[发明专利]基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统

权利要求书

1.一种基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，包括高温共电解系统(3)，以及分别与高温共电解系统(3)相连的光伏发电系统(2)和氨基化学热泵系统(1)；其特征在于，所述的氨基化学热泵系统(1)包括吸热反应器(11)，所述的吸热反应器(11)具有由氢气渗透膜(111)隔开的反应侧(112)和渗透侧(113)；

所述的氨基化学热泵系统(1)还包括用于向吸热反应器(11)的反应侧(112)提供太阳能的太阳能集热器(12)，以及用于向吸热反应器(11)的反应侧(112)提供参与氨分解反应的氨气、用于向吸热反应器(11)的渗透侧(113)提供吹扫气体的供气单元(13)。

2.如权利要求1所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的吸热反应器(11)呈圆柱状且开设有中央通道，该氢气渗透膜(111)设于该中央通道的内周壁上，处于该氢气渗透膜(111)外周侧的部分为吸热反应器(11)的反应侧(112)，处于该氢气渗透膜(111)内周侧的部分为吸热反应器(11)的渗透侧(113)。

3.如权利要求2所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的太阳能集热器(12)为具有集热槽(121)的槽式聚光集热器，所述的吸热反应器(11)呈圆柱状并设于该集热槽(121)内。

4.如权利要求1所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的氢气渗透膜(111)为Pd-Ag合金氢气渗透膜(111)。

5.如权利要求1所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的供气单元(13)包括：

用于储存液氨的第一储罐(131)；

第一换热器(132)，该第一换热器(132)与第一储罐(131)相连通以接收由第一储罐(131)输出的液氨，该第一换热器(132)与吸热反应器(11)相连通以接收氨分解产物并与液氨换热；

加热器(133)，该加热器(133)与第一换热器(132)相连通以接收氨气并对其加热，该加热器(133)与吸热反应器(11)的反应侧(112)相连通以向其提供参与氨分解反应的氨气，该加热器(133)与吸热反应器(11)的渗透侧(113)相连通以向其提供作为吹扫气体的氨气。

6.如权利要求4所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的氨基化学热泵系统(1)还包括合成氨放热单元(14)，该合成氨放热单元(14)包括：

用于储存氨分解产物的第二储罐(141)，该第二储罐(141)与第一换热器(132)相连通以接收与液氨换热后的氨分解产物；

第二换热器(142)，该第二换热器(142)与第二储罐(141)相连通以接收氨分解产物并对其预热；

绝热反应器(143)，该绝热反应器(143)与第二换热器(142)相连通以接收预热后的氨分解产物并发生合成氨反应；

第三换热器(144)，该第三换热器(144)与高温共电解系统(3)相连通以向高温共电解系统(3)输送高温电解反应气体，该第三换热器(144)与绝热反应器(143)相连通以接收高温合成氨反应产物并将电解反应气体加热成高温电解反应气体。

7.如权利要求6所述的基于膜反应器的氨基化学热泵与光伏驱动的高温太阳能共电解制燃料系统，其特征在于，所述的第三换热器(144)与第二换热器(142)相连通以使与电解反应气体换热后的中温合成氨反应产物与氨分解产物换热；

所述的第二换热器(142)与第一储罐(131)相连通以将与氨分解产物换热后的低温合成氨反应物送入第一储罐(131)储存。