[发明专利]封闭空间空气再生系统及其方法

摘要

本发明公开了一种封闭空间空气再生系统及其方法，它包括储水箱、聚合物薄膜电解槽、储氢罐、压缩机、氢气预热器、熔融碳酸盐燃料电池、膜分离器、空气预热器、冷凝器、加热器、辅助电加热器、催化反应器。本发明将电解水制氧法、熔融碳酸盐燃料电池、二氧化碳催化还原反应相耦合，实现封闭空间长期不间断供氧以及彻底清除CO₂由此有效控制封闭空间内的CO₂浓度。电解水副产品氢气用作燃料电池的燃料和催化反应器的还原剂，提高封闭空间电解水法的安全性能，燃料电池发电用于系统电耗，燃料电池的高温余热和催化反应器的水蒸汽余热都得到充分利用，全部凝结水进行回收利用，因此总能系统十分经济高效。本发明只需要电力和水源即可高效运转，应用的范围十分广泛，可进一步开发为生活电器产品。

主权项

1.一种封闭空间空气再生系统，其特征在于：包括储水箱、聚合物薄膜电解槽、储氢罐、压缩机一、氢气预热器、熔融碳酸盐燃料电池、压缩机二、膜分离器、压缩机三、空气预热器、冷凝器、加热器、辅助电加热器、催化反应器；所述的储水箱设有补充水入口和凝结水入口，储水箱的出口与聚合物薄膜电解槽的入口连接；所述的聚合物薄膜电解槽的氢气出口与储氢罐的入口连接；所述的储氢罐的出口与压缩机一的入口连接；所述的压缩机一的出口与氢气预热器的管程入口连接；所述的氢气预热器的管程出口与熔融碳酸盐燃料电池的阳极入口连接；所述的压缩机二的入口通过管道与封闭空间一侧的未净化空气连通，压缩机二的出口与膜分离器的入口连接；所述的膜分离器的二氧化碳出口通过管道与空气预热器的壳程入口连接，并在该管道上布置压缩机三；膜分离器的净化空气出口分成两路：一路排向外界，另一路与压缩机三的出口连接；所述的空气预热器的壳程出口与熔融碳酸盐燃料电池的阴极入口连接；所述的熔融碳酸盐燃料电池的阳极出口与氢气预热器的壳程入口连接，氢气预热器的壳程出口与冷凝器的壳程入口连接；所述的冷凝器的壳程出口与加热器的管程入口连接，冷凝器壳侧底部设有凝结水出口并与储水箱的凝结水入口连接；所述的加热器的管程出口与辅助电加热器的入口连接；所述的辅助电加热器的出口与催化反应器的入口连接；所述的催化反应器设有固定碳输出口和水蒸汽出口，催化反应器的水蒸汽出口与空气预热器的管程入口连接，空气预热器的管程出口与储水箱的凝结水入口连接；熔融碳酸盐燃料电池的阴极出口与加热器的壳程入口连接，加热器的壳程出口与聚合物薄膜电解槽的氧气出口通过管道汇合在一起并与封闭空间的另一侧连通。