專利名稱：一種水汽放電裂解產氫還原二氧化碳制燃料的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于綠色有機燃料合成技術領域，尤其涉及一種水汽放電裂解產氫還原ニ 氧化碳制燃料的裝置及方法。
背景技術：
當今全球氣候系統(tǒng)的變曖已是無可置疑，IPCC報告認為，過去50年發(fā)生的氣候變化90%以上是以化石燃料燃燒為主的人類活動造成的。整個國際社會并未在利用(X)2為資源上有足夠的技術貯備，人們擔憂的是能源耗竭對人類造成的影響，世界各國正奮カ加緊新技術的開發(fā)カ度。捕捉、儲存、轉化和利用(X)2的新技木，建立新一代能源體系正引起了科學界的關注，甲烷、甲醇、甲酸、多糖類或氨基酸作為新的能源儲存形式，它們具有很大的優(yōu)勢，如甲醇是最簡單的液態(tài)氧化碳氫化合物，物化性質穩(wěn)定。比氫氣，水煤氣，天然氣等儲存，運輸起來更方便，更安全。作為燃料，甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酷、碳酸甲酯更清潔，更環(huán)保。目前由ニ氧化碳制有機燃料的方法有很多，如有利用ニ氧化碳與氫氣按比例混合后，先轉化為ー氧化碳，再與氫氣混合加壓經加熱、催化生成甲醇(CN 1157281)； 有在常壓、高空速的條件下使用催化劑催化其反應制甲烷(CN 1107078)有利用以離子液體為導電介質中的電化學反應裝置使氫氣還原ニ氧化碳還原生成甲醇等有機化合物(CN 101250711)，有在臨界條件下利用紫外激光束分解ニ氧化碳(US 7807025)。上述方法在一定程度上提出了由ニ氧化碳制有機燃料的方法，但都存在一些缺陷和不足?；瘜W合成法步驟繁瑣，條件苛刻，能耗大。催化法エ藝復雜，催化劑昂貴，且易中毒失去其活性。離子液體粘度大，傳質慢，轉化效率不理想，并且離子液體價格昂貴，很難實現(xiàn)大規(guī)模生產化。紫外光分解ニ氧化碳的過程中，臨界條件比較難控制，比如需要較高壓力(7. 38Mpa)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置及方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置包括ー個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管；所述的管狀反應裝置包括第一管狀石英玻璃/陶瓷、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極、第一管狀反應器、第一管狀金屬網(wǎng)接地極、高壓脈沖電源、第一進氣ロ、第一出氣ロ、第一壓カ緩沖球；第一管狀反應器內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)接地扱，第一管狀反應器內設有第一管狀石英玻璃/陶瓷、第一管狀金屬網(wǎng)放電正扱，第一管狀石英玻璃/陶瓷設在第一管狀反應器正中間，第一管狀反應器各個方向產生等量的自由基或氫原子，第一管狀石英玻璃/陶瓷內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)放電正扱，第一管狀反應器上設有第一出氣ロ、第一出氣ロ、第一壓カ緩沖球，高壓脈沖電源的正極穿過第一管狀反應器與第一管狀金屬網(wǎng)放電正極相連，高壓脈沖電源的負極穿過第一管狀反應器與第一管狀金屬網(wǎng)接地極相連。另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置包括ー個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管；所述的管狀反應裝置包括高壓脈沖電源、第二管狀反應器、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱、第二進氣ロ、第二出氣ロ、第二管狀石英玻璃/陶瓷、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極、第二壓カ緩沖球；第二管狀反應器內設有第二管狀石英玻璃/陶瓷、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱，第二管狀石英玻璃/陶瓷設在第二管狀反應器正中間，第二管狀反應器各個方向產生等量的自由基或氫原子，第二管狀石英玻璃/陶瓷內壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)放電正扱， 第二管狀石英玻璃/陶瓷外壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)接地扱，第二管狀反應器上設有第二進氣ロ、第二出氣ロ、第二壓カ緩沖球，高壓脈沖電源的正極穿過第二管狀反應器與第二管狀金屬網(wǎng)放電正極相連，高壓脈沖電源的負極穿過第二管狀反應器與第二管狀金屬網(wǎng)接地極相連。—種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ進入第一管狀反應器中，第一管狀反應器各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極接高壓脈沖電源的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地極接高壓脈沖電源的負極；啟動高壓脈沖電源提供電源，將電源電壓控制在0. 1 100kV，第一壓カ緩沖球自動調節(jié)第一管狀反應器內的壓カ至0. IMpa 3Mpa，溫度控制在 0°C 40°C ；開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極放電激活第一管狀反應器的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘， 其中T>0，從第一出氣ロ抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的一種或多種生成物的混合物。另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ進入第二管狀反應器中，第二管狀反應器各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極接高壓脈沖電源的正扱，第二管狀金屬網(wǎng)接地極接高壓脈沖電源的負極；啟動高壓脈沖電源提供電源，將電源電壓控制在 0. 