[實用新型]一種空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202220524746.2
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN216864347U
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 盆洪民;董存庫;彭祺擘;楊寶惠;楊濤
• 申請（專利權）人: 天津航天機電設備研究所
• 主分類號: C25B9/23
• 分類號: C25B9/23;C25B1/02;C25B1/50;C25B15/08;C25B1/23
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權代理有限公司 12211
• 代理人: 蘇沖

本實用新型提供了一種空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)，包括催化裝置；催化裝置的二氧化碳進口與二氧化碳收集管線相連，入水口與水供給管線相連，氧氣排放口與氧氣收集管線相連，廢氣排放口與一氧化碳收集管線相連；水供給管線和氧氣收集管線之間連有第一連接管，第一連接管的一端與氧氣收集管線上的第一儲藏罐相連；二氧化碳收集管線和一氧化碳收集管線之間連有第二連接管，第二連接管的一端與一氧化碳收集管線上的膜分離器相連。本實用新型所述的空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)，采用一套裝置即可實現(xiàn)CO₂去除和O₂的再生，設備實現(xiàn)簡單，可靠性高；通過提高電化學催化裝置的布局，200mm³空間的催化裝置下，即可制出滿足2?3人所需的O₂量，節(jié)省空間。

技術領域

本實用新型涉及一種空氣再生原位資源處理系統(tǒng)，尤其是涉及一種空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)。

背景技術

隨著科技的進步，人類對空間的探索越來越深入，在進行無人深空探測的同時，各大航天強國相繼制定載人深空探測計劃。在載人月球探測和后續(xù)載人火星探測過程中，原位資源的有效利用成為任務開展的重要支撐。

對載人地外密閉空間來說，假設居住有2-3人，按照每人每天大約產(chǎn)生2.9kg的CO₂，消耗2.1kg的O₂。如果將呼出的CO₂能夠高效轉換為O₂用于人的呼吸，將大大減少密閉空間的能源消耗。

國際空間站和我國空間站采用再生生保技術，采用電解制氧系統(tǒng)利用循環(huán)水電解制氧，并在艙內對二氧化碳進行凈化，并與電解水產(chǎn)生的氫氣反應，用于產(chǎn)生氧氣。該方案需要兩套處理裝置，耗水量高且系統(tǒng)偏大，不便于在有限的密閉空間安置。NASA毅力號火星車上的名為“火星氧原位資源利用實驗(MOXIE)”的制氧儀器，近期在火星上制取了5.4克氧，但其需要在約800攝氏度的溫度下進行，技術復雜度和風險較高。

發(fā)明內容

有鑒于此，本實用新型旨在克服上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種集成度高、占地空間小、能源消耗低的空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)，包括用于二氧化碳還原制氧的催化裝置，所述催化裝置為電化學催化膜反應器；所述催化裝置的二氧化碳進口與二氧化碳收集管線相連，入水口與水供給管線相連，氧氣排放口與氧氣收集管線相連，廢氣排放口與一氧化碳收集管線相連；

所述水供給管線和氧氣收集管線之間連有第一連接管，所述第一連接管的一端與氧氣收集管線上的第一儲藏罐相連；所述二氧化碳收集管線和一氧化碳收集管線之間連有第二連接管，所述第二連接管的一端與一氧化碳收集管線上的膜分離器相連。

進一步地，所述二氧化碳收集管線包括與催化裝置順次連接的機械泵、壓力傳感器、第一流量控制器、第一電磁閥、第一過濾器和分子篩。

進一步地，所述水供給管線包括與催化裝置順次連接的第二流量控制器、第二電磁閥、蠕動泵和儲水箱。

進一步地，所述氧氣收集管線包括與催化裝置順次連接的第二過濾器、第一儲藏罐、第三過濾器、第三電磁閥、電化學裝置、第一截止閥、第二儲藏罐和第四電磁閥。

進一步地，所述一氧化碳收集管線包括與催化裝置順次連接的第四過濾器、加熱器、膜分離器、第五電磁閥、第三儲藏罐、第二截止閥和第六電磁閥。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)具有以下有益效果：

(1)本實用新型所述的一種空氣再生的原位資源利用系統(tǒng)，采用一套裝置即可實現(xiàn)O₂的再生，設備實現(xiàn)簡單，可靠性高。