于将所述二氧化碳膜分离装置(4)输出的二氧化碳输送到所述光催化还原装置(3)；所述气体压缩机(18)与所述光催化还原装置(3)连通的输送管道上设有气体流量计(19)，且输送管道在靠近所述光催化还原装置(3)的一端设有止逆阀(20)。

5.根据权利要求4所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述集气供气罐(2)设有旁通管道(201)与输送管道连通，所述旁通管道(201)上设有旁通阀，所述集气供气罐(2)还设有用于监测罐内压力的压力表(202)、及与罐内连通并带有阀门的放气口(203)。

6.根据权利要求1所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述光催化还原装置(3)的容腔内设有用于对二氧化碳进行光催化还原反应的反应液(301)和光源(302)，其中所述反应液(301)由BIH、Ir(ppy)2(acac)、Co(bpy)2Cl2以及乙腈溶剂组成。

7.根据权利要求6所述的光催化还原二氧化碳反应系统，其特征在于，所述光催化还原装置(3)的底部设有带阀门的卸料口(303)，所述卸料口(303)的底部正对设置有离心分离机(21)。