1 100kV，第二壓カ緩沖球自動調節(jié)第二管狀反應器內的壓カ至0. IMpa 3Mpa，溫度控制在0°C 40°C;開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極放電激活第二管狀反應器的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應 T分鐘，其中T>0，從第二出氣ロ抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物， 測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的 ー種或多種生成物的混合物。所述的原子源或自由基源氣體為氫氣、水蒸氣或氫氣加水蒸氣；所述的反應氣體為ニ氧化碳、氮氣或ニ氧化碳加氮氣；其中，H2 =CO2的體積比為0. 1 3. 0，H2O =CO2的體積比為0. 1 3.0，所述的保護性氣體為氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、ニ氧化碳或氬氣。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明利用介質擋板放電氫原子發(fā)生器使氫氣產生的強還原性氫原子自由基，在常壓常溫下，將(X)2分子中高價態(tài)的C還原為低價態(tài)的有機分子。從而使(X)2以甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酷、碳酸甲酯的形式合成有機燃料，能克服上述各方法的不足，電能可以是來自ー些非穩(wěn)定的新能源，如風能、太陽能、潮汐能等。而等離子體反應器能耗低，能源利用率高，裝置簡易方便操作，綠色無污染。


圖1是ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置的結構示意圖； 圖2是ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置截面結構示意圖； 圖3是另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置的結構示意圖； 圖4是另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置截面結構示意圖中第一管狀石英玻璃/陶瓷1、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2、第一管狀反應器3、第一管狀金屬網(wǎng)接地極4、高壓脈沖電源5、第一進氣ロ 6、第一出氣ロ 7、第一壓カ緩沖球8、第 ニ管狀反應器9、第二管狀金屬網(wǎng)接地極10、第二進氣ロ 11、第二出氣ロ 12、第二管狀石英玻璃/陶瓷13、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14、第二壓カ緩沖球15。
具體實施例方式如圖1、2所示，一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置包括一個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管； 所述的管狀反應裝置包括第一管狀石英玻璃/陶瓷1、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2、第一管狀反應器3、第一管狀金屬網(wǎng)接地極4、高壓脈沖電源5、第一進氣ロ 6、第一出氣ロ 7、第一壓力緩沖球8 ；第一管狀反應器3內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)接地極4，第一管狀反應器3內設有第一管狀石英玻璃/陶瓷1、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2，第一管狀石英玻璃/陶瓷1 設在第一管狀反應器3正中間，第一管狀反應器3各個方向產生等量的自由基或氫原子，第一管狀石英玻璃/陶瓷1內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2，第一管狀反應器3上設有第一出氣ロ 6、第一出氣ロ 7、第一壓カ緩沖球8，高壓脈沖電源5的正極穿過第一管狀反應器3與第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2相連，高壓脈沖電源5的負極穿過第一管狀反應器3與第一管狀金屬網(wǎng)接地扱4相連。如圖3、4所示，另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置包括ー個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管；所述的管狀反應裝置包括高壓脈沖電源5、第二管狀反應器9、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱 10、第二進氣ロ 11、第二出氣ロ 12、第二管狀石英玻璃/陶瓷13、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極 14、第二壓カ緩沖球15 ；第二管狀反應器9內設有第二管狀石英玻璃/陶瓷13、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10，第二管狀石英玻璃/陶瓷13設在第二管狀反應器9正中間，第二管狀反應器9各個方向產生等量的自由基或氫原子，第二管狀石英玻璃 /陶瓷13內壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14，第二管狀石英玻璃/陶瓷13外壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)接地極10，第二管狀反應器9上設有第二進氣ロ 11、第二出氣ロ 12、第二壓カ緩沖球15，高壓脈沖電源5的正極穿過第二管狀反應器9與第二管狀金屬網(wǎng)放電正極 14相連，高壓脈沖電源5的負極穿過第二管狀反應器9與第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10相連。一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ 6進入第一管狀反應器3中，第一管狀反應器3各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2接高壓脈沖電源5的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地極4接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在0. 