【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甲醇制备，具体地说是一种利用风光绿电波动性减缓串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇盐析装置及方法。
技术介绍
1、二氧化碳转化为甲醇的方法主要包括催化加氢法、电化学还原法、光催化法和生物催化法，其中，电化学还原法是通过电化学反应将二氧化碳还原为甲醇。在现有的采用电化学还原法将二氧化碳转化为甲醇的技术中，随着反应的进行，阳极液中的离子如k+等和阴极附近产生的离子如等不断积累，当这些离子的浓度超过其溶解度极限时，就会发生盐沉淀。同时在电解过程中，较高的电压会导致副产物氢氧化物的形成，这些氢氧化物会与其他离子结合，进一步促进盐沉淀的发生。盐沉淀问题严重影响电解槽性能，会通过减少膜反应器的活性面积，导致水淹和阻碍气体输送，从而限制了电解槽的长期耐用性和工业适用性。
2、现有采用电化学还原法将二氧化碳转化为甲醇的技术中，并未提及解决盐沉淀问题的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用风光绿电波动性减缓串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置及方法，以解决上述现有技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供一种串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，包括co2电催化还原膜电极反应器、co电催化还原膜电极反应器、风光间歇可再生能源和控制系统，所述co2电催化还原膜电极反应器的输出端导通连接于co电催化还原膜电极反应器的输入端，co2电催化还原膜电极反应器和co电
4、优选地，所述控制系统包括能源监测模块、电压调节模块、离子浓度监测模块和占空比控制模块；利用能源监测模块实时监测风光间歇可再生能源的运行状况，利用电压调节模块实时调控co2电催化还原膜电极反应器和co电催化还原膜电极反应器的输入电压，利用离子浓度监测模块实时监测co2电催化还原膜电极反应器和co电催化还原膜电极反应器的阴极处盐离子的浓度，利用占空比控制模块控制电压的占空比。
5、优选地，所述co2电催化还原膜电极反应器的其中一个输入端导通连接第一蠕动泵，另一个输入端导通连接第一流量控制计，第一流量控制计的输入端导通连接第一阀门。
6、优选地，所述co2电催化还原膜电极反应器的其中一个输出端导通连接第一气液分离器，且第一气液分离器的输出端导通连接于第一蠕动泵的输入端。
7、优选地，所述co2电催化还原膜电极反应器的另一个输出端导通连接naoh溶液捕获阱，且naoh溶液捕获阱的输出端导通连接于co电催化还原膜电极反应器的其中一个输入端。
8、优选地，所述co电催化还原膜电极反应器的另一个输入端导通连接第二蠕动泵。
9、优选地，所述co电催化还原膜电极反应器的其中一个输出端导通连接第二气液分离器，且第二气液分离器的输出端导通连接于第二蠕动泵的输入端。
10、优选地，所述co电催化还原膜电极反应器的另一个输出端导通连接第二阀门，第二阀门的输出端导通连接第二流量控制计。
11、第二方面，本专利技术提供一种串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇方法，其包括步骤一，能源监测；步骤二，co2电还原生成co；步骤三，co传输与中间处理；步骤四，co电还原生成ch3oh；
12、上述步骤一中，利用控制系统实时监测风光间歇可再生能源的运行状况，并据此调控co2电催化还原膜电极反应器和co电催化还原膜电极反应器；
13、上述步骤二中，将co2通入co2电催化还原膜电极反应器的阴极端板入口，将koh溶液通入co2电催化还原膜电极反应器的阳极端板入口，在风光间歇可再生能源提供的电力作用下，进行电催化还原反应，使co2转化为co，同时，控制系统根据风光间歇可再生能源的波动情况调整电压和占空比，以控制co2电催化还原膜电极反应器阴极处盐离子浓度，防止盐沉淀；
14、上述步骤三中，将步骤一中生成的co通入naoh溶液捕获阱，去除其中的co2，得到纯净co；
15、上述步骤四中，将步骤三中得到的纯净co通入co电催化还原膜电极反应器的阴极端板入口，将khco3溶液通入co电催化还原膜电极反应器的阳极端板入口，在风光间歇可再生能源提供的电力作用下，进行电催化还原反应，使co转化为ch3oh，同时，控制系统根据风光间歇可再生能源的波动情况调整电压和占空比，以控制co电催化还原膜电极反应器阴极处盐离子浓度，防止盐沉淀。
