[实用新型]电-热化学循环耦合的太阳能燃料制备系统有效
| 申请号： | 201820816407.5 | 申请日： | 2018-05-29 |
| 公开（公告）号： | CN208843727U | 公开（公告）日： | 2019-05-10 |
| 发明（设计）人： | 赵雅文;李昆;郝勇 | 申请（专利权）人： | 中国科学院工程热物理研究所 |
| 主分类号： | C01B3/36 | 分类号： | C01B3/36;C10L3/08;C25B1/04;F24S20/00;F24S23/00 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人： | 喻颖 |
| 地址： | 100190 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 一种电‑热化学循环耦合的高效太阳能燃料制备系统，该系统主要包括：聚光分频子系统、三步法甲烷水蒸气重整子系统、高温电解水制氢子系统；其中通过聚光分频子系统获取的第一太阳能光谱通过集热驱动三步法甲烷水蒸气重整子系统进行三步法甲烷水重整反应；而获取的第二光谱通过光伏电池驱动高温电解水制氢子系统进行电解水制H2反应；三步法甲烷水蒸气重整子系统可为高温电解水制氢子系统提供所需热能、高温水蒸气气源和还原气氛，而高温电解水制氢子系统产生的纯O2可直接用于三步法甲烷水蒸气重整子系统。本实用新型实现了太阳能热化学、电化学过程的协同耦合，可高效制得纯氢和优质合成气，将太阳能高效转化为碳氢和氢气燃料。 | ||
| 搜索关键词： | 电解水 三步法 甲烷水蒸气重整 制氢 热化学循环 耦合的 分频 聚光 燃料制备系统 太阳能热化学 本实用新型 电化学过程 高温水蒸气 高效太阳能 太阳能光谱 太阳能燃料 驱动 高效转化 光伏电池 还原气氛 氢气燃料 协同耦合 制备系统 重整反应 合成气 甲烷 纯氢 光谱 集热 气源 碳氢 太阳能 | ||
【主权项】：
1.一种电‑热化学循环耦合的太阳能燃料制备系统，其特征在于，包括：聚光分频子系统，对太阳能光谱进行聚光和分频，以形成第一光束和第二光束；三步法甲烷水蒸气重整子系统，包括：集热单元，将所述第一光束转化为热能；以及重整反应单元，包括：还原反应器，与所述集热单元热连接，作为氧载体MOz和甲烷反应生成碳氢燃料和氧载体MOx的容器；氧化反应器，作为水蒸气和氧载体MOx反应生成MOy和氢气的容器，以及再氧化反应器，作为氧载体MOy和氧气反应生成氧载体MOz的容器，其中所述还原反应器连接至氧化反应器以向氧化反应器输送MOx，所述氧化反应器连接至再氧化反应器以向再氧化反应器输送MOy，所述再氧化反应器连接至还原反应器以向还原反应器输送MOz；高温电解水制氢子系统，包括：光伏发电单元，将所述第二光束转化为电能；以及固体氧化物电解池，与所述光伏发电单元电连接，且与所述氧化反应器热连接，作为在氧化反应器传递的热量作用下对水蒸气进行电解制氢反应生成氢气燃料的容器；所述固体氧化物电解池还分别连接至所述再氧化反应器和氧化反应器，以向再氧化反应器输送氧气以及将氧化反应器输出的氢气和未反应的水蒸气的混合气通入固体氧化物电解池；以及换热子系统，分别与所述重整反应单元、固体氧化物电解池通过管道连接，对所述重整反应单元输出的碳氢燃料、氢气和未反应的水蒸气、以及所述固体氧化物电解池输出的氢气和未完全电解的水蒸气的热量进行回收。
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- 公开了将生物质转化为含氧的有机化合物的方法，其使用低成本和保护发酵操作的简化的合成气净化操作。本发明的方法通过非催化性地部分氧化来处理来自气化器的粗合成气。该部分氧化降低了合成气中的诸如甲烷、乙烯和乙炔的烃含量，从而为厌氧发酵提供有利的原料气来产生含氧的有机化合物，诸如乙醇、丙醇和丁醇。此外，部分氧化便于合成气进行任意额外的净化，所述净化可能为厌氧发酵所需。还公开了发生炉煤气和部分氧化方法。
