專利名稱：風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器的制作方法
風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明專利涉及一種風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器的整體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前溫室氣體特別是二氧化碳的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)排放已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的全球氣候惡化，兩極的冰蓋已經(jīng)加快消融，產(chǎn)生了諸如酷暑、嚴(yán)冬、大旱、大澇、暴風(fēng)雪等極端天氣以及海平面上升等嚴(yán)重威脅人類生存的問題。目前全球急需尋求保持碳氮氧生態(tài)平衡的良性循環(huán)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，用“等離子體二氧化碳分解制氧，還氧于大氣”是解決此類問題的高新技術(shù)之一。目前已有二氧化碳大量收集技術(shù)，但還沒有用二氧化碳快速分解制取氧氣并還氧于大氣的良策。西方和日本正在做二氧化碳制成干冰深埋海底的研究工作，但是卻倍受質(zhì)疑，因?yàn)楹苋菀椎卣鹨l(fā)二氧化碳瞬間大量釋放，造成更大的危險(xiǎn)。等離子體技術(shù)用于二氧化碳分解制氧的關(guān)鍵技術(shù)難題是積炭嚴(yán)重而無法連續(xù)操作，而且此技術(shù)應(yīng)用本身的較高耗能也是應(yīng)該權(quán)衡利弊的大問題。本發(fā)明“風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器”正是基于解決如此嚴(yán)峻的人類生存與發(fā)展問題并可以破解等離子體二氧化碳分解中的這兩項(xiàng)應(yīng)用難題而提出的。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免等離子體二氧化碳分解制氧嚴(yán)重積炭的問題，本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明專利提供一種射流進(jìn)料的設(shè)計(jì)技巧，通常等離子體二氧化碳分解產(chǎn)生的碳單質(zhì)以積炭的形式附著在反應(yīng)器內(nèi)壁、放電電極等處，采用二氧化碳工作氣體本身射流進(jìn)料的方式除去二氧化碳分解產(chǎn)生的積炭，可使等離子體二氧化碳放電分解反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，確保不會(huì)因積炭而電極短路，也不會(huì)因積炭而管道堵塞。本發(fā)明可以選用各種形式和型號的電極介質(zhì)阻擋式放電電極，尖端對尖端電極、尖端對平板電極、多尖端對平板電極、多尖端對筒形電極、多尖端旋轉(zhuǎn)電極對筒形電極、螺旋狀多尖端旋轉(zhuǎn)電極對筒形電極等，放電電極的尖端從一個(gè)直至每平方厘米千萬數(shù)量級個(gè)，電極所用材質(zhì)包括金屬、塑料鍍膜等所有導(dǎo)電材料。為了解決等離子體二氧化碳分解技術(shù)本身的較高能耗問題，本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明采用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合供電系統(tǒng)下的等離子體二氧化碳分解制取氧氣或者釋放氧氣、還氧于大氣的大、中、小型發(fā)生器，其中包括與等離子體發(fā)生器配套的高壓電源和反應(yīng)器。本發(fā)明可以用市電作為供電系統(tǒng)，也可以完全以風(fēng)力和太陽能清潔能源代替市電支撐等離子體二氧化碳分解技術(shù)，這是本發(fā)明的特征思路，可以圓滿解決較高能耗問題，符合可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略要求。