1 100kV，第一壓カ緩沖球8自動調節(jié)第一管狀反應器3內的壓カ至0. IMpa 3Mpa，溫度控制在0°C 40°C ；開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第一管狀反應器3的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第一出氣ロ 7抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器3取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ 11進入第二管狀反應器9中，第二管狀反應器9各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14接高壓脈沖電源5的正扱， 第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在0. 1 100kV，第二壓カ緩沖球15自動調節(jié)第二管狀反應器9內的壓カ至 0. IMpa 3Mpa，溫度控制在0°C 40°C ；開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第二管狀反應器9的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第二出氣ロ 12抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器9取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。所述的原子源或自由基源氣體為氫氣、水蒸氣或氫氣加水蒸氣；所述的反應氣體為ニ氧化碳、氮氣或ニ氧化碳加氮氣；其中，H2 =CO2的體積比為0. 1 3. 0，H2O =CO2的體積比為0. 1 3.0，所述的保護性氣體為氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、ニ氧化碳或氬氣。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明。實施例1
一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ 6進入第一管狀反應器3中，第一管狀反應器3各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2接高壓脈沖電源5的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地極4接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在0. lkV，第一壓カ緩沖球8自動調節(jié)第一管狀反應器3內的壓カ至3Mpa，溫度控制在 O0C ；開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第一管狀反應器3的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中τ>0，從第一出氣ロ 7抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器3取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。實施例2
一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ 6進入第一管狀反應器3中，第一管狀反應器3各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2接高壓脈沖電源5的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地扱4接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在100kV，第一壓カ緩沖球8自動調節(jié)第一管狀反應器3內的壓カ至0. IMpa，溫度控制在 40°C;開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第一管狀反應器3的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第一出氣ロ 7抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器3取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。實施例3
一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ 6進入第一管狀反應器3中，第一管狀反應器3各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2接高壓脈沖電源5的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地極4接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在45kV，第一壓カ緩沖球8自動調節(jié)第一管狀反應器3內的壓カ至2Mpa，溫度控制在 25°C;開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第一管狀反應器3的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第一出氣ロ 7抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器3取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。實施例4