- 生产乙炔和合成气的方法-201480004880.8
- M·威卡瑞;C·魏歇特;D·格罗斯施密德特;M·鲁斯;K·R·埃尔哈特;H·诺豪瑟尔;M·L·海斯 - 巴斯夫欧洲公司
- 2014-01-15 - 2017-07-14 - C01B3/36
- 本发明涉及一种通过用氧气部分氧化烃而生产乙炔和合成气的连续方法。使包含一种或多种烃的第一进料料流(1)和包含氧气的第二进料料流(2)以对应于小于或等于0.31的氧气数的第二进料料流(2)与第一进料料流(1)的质量流量比例混合，其中所述料流彼此分开地加热，‑并经由烧嘴砖(BR)供应到燃烧室(FR)，其中在所述燃烧室中进行烃的部分氧化，‑从而得到第一裂解气体料流Ig。本发明的特征在于‑使第一裂解气体料流Ig在预骤冷区域(H)中预冷到100‑1000℃的温度，从而得到第二裂解气体料流IIg，‑在固‑气分离设备(A)中使包含在第二裂解气体料流IIg中的50‑90％的固体从其中分离，从而得到固体料流If和第三裂解气体料流IIIg，‑通过在总骤冷区域(B)中注射水而使第三裂解气体料流IIIg冷却到80‑90℃，从而得到第四裂解气体料流IVg和第一工艺过程水料流Iliq，‑使第四裂解气体料流IVg在一个或多个洗涤装置(C，D)中进行精细分离固体，从而得到一个或多个工艺过程水料流IIliq、IIIliq和产物气体料流VIg，‑使工艺过程水料流Iliq、IIliq、IIIliq合并成合并工艺过程水料流IVliq，‑使合并工艺过程水料流IVliq部分作为料流Vliq再循环至总骤冷区域(B)，且另外的部分作为料流VIliq借助部分蒸发工艺过程进行清洁工艺过程，从而得到清洁工艺过程水料流VIIliq，‑使清洁工艺过程水料流VIIliq通过再冷却设备(F)冷却，部分作为料流VIIIliq再循环至该方法，且另外的部分作为料流IXliq排出。
- 一种荒焦炉煤气自热式部分氧化制取合成气的方法-201710046249.X
- 白添中 - 太原中宁烃转化工程有限公司;白添中
- 2017-01-22 - 2017-06-13 - C01B3/36
- 本发明涉及一种荒焦炉煤气自热式部分氧化制取合成气的方法，可把高温荒焦炉煤气中的甲烷、煤焦油、苯、萘等转化为有效气一氧化碳和氢。本发明具有工艺流程简单，节能环保的优点。
- 膜式水冷壁气化反应器中全馏分原油气化和发电的整合方法-201380015519.0
- O·R·克塞奥卢;J-P·巴拉盖 - 沙特阿拉伯石油公司
- 2013-03-22 - 2017-03-08 - C01B3/36
- 用于在膜式水冷壁气化反应器中部分氧化混有低成本细碎固体灰分产生材料的全馏分原油以产生合成气和任选通过使合成气经受水煤气变换反应产生更富氢的产品物流的整合方法。通过从热合成气回收显热值来产生过程蒸汽和电。
- 基于透氧膜的太阳能综合利用系统-201510079791.6
- 郝勇;王宏圣 - 中国科学院工程热物理研究所
- 2015-02-13 - 2017-01-18 - C01B3/36
- 本发明提供了一种基于透氧膜的太阳能综合利用系统。该太阳能综合利用系统包括聚光装置、双层反应套管和发电装置。其中，双层反应套管朝向聚光装置设置，包括外套管和透氧膜内套管，两者形成反应腔室和透氧腔室，反应腔室内通入反应气体，透氧腔室与反应腔室之间具有化学势差。其中，聚光装置聚焦太阳光提供热量，通入反应腔室的反应气体在该热量的作用下发生分解反应，该分解反应生成的氧气在化学势差的作用下透过透氧膜内套管进入透氧腔室，促使反应腔室内的分解反应正向进行，产生燃料，并向发电装置提供可燃气。本发明将低品位太阳能转换为高品位化学能，并利用该化学能进行发电，提高了能源利用效率。
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