【技术实现步骤摘要】
利用太阳能热化学循环制备CO的方法及装置
[0001]本专利技术涉及太阳能热化学制燃料以及CO2资源利用
，尤其涉及一种基于锰氧化物与碳酸钠，利用太阳能热化学循环制备CO的方法及装置。
技术介绍
[0002]目前，社会各领域以巨大的能源消耗为基础高速发展，这使得具有高能量密度的化石能源成为了我国能源体系的支柱。化石燃料虽奠基了我国近现代社会的发展脚步，但其大量开发与粗放利用导致的巨大二氧化碳(CO2)排放量，严重影响我国的可持续发展。面对这一严峻挑战，利用有效的技术手段将CO2转变为CO等高附加值燃料或化工产品，得到了广泛的研究与关注。
[0003]通过聚光装置将太阳能聚集为高温热能，用以驱动CO2裂解反应生成CO，不仅可以实现CO2资源化利用；同时还将不稳定、低能量密度的太阳能以稳定、高密度的CO燃料化学能储存，实现太阳能的稳定利用。然而，CO2热裂解为CO与O2的反应温度极高(＞3000℃)，难以实际应用。
[0004]太阳能热化学循环通过引入循环载氧体(多为金属氧化物)，并适当配置载氧体的氧化与还...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用太阳能热化学循环制备CO的方法，其特征在于，包括：步骤S1，将Mn2O3与Na2CO3纯物质按照化学计量比进行均匀混合，形成Mn2O3与Na2CO3的固相混合物；步骤S2，将太阳能聚集为第一预设温度范围内的高温热能，利用所述高温热能加热所述固相混合物至800～900℃，使Mn2O3与Na2CO3在常压下发生高温吸热反应，生成固相产物NaMnO2和气相混合产物CO2、CO和O2；步骤S3，将所述气相混合产物CO2、CO和O2冷却至40℃，通过变压吸附对气相混合物进行分离，分别获得CO2、CO和O2纯物质；步骤S4，将上述步骤S3获得的CO2与外界通入的CO2混合预热后，与所述固相产物NaMnO2进行充分换热，在300～500℃和常压下发生低温放热反应，重新生成Mn2O3与Na2CO3，并返回上述步骤S1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2，所述将太阳能聚集为第一预设温度范围内的高温热能，包括：利用聚光集热装置，将太阳能聚集为1000℃
±
10℃的高温热能。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4，所述外界通入的CO2是从空气中获得的或集中捕集的。4.一种利用太阳能热化学循环制备CO的装置，用于实现根据权利要求1～3中任一项所述的利用太阳能热化学循环制备CO的方法，其特征在于，所述装置包括：惰性吹扫气路(a)，包括顺次相连的第一球阀(101)、第一压力表(106)、第一减压阀(104)、第二压力表(107)、第一质量流量控制计(110)和第一止回阀(113)；CO2进气路(b)，包括顺次相连的第三球阀(103)、第三压力表(108)、第二减压阀(105)、第四压力表(109)、第二质量流量控制计(111)和第二止回阀(114)；反应与分离单元(c)，包括顺次相连的缓冲罐(115)、预热器(116)、反应器(119)、冷却器(123)、第四温度计(124)、第五球阀(125)、变压吸附单元(126)、第六球阀(127)、CO2储气罐(128)、第七球阀(129)和气体泵(130)，所述第一止回阀(113)与第二止回阀(114)汇聚并连接至所述缓冲罐(115)上游，所述气体泵(130)下游连接至所述预热器(116)；第一旁通路(d1)，与所述惰性吹扫气路(a)和CO2进气路(b)相连，其中，与所述惰性吹扫气路(a)的交点设置在第一球阀(101)与第一压力表(106)之间，与所述CO2进气路(b)的交点设置在第三球阀(103)与第三压力表(108)之间，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘启斌，焦钒，金红光，刘泰秀，陈晨，龙怡彪，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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