[发明专利]一种完全基于空气合成硝酸酯的菲涅尔高倍聚光热电综合运用装置及其使用方法

权利要求书

1.一种完全基于空气合成硝酸酯的菲涅尔高倍聚光热电综合运用装置，其特征在于，气体分离系统、硝酸合成系统、甲醇合成系统、双循环冷却与供热系统、高倍聚光发电系统和硝酸酯合成系统；气体分离系统位于装置始端，硝酸合成系统和甲醇合成系统分别一端连接气体分离系统，另一端连接硝酸酯合成系统；高倍聚光发电系统搭载合成性高温反应箱(31)，双循环冷却与供热系统中储能箱(43)两端分别连接水管(41)和油管(45)以此串联起甲醇合成系统和硝酸酯合成系统；

所述的气体分离系统包括固体孔板(11)、气体管道(12)、环形盘管(13)、低温分离腔Ⅰ(14)、低温分离腔Ⅱ(15)、重力感应扇叶(16)、均匀加热碟片(17)和开关(18)；气体分离系统上部的两个气体管道(12)一根作为进气管道，另一根作为出气管道，固体孔板(11)设置于作为进气管道的气体管道(12)入口始端；气体分离系统上部的两个气体管道(12)分别连接环形盘管(13)两端；环形盘管(13)、重力感应扇叶(16)和均匀加热碟片(17)分别位于低温分离腔Ⅰ(14)与低温分离腔Ⅱ(15)的顶部、中部和底部；低温分离腔Ⅰ(14)与低温分离腔Ⅱ(15)并列排布；气体分离系统下部设置两个气体管道(12)，分别连接低温分离腔Ⅰ(14)与低温分离腔Ⅱ(15)中下部并在后方汇聚；所述环形盘管(13)的下表面开设通孔，在环形盘管(13)中的气体冷却过程中，水蒸气冷却成固体后或CO₂冷却成固体后，经过通孔落到重力感应扇叶(16)上；所述的低温分离腔Ⅰ(14)与低温分离腔Ⅱ(15)顶部的环形盘管(13)上分别设置制冷设备；

所述的硝酸合成系统包括气体管道(12)、开关(18)、一氧化氮合成室(21)、蓄电箱(22)、输电线(23)、电极(24)、气压感应器(25)、气体分析仪(26)和硝酸合成室(27)；作为出气管道的气体管道(12)经开关(18)连接到一氧化氮合成室(21)；气压感应器(25)和气体分析仪(26)位于一氧化氮合成室(21)下方；蓄电箱(22)经输电线(23)与电极(24)连接一氧化氮合成室(21)；一氧化氮合成室(21)后经气体管道(12)、开关(18)连接硝酸合成室(27)；

所述的甲醇合成系统包括气体管道(12)、开关(18)、合成性高温反应箱(31)、产物分离腔(32)、蒸发压缩机(33)、流化床反应器(34)、冷凝器(35)、液体管道(36)和甲醇收集室(37)；气体分离系统下部两个汇聚后的气体管道(12)经开关(18)后连接至合成性高温反应箱(31)底部，合成性高温反应箱(31)顶部经气体管道(12)连接产物分离腔(32)；产物分离腔(32)中顺磁分离扇片(321)后方的气体管道(12)经开关(18)连接至硝酸合成室(27)、逆磁分离扇片(322)后方的气体管道(12)连接蒸发压缩机(33)；流化床反应器(34)、冷凝器(35)经气体管道(12)依次连接在蒸发压缩机(33)后，再经液体管道(36)连接至甲醇收集室(37)；

所述的合成性高温反应箱(31)包括腔体外壁(311)、冷却注水层(312)、腔体内壁(313)和水位选择接口(314)；冷却注水层(312)在腔体外壁(311)与腔体内壁(313)之间；水位选择接口(314)在腔体外壁(311)上连通冷却注水层(312)；

所述的产物分离腔(32)包括顺磁分离扇片(321)和逆磁分离扇片(322)；两个顺磁分离扇片(321)和两个逆磁分离扇片(322)分别位于产物分离腔(32)两侧；

所述的双循环冷却与供热系统包括开关(18)、水管(41)、水箱(42)、换热箱(43)、油箱(44)和油管(45)；水管(41)经换热箱(43)，一端连接水位选择接口(314)，另一端连接水箱(42)，再经开关(18)回流至冷却注水层(312)；油管(45)依次经油箱(44)、换热箱(43)回流至硝酸酯合成室(63)；

所述的高倍聚光发电系统包括菲涅尔镜(51)、盘管(52)、固定底座(53)和固定支架(54)；菲涅尔镜(51)固定在固定支架(54)上；盘管(52)紧贴菲涅尔镜(51)下表面，且盘管(52)的两端连接水箱(42)；合成性高温反应箱(31)固定在菲涅尔镜(51)下方；高倍聚光发电系统与蓄电箱(22)相连；

所述的硝酸酯合成系统包括甲醇传输管(61)、硝酸传输管(62)、硝酸酯合成室(63)、耐热测温仪(64)和石墨烯发热层(65)；石墨烯发热层(65)位于硝酸酯合成室(63)上表面，硝酸传输管(62)连接硝酸合成室(27)和硝酸酯合成室(63)；甲醇传输管(61)连接甲醇收集室(37)和硝酸酯合成室(63)；双循环冷却与供热系统中的油管(45)横向贯穿整个硝酸酯合成室(63)；耐热测温仪(64)位于硝酸酯合成室(63)下方。