為了解決等離子體二氧化碳一次反應(yīng)不完全的問題，本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明等離子體二氧化碳分解制取或釋放氧氣的大、中、小型發(fā)生器中采取級聯(lián)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)技巧反應(yīng)器中二氧化碳射流進(jìn)料放電反應(yīng)后，產(chǎn)物連同未完全反應(yīng)的二氧化碳先進(jìn)入分離系統(tǒng)，其中的碳單質(zhì)作為副產(chǎn)品直接回收；臭氧可以在紫外光照射下自然分解為氧氣；利用一氧化碳和剩余反應(yīng)物二氧化碳臨界性質(zhì)相差較大的條件，在加壓降溫時(shí)很容易分離。因此，一氧化碳既可以作為副產(chǎn)品被加壓降溫分離處理后直接回收；也可以與未反應(yīng)的二氧化碳被加壓后循環(huán)進(jìn)行二次或多次反應(yīng)，直至全部分解成碳單質(zhì)和氧氣。


結(jié)合附圖對本發(fā)明專利說明如下附圖是本發(fā)明專利風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器整體裝置示意圖。其中，I是風(fēng)力補(bǔ)償太陽能電源并可切換為市電供電系統(tǒng)，2是等離子體發(fā)生器的高壓電源(可以是直流、低頻、高頻、微波等)，3是二氧化碳?xì)庠矗?是二氧化碳初始進(jìn)料系統(tǒng)，5是二氧化碳等離子體反應(yīng)器，6是反應(yīng)器中的放電電極引出接地端，7是氣體分離器，8是氧氣檢測排放系統(tǒng)，9是二次反應(yīng)循環(huán)進(jìn)料系統(tǒng)，10是加壓系統(tǒng)，11是碳單質(zhì)回收系統(tǒng)，12是冷卻系統(tǒng)，13是二氧化碳射流進(jìn)料系統(tǒng)，14是二氧化碳等離子體反應(yīng)流出物排氣口，15是氣體循環(huán)系統(tǒng)，16是氣體分離器的進(jìn)料口，17是產(chǎn)物液化分1 出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明專利作進(jìn)一步說明。如附圖所示，標(biāo)號為I的系統(tǒng)表示本發(fā)明采的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電與太陽能光伏發(fā)電聯(lián)合供電系統(tǒng)，也可以切換用市電作為供電系統(tǒng)。系統(tǒng)I提供系統(tǒng)2所需的電源，系統(tǒng)2是與等離子體反應(yīng)器配套的高壓電源。系統(tǒng)3是二氧化碳?xì)怏w源，操作前，先將系統(tǒng)整體按照附圖順序連接，做好一端電極接地，如圖中6所示。操作時(shí)，先打開通道8，由系統(tǒng)3和4提供二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行初始進(jìn)料，使反應(yīng)器5內(nèi)充滿二氧化碳?xì)怏w。在系統(tǒng)I和系統(tǒng)2提供高壓電條件下進(jìn)行二氧化碳放電反應(yīng)，然后關(guān)閉初始進(jìn)料口 4，同時(shí)打開射流進(jìn)料口 13，射流輸入二氧化碳，以連續(xù)供氣并清除電極和反應(yīng)器壁上的積炭，此間根據(jù)不同的電極形式，可采用適當(dāng)方向的射流。反應(yīng)產(chǎn)物有3方面出口，氧氣出口 8可檢測氧氣純度，放空純凈氧氣，截留其它氣體返回反應(yīng)器5或氣體分離器7;出口 11是純碳單質(zhì)；出口 14是二氧化碳反應(yīng)流出物，包括一氧化碳、臭氧和未反應(yīng)的二氧化碳；反應(yīng)流出物和氧氣放空排氣口返回的氣體一同進(jìn)入循環(huán)泵15，經(jīng)入口 16被輸入氣體分離器7 ;在氣體分離器7中，在降溫系統(tǒng)12和加壓系統(tǒng)10控制臨界條件作用下，可使混合氣體液化后經(jīng)出口 