一种温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置及其应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置及其应用方法，所述装置包括反应釜、反应釜内置的燃料极腔室和管式固体氧化物电解池、所述燃料极腔室与管式固体氧化物电解池密封相连，所述管式固体氧化物电解池的外侧设置空气极腔室，所述反应釜内围绕着燃料极腔室和管式固体氧化物电解池四周布置环形保温材料。所述方法包括(1)将保护气内从室温逐渐加热至电解区工作温度，加热过程中将保护气循环通入反应釜内的燃料极腔室和空气极腔室；(2)空气极腔室压力稳定后，切换燃料极腔室入口气体为CO2/H2O/H2混合气体，待燃料极腔室压力稳定后，接通外电路电源；(3)通过空气极入口气体温度调控管式固体氧化物电解池化学反应区的温度，以优化燃料产率；所述空气极腔室/燃料极腔室入口流量比在10以上。

【技术实现步骤摘要】
一种温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置及其应用方法
本专利技术属于电化学
，具体涉及一种固体氧化物电解池二氧化碳转化装置，具体的说是涉及应用于一步合成甲烷或费托燃料的温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置及其应用方法。
技术介绍
伴随着人类社会的发展与科技的进步，能源的需求与日俱增。我国能源产能已具规模，但以传统煤炭等化石燃料为主的能源结构造成了雾霾、酸雨等环境污染问题，同时也造成了大量的CO2排放，未来的能源结构有待优化。可再生能源是未来能源结构的重要组成部分，2016年我国风光水三大可再生能源总装机容量达5.58亿千瓦，总发电量1.36万亿千万时，占总发电量的22％。《可再生能源发展“十三五”规划》中提出了2020年“可再生能源发电装机6.8亿千瓦，发电量1.9万亿千瓦时，占全部发电量的27％”的目标。然而，可再生能源具有地域性、间歇性的特点，其出力受到天气、季节、昼夜等因素的影响，难以保证稳定、持续的电能供应，这导致其难以大规模融入电网。2016年，我国“弃水、弃风、弃光”三弃电力总量近1100亿千瓦时，7.5％以上的可再生能源电力被弃置。为进一步提升可再生能源电力的利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置，其特征在于，包括反应釜、反应釜内置的燃料极腔室和管式固体氧化物电解池、所述燃料极腔室与管式固体氧化物电解池密封相连，所述管式固体氧化物电解池的外侧设置空气极腔室，所述反应釜内围绕着燃料极腔室和管式固体氧化物电解池四周布置环形保温材料。

【技术特征摘要】
1.一种温度自维持二氧化碳和水蒸汽共电解装置，其特征在于，包括反应釜、反应釜内置的燃料极腔室和管式固体氧化物电解池、所述燃料极腔室与管式固体氧化物电解池密封相连，所述管式固体氧化物电解池的外侧设置空气极腔室，所述反应釜内围绕着燃料极腔室和管式固体氧化物电解池四周布置环形保温材料。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气极腔室入口管道下部为盘管围绕在管式固体氧化物电解池周围，空气极腔室入口气体沿着入口管道从底部出口流出，再从底部向上通过空气极腔室，从出口管道排出。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管式固体氧化物电解池的内部为多孔燃料阴极，外部为多孔空气阳极，中间为致密的固体氧化物电解质，下部为电解区，在该区域发生共电解反应产生燃料气体；上部为化学反应区，在该区域燃料气体进一步合成目标烃类燃料。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管式固体氧化物电解池与燃料极腔室采用陶瓷胶密封，为保证密封的可靠性，让空气极腔室的压力不能低于燃料极腔室，两个腔室之间的压力差要保证在103Pa以下，最大不能超过5×104Pa。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃料极腔室入口管道和空气极腔室入口管道均为金属管道。燃料极腔室入口管道既作为入口管道，又作为燃料极集流导线；空气极腔室入口管道从反应釜上部的孔笔直引入至管式固体氧化物电解池外侧后，变为环绕着所述电解池的盘管。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应釜外壳与燃料极腔室出口管道和空气极腔室出口管道通过焊接连接密封；与燃料极腔室入口管道和反应釜设置的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：史翊翔，罗宇，蔡宁生，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11