16、优选地，所述步骤一中，所述步骤二和步骤四中，防止盐沉淀的具体步骤为：当风光间歇可再生能源输出功率高于阈值时，降低占空比以减少副产物氢氧化物形成和降低离子浓度；当风光间歇可再生能源输出功率低于阈值时，提高占空比以维持离子的输运。
17、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术采用风光间歇可再生能源作为电催化还原膜电极反应器的电力来源，利用可再生能源的波动性，通过控制系统控制电催化还原膜电极反应器体系内阴极处盐离子浓度，从而减缓盐析，以此提高电催化还原膜电极反应器的运行寿命。
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1.串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，包括CO2电催化还原膜电极反应器（1）、CO电催化还原膜电极反应器（2）、风光间歇可再生能源（3）和控制系统（4），其特征在于，所述CO2电催化还原膜电极反应器（1）的输出端导通连接于CO电催化还原膜电极反应器（2）的输入端，CO2电催化还原膜电极反应器（1）和CO电催化还原膜电极反应器（2）均与控制系统（4）电性连接，控制系统（4）与风光间歇可再生能源（3）电性连接。
2.根据权利要求1所述的串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，其特征在于，所述控制系统（4）包括能源监测模块（41）、电压调节模块（42）、离子浓度监测模块（43）和占空比控制模块（44），利用能源监测模块（41）实时监测风光间歇可再生能源（3）的运行状况，利用电压调节模块（42）实时调控CO2电催化还原膜电极反应器（1）和CO电催化还原膜电极反应器（2）的输入电压，利用离子浓度监测模块（43）实时监测CO2电催化还原膜电极反应器（1）和CO电催化还原膜电极反应器（2）的阴极处盐离子的浓度，利用占空比控制模块（44）控制电压的占空比。
<...【技术特征摘要】
1.串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，包括co2电催化还原膜电极反应器（1）、co电催化还原膜电极反应器（2）、风光间歇可再生能源（3）和控制系统（4），其特征在于，所述co2电催化还原膜电极反应器（1）的输出端导通连接于co电催化还原膜电极反应器（2）的输入端，co2电催化还原膜电极反应器（1）和co电催化还原膜电极反应器（2）均与控制系统（4）电性连接，控制系统（4）与风光间歇可再生能源（3）电性连接。
2.根据权利要求1所述的串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，其特征在于，所述控制系统（4）包括能源监测模块（41）、电压调节模块（42）、离子浓度监测模块（43）和占空比控制模块（44），利用能源监测模块（41）实时监测风光间歇可再生能源（3）的运行状况，利用电压调节模块（42）实时调控co2电催化还原膜电极反应器（1）和co电催化还原膜电极反应器（2）的输入电压，利用离子浓度监测模块（43）实时监测co2电催化还原膜电极反应器（1）和co电催化还原膜电极反应器（2）的阴极处盐离子的浓度，利用占空比控制模块（44）控制电压的占空比。
3.根据权利要求1所述的串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，其特征在于，所述co2电催化还原膜电极反应器（1）的其中一个输入端导通连接第一蠕动泵（11），另一个输入端导通连接第一流量控制计（12），第一流量控制计（12）的输入端导通连接第一阀门（13）。
4.根据权利要求3所述的串联膜电极反应器电催化还原二氧化碳制甲醇装置，其特征在于，所述co2电催化还原膜电极反应器（1）的其中一个输出端导通连接第一气液分离器（14），且第一气液分离器...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕洪坤，程军，章康，丁历威，侯成龙，李雪纯，徐洋，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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