[发明专利]一种太阳能制氢合成甲醇的设备及工艺

摘要

本发明公开了一种太阳能制氢合成甲醇的设备及工艺，该设备包括太阳能聚热系统、高温水蒸气制备系统、太阳能发电系统、高温电解制氢系统、二氧化碳制备系统、气体混合装置、甲醇合成系统、第一换热器、分子筛膜分离器、甲醇储存罐、水储存罐、输送泵；其中，高温水蒸气制备系统用于利用太阳能聚热系统提供的热能制备800℃～900℃的高温水蒸气，供应给高温电解制氢系统；第一换热器，安装于甲醇合成系统与分子筛膜分离器之间的输送管道上；分子筛膜分离器，用于分离甲醇水稀溶液中的水，分离之后的水输送至水储存罐，通过输送泵泵送至高温水蒸气制备系统。本发明的氢原料制备效率高、太阳能能量利用率高，并能充分利用制甲醇所产生的副产物水。

主权项

1.一种太阳能制氢合成甲醇的设备，其特征在于，包括：太阳能聚热系统，用于聚光、集热，为高温水蒸气制备系统提供热能；高温水蒸气制备系统，用于利用太阳能聚热系统提供的热能制备800℃～900℃的高温水蒸气，该高温水蒸气供应给高温电解制氢系统；太阳能发电系统，用于利用太阳能发出直流电，供应给高温电解制氢系统；高温电解制氢系统，利用太阳能发电系统供应的直流电，对高温水蒸气进行电解制氢及制氧，制得的高温氢气输向气体混合装置；二氧化碳制备系统，用于制备二氧化碳，输向气体混合装置；气体混合装置，用于将高温氢气及二氧化碳混合成中温气体，输向甲醇合成系统；甲醇合成系统，用于氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成为甲醇水混合气体；甲醇合成系统设有控温装置及控压装置，其中，控温装置用于将甲醇合成系统的合成温度调整为220‑260℃，控压装置用于将甲醇合成系统的压力调整为5.5‑6.2Mpa；第一换热器，安装于甲醇合成系统与分子筛膜分离器之间的输送管道上，甲醇水混合气体在第一换热器中，与从水储存罐输送过来的水进行换热，甲醇水混合气体温度降低，液化成甲醇水稀溶液，水的温度升高；分子筛膜分离器，用于分离甲醇水稀溶液中的水，使甲醇水稀溶液变成甲醇水浓溶液，分离之后的水输送至水储存罐，甲醇水浓溶液输送至甲醇储存罐；甲醇储存罐，用于储存甲醇水浓溶液；水储存罐，用于储存水，并接收从分子筛膜分离器分离出来的水；输送泵，用于将水储存罐中的水泵送至高温水蒸气制备系统；还包括氧气储存罐及第二换热器，所述高温电解制氢系统制得的氧气经第二换热器后储存于氧气储存罐中，所述从水储存罐输送过来的水经第二换热器后输送至高温水蒸气制备系统；在第二换热器中，氧气温度降低，水温度升高。