另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ 11進入第二管狀反應器9中，第二管狀反應器9各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14接高壓脈沖電源5的正扱，第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在0. lkV，第二壓カ緩沖球15自動調節(jié)第二管狀反應器9內的壓カ至3Mpa，溫度控制在0°C ；開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第二管狀反應器9的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第二出氣ロ 12抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器9取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物， 測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的 ー種或多種生成物的混合物。實施例5
另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ 11進入第二管狀反應器9中，第二管狀反應器9各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14接高壓脈沖電源5的正扱，第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在100kV，第二壓カ緩沖球15自動調節(jié)第二管狀反應器9內的壓カ至0. IMpa，溫度控制在40°C ；開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第二管狀反應器9的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應 T分鐘，其中T>0，從第二出氣ロ 12抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器9 取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。實施例6
另ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法是原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ 11進入第二管狀反應器9中，第二管狀反應器9各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極14接高壓脈沖電源5的正扱，第二管狀金屬網(wǎng)接地扱10接高壓脈沖電源5的負極；啟動高壓脈沖電源5提供電源，將電源電壓控制在MkV，第二壓カ緩沖球15自動調節(jié)第二管狀反應器9內的壓カ至2Mpa，溫度控制在25°C ；開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極2放電激活第二管狀反應器9的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘， 其中T>0，從第二出氣ロ 12抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器9取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。上述幾個實施例中
所述的原子源或自由基源氣體為氫氣、水蒸氣或氫氣加水蒸氣；所述的反應氣體為ニ 氧化碳、氮氣或ニ氧化碳加氮氣；其中，H2 =CO2的體積比為0. 1 3. 0，H2O =CO2的體積比為 0. 1 3. 0，所述的保護性氣體為氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、ニ氧化碳或氬氣。實施例以氫氣和ニ氧化碳為反應物進行實驗，并在反應產物氣態(tài)中的物質進行了檢測鑒定，實驗條件及實驗結果如下在平均電壓為IOOkV的高壓脈沖電源下，初始氣體成分只含有ニ氧化碳和氫氣，初始氣體從進氣ロ進到介質擋板放電等離子體反應器進行還原反應后(與等離子體的氧化反應本質不同)，持續(xù)通電反應10h，出氣ロ抽取的氣體成分檢測結果顯示有甲醇生成。實施例以氫氣、氮氣和ニ氧化碳為反應物進行實驗，并在反應產物氣態(tài)中的物質進行了檢測鑒定，實驗條件及實驗結果如下在平均電壓為IOOkV的高壓脈沖電源下，初始氣體成分含有氫氣、氮氣和ニ氧化碳，初始氣體從進氣ロ進到介質擋板放電等離子體反應器進行還原反應后(與等離子體的氧化反應本質不同)，持續(xù)通電反應10h，出氣ロ抽取的氣體成分檢測結果顯示有氨基酸生成。實施例以氫氣、水蒸氣、氮氣和ニ氧化碳為反應物進行實驗，并在反應產物氣態(tài)中的物質進行了檢測鑒定，實驗條件及實驗結果如下在平均電壓為IOOkV的高壓脈沖電源下，初始氣體成分含有氫氣、水蒸氣、氮氣和ニ氧化碳，初始氣體從進氣ロ進到介質擋板放電等離子體反應器進行還原反應后(與等離子體的氧化反應本質不同)，持續(xù)通電反應10h， 出氣ロ抽取的氣體成分檢測結果顯示有碳酸甲酯生成。
權利要求
1.一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置，其特征在于包括ー個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管；所述的管狀反應裝置包括第一管狀石英玻璃/陶瓷(1)、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)、第一管狀反應器(3)、第一管狀金屬網(wǎng)接地極(4)、高壓脈沖電源(5)、第一進氣ロ(6)、第一出氣 ロ(7)、第一壓カ緩沖球(8)；第一管狀反應器(3)內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)接地極(4)， 第一管狀反應器(3)內設有第一管狀石英玻璃/陶瓷(1)、第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)，第一管狀石英玻璃/陶瓷(1)設在第一管狀反應器(3)正中間，第一管狀反應器(3)各個方向產生等量的自由基或氫原子，第一管狀石英玻璃/陶瓷(1)內壁上設有第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)，第一管狀反應器(3)上設有第一出氣ロ(6)、第一出氣ロ(7)、第一壓カ緩沖球 (8)，高壓脈沖電源(5)的正極穿過第一管狀反應器(3)與第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)相連，高壓脈沖電源(5)的負極穿過第一管狀反應器(3)與第一管狀金屬網(wǎng)接地極(4)相連。