17分離出來；或者關(guān)閉此功能系統(tǒng)，而是改用循環(huán)進(jìn)料系統(tǒng)9，返回反應(yīng)器進(jìn)行二次反應(yīng)，并可以數(shù)次循環(huán)級聯(lián)反應(yīng)，直至二氧化碳完全產(chǎn)生碳單質(zhì)和氧氣，實(shí)現(xiàn)還氧于大氣并回收利用碳單質(zhì)的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器設(shè)計(jì)技巧，其特征是風(fēng)力驅(qū)動(dòng)與太陽能光伏系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電的電力供給下的等離子體二氧化碳分解制取氧氣或者釋放氧氣、還氧于大氣的大、中、小型發(fā)生器，其中包括等離子體發(fā)生器中的高壓電源和反應(yīng)器，高壓電源可以使反應(yīng)器中的工作氣體產(chǎn)生直流、低頻、中頻、高頻或者微波等形式的等離子體，其供電系統(tǒng)可以在風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電系統(tǒng)間切換，也可以切換用市電。
2.一種等離子體二氧化碳制氧器設(shè)計(jì)技巧，其特征是等離子體二氧化碳分解大、中、小型發(fā)生器在二氧化碳分解制取或釋放氧氣的同時(shí)，還生成碳單質(zhì)、一氧化碳和臭氧中的一種或一種以上，均可作為副產(chǎn)品分別回收利用。
3.一種等離子體二氧化碳分解制取或釋放氧氣的大、中、小型發(fā)生器中采取射流進(jìn)料的設(shè)計(jì)技巧，其特征是通常等離子體二氧化碳分解產(chǎn)生的碳單質(zhì)以積炭的形式附著在反應(yīng)器內(nèi)壁、放電電極等處，采用二氧化碳工作氣體本身多方位射流進(jìn)料的方式除去二氧化碳分解產(chǎn)生的積炭，可使等離子體二氧化碳放電分解反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，確保不會(huì)因積炭而電極短路，也不會(huì)因積炭而管道堵塞。
4.一種等離子體二氧化碳分解制取或釋放氧氣的大、中、小型發(fā)生器的反應(yīng)器中采用射流進(jìn)料同時(shí)所采用的放電電極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技巧，其特征是所有形狀和型號的電極均可采用作為此種反應(yīng)器的放電電極，諸如介質(zhì)阻擋式放電電極，尖端對尖端電極、尖端對平板電極、多尖端對平板電極、多尖端對筒形電極、多尖端旋轉(zhuǎn)電極對筒形電極、螺旋狀多尖端旋轉(zhuǎn)電極對筒形電極等，放電電極的尖端從每平方厘米一個(gè)到十億個(gè)，電極所用材質(zhì)包括金屬、塑料鍍膜等所有導(dǎo)電材料。
5.一種等離子體二氧化碳分解制取或釋放氧氣的大、中、小型發(fā)生器中采取級聯(lián)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)技巧，其特征是一級反應(yīng)器中二氧化碳射流進(jìn)料放電反應(yīng)后，產(chǎn)物先進(jìn)入分離系統(tǒng)，其中的碳單質(zhì)作為副產(chǎn)品直接回收；臭氧可以在紫外光照射下自然分解為氧氣；利用一氧化碳和剩余反應(yīng)物二氧化碳臨界性質(zhì)相差較大的條件，在加壓降溫時(shí)很容易分離，因此一氧化碳既可以作為副產(chǎn)品被加壓降溫分離處理后直接回收，也可以與未反應(yīng)的二氧化碳被加壓后共同返回反應(yīng)器，如此循環(huán)反應(yīng)直至全部分解成碳單質(zhì)和氧氣。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“風(fēng)力補(bǔ)償太陽能供電的等離子體二氧化碳制氧器”，主要用于“快速處理溫室氣體二氧化碳，還氧于大氣，有效控制氣候變化”。本發(fā)明提供一種射流進(jìn)料的設(shè)計(jì)技巧，可以解決等離子體二氧化碳分解制氧時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重積炭而無法連續(xù)操作的問題；本發(fā)明還采用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電以及切換為市電的聯(lián)合供電系統(tǒng)支持二氧化碳等離子體分解制氧發(fā)生器裝置。
文檔編號C01B13/11GK102730644SQ20111008736
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者崔錦華 申請人:崔錦華