[發明專利]一種氫原子發生器還原二氧化碳制有機燃料的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210016406.X
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102527310A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 吳祖成;鄒芳;廖文;李興發;許偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;C10L1/02;C10L3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于綠色有機燃料合成技術領域，尤其是一種氫原子發生器還原二氧化碳制有機燃料的裝置及方法。

背景技術

當今全球氣候系統的變暖已是無可置疑，IPCC報告認為，過去50年發生的氣候變化90%以上是以化石燃料燃燒為主的人類活動造成的。整個國際社會并未在利用CO₂為資源上有足夠的技術貯備，人們擔憂的是能源耗竭對人類造成的影響，世界各國正奮力加緊新技術的開發力度。捕捉、儲存、轉化和利用CO₂的新技術，建立新一代能源體系正引起了科學界的關注，甲烷、甲醇、甲酸、多糖類或氨基酸作為新的能源儲存形式，它們具有很大的優勢，如甲醇是最簡單的液態氧化碳氫化合物，物化性質穩定。比氫氣，水煤氣，天然氣等儲存，運輸起來更方便，更安全。作為燃料，甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯、碳酸甲酯更清潔，更環保。

目前由二氧化碳制有機燃料的方法有很多，如有利用二氧化碳與氫氣按比例混合后，先轉化為一氧化碳，再與氫氣混合加壓經加熱、催化生成甲醇(CN?1157281)；有在常壓、高空速的條件下使用催化劑催化其反應制甲烷(CN?1107078)有利用以離子液體為導電介質中的電化學反應裝置使氫氣還原二氧化碳還原生成甲醇等有機化合物(CN?101250711)，有在臨界條件下利用紫外激光束分解二氧化碳(US?7807025)。上述方法在一定程度上提出了由二氧化碳制有機燃料的方法，但都存在一些缺陷和不足。化學合成法步驟繁瑣，條件苛刻，能耗大。催化法工藝復雜，催化劑昂貴，且易中毒失去其活性。離子液體粘度大，傳質慢，轉化效率不理想，并且離子液體價格昂貴，很難實現規模化生產。紫外光分解二氧化碳的過程中，臨界條件比較難控制，比如需要較高壓力（7.38Mpa）。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氫原子發生器還原二氧化碳制有機燃料的裝置及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種氫原子發生器還原二氧化碳制有機燃料的裝置包括一個或多個球狀反應裝置，多個球狀反應裝置串聯組成放大氫原子發生器裝置，其中電源分別供電，球狀反應裝置的進氣管路為氫氣、二氧化碳和水蒸氣的進氣管；所述的球狀反應裝置包括高壓直流電源、第一進氣口、第一出氣口、第一密閉箱、球狀正極電暈極、球狀金屬網接地極、球狀反應器、第一中空金屬噴嘴、絕緣支撐棒、第一壓力緩沖球；第一密閉箱內設有第一進氣口、第一出氣口、球狀正極電暈極、球狀金屬網接地極、球狀反應器、第一中空金屬噴嘴、絕緣支撐棒、第一壓力緩沖球，球狀反應器內壁上設有球狀金屬網接地極，球狀反應器內設有球狀正極電暈極，球狀正極電暈極外壁上設有第一中空金屬噴嘴，絕緣支撐棒穿過球狀反應器、球狀金屬網接地極與球狀正極電暈極相連，絕緣支撐棒上設有第一進氣口，球狀反應器上設有第一出氣口、第一壓力緩沖球，高壓直流電源的正極穿過絕緣支撐棒與球狀正極電暈極相連，高壓直流電源的負極穿過第一出氣口與球狀金屬網接地極相連。

所述的第一中空金屬噴嘴在球狀正極電暈極的表面呈等角度、等間距均布。

另一種氫原子發生器還原二氧化碳制有機燃料的裝置包括一個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯組成放大氫原子發生器裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、二氧化碳和水蒸氣的進氣管；管狀反應裝置包括高壓直流電源、第二進氣口、第二出氣口、第二密閉箱、管狀正極電暈極、管狀金屬網接地極、管狀反應器、第二中空金屬噴嘴、第二壓力緩沖球；第二密閉箱內設有第二進氣口、第二出氣口、第二密閉箱、管狀正極電暈極、管狀金屬網接地極、管狀反應器、第二中空金屬噴嘴、第二壓力緩沖球，管狀反應器內壁上設有管狀金屬網接地極，管狀反應器內設有管狀正極電暈極，管狀正極電暈極外壁上設有第二中空金屬噴嘴，管狀反應器上設有第二進氣口、第二出氣口、第二壓力緩沖球，高壓直流電源的正極經第二進氣口與管狀正極電暈極相連，高壓直流電源的負極經第二出氣口與管狀金屬網接地極相連。

所述的第二中空金屬噴嘴在管狀正極電暈極的徑向呈等角度均布，而在軸向等間距或多螺旋結構分布。