2.一種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的裝置，其特征在于包括ー個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料裝置，其中電源分別供電，管狀反應裝置的進氣管路為氫氣、ニ氧化碳和水蒸氣的進氣管； 所述的管狀反應裝置包括高壓脈沖電源(5)、第二管狀反應器(9)、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱 (10)、第二進氣ロ(11)、第二出氣ロ(12)、第二管狀石英玻璃/陶瓷(13)、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(14)、第二壓カ緩沖球(15);第二管狀反應器(9)內設有第二管狀石英玻璃/陶瓷 (13)、第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(14)、第二管狀金屬網(wǎng)接地扱(10)，第二管狀石英玻璃/陶瓷(13)設在第二管狀反應器(9)正中間，第二管狀反應器(9)各個方向產生等量的自由基或氫原子，第二管狀石英玻璃/陶瓷(13)內壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(14)，第二管狀石英玻璃/陶瓷(13)外壁上設有第二管狀金屬網(wǎng)接地扱(10)，第二管狀反應器(9)上設有第二進氣ロ(11)、第二出氣ロ(12)、第二壓カ緩沖球(15)，高壓脈沖電源(5)的正極穿過第二管狀反應器(9)與第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(14)相連，高壓脈沖電源(5)的負極穿過第二管狀反應器(9)與第二管狀金屬網(wǎng)接地極(10)相連。
3.ー種使用如權利要求1所述裝置的水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法， 其特征在于原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第一進氣ロ(6)進入第一管狀反應器(3)中，第一管狀反應器(3)各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)接高壓脈沖電源(5)的正扱，第一管狀金屬網(wǎng)接地極(4)接高壓脈沖電源(5) 的負極；啟動高壓脈沖電源(5)提供電源，將電源電壓控制在0. 1 100kV，第一壓カ緩沖球(8)自動調節(jié)第一管狀反應器(3)內的壓カ至0. IMpa 3Mpa，溫度控制在0°C 40°C ； 開始反應后，第一管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)放電激活第一管狀反應器(3)的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第一出氣ロ(7)抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第一管狀反應器(3)取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的一種或多種生成物的混合物。
4.ー種使用如權利要求2所述裝置的水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法，其特征在于原子源或自由基源氣體和反應氣體按照體積比從第二進氣ロ(11)進入第二管狀反應器(9)中，第二管狀反應器(9)各個方向產生等量的自由基或氫原子，管狀同軸中心通入原子源或自由基源氣體并在電極軸中心向外輻射能增加氫原子的產率，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(14)接高壓脈沖電源(5)的正扱，第二管狀金屬網(wǎng)接地極(10)接高壓脈沖電源(5)的負極；啟動高壓脈沖電源(5)提供電源，將電源電壓控制在0. 1 100kV，第二壓カ 緩沖球(15)自動調節(jié)第二管狀反應器(9)內的壓カ至0. IMpa 3Mpa，溫度控制在0°C 40°C;開始反應后，第二管狀金屬網(wǎng)放電正極(2)放電激活第二管狀反應器(9)的原子源或自由基源物質分子，原子源或自由基源物質分子產生的氫原子與ニ氧化碳反應；反應T分鐘，其中T>0，從第二出氣ロ(12)抽取定量氣體生成物用于檢測，并從第二管狀反應器(9) 取定量液態(tài)生成物用于檢測制得有機燃料成分；通過現(xiàn)有技術檢測氣體生成物和液體生成物，測得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、單糖、多糖類、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的ー種或多種生成物的混合物。
5.根據(jù)權利要求3或權利要求4所述的ー種水汽放電裂解產氫還原ニ氧化碳制燃料的方法，其特征在于所述的原子源或自由基源氣體為氫氣、水蒸氣或氫氣加水蒸氣；所述的反應氣體為ニ氧化碳、氮氣或ニ氧化碳加氮氣；其中，H2 =CO2的體積比為0. 1 3. OjH2O CO2的體積比為0. 1 3. 0，所述的保護性氣體為氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、ニ氧化碳或氬氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水汽放電裂解產氫還原二氧化碳制燃料的裝置及方法?，F(xiàn)有裝置條件難控制，方法合成步驟繁瑣，條件苛刻，能耗大。本發(fā)明裝置包括一個或多個管狀反應裝置，多個管狀反應裝置串聯(lián)組成放大水汽放電裂解產氫還原二氧化碳制燃料裝置。本發(fā)明方法在使用裝置時，電源電壓控制在0.1～100kV，緩沖球自動調節(jié)球狀反應器內的壓力至0.1Mpa～3Mpa，溫度控制在0℃～40℃；管狀石英玻璃/陶瓷設在管狀反應器正中間，管狀反應器各個方向產生等量的自由基或氫原子。本發(fā)明將捕集到的溫室氣體二氧化碳通過電化學處理而轉化為易貯存、易運輸、清潔可再生綠色能源的成分，且方法簡單，轉化效果好，清潔無污染。
文檔編號C10L3/00GK102527309SQ20121001636
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者吳祖成, 廖文, 李興發(fā), 許偉, 鄒芳 申請人:浙江大學