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公开(公告)号：CN114314510B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202210113288.8
申请日：2022-01-29
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本公开提供了一种甲烷重整反应系统，包括：反应腔室、氢气分离腔室和二氧化碳分离腔室。反应腔室，用于甲烷与水蒸气发生甲烷重整反应；氢气分离腔室与反应腔室之间设置透氢膜，氢气分离腔室上设置第一出口，用于分离反应腔室中产生的氢气；二氧化碳分离腔室与反应腔室之间设置透二氧化碳膜，二氧化碳分离腔室上设置第二出口，用于分离反应腔室中产生的二氧化碳；其中，氢气分离腔室中氢气的化学势小于反应腔室中甲烷重整反应化学平衡状态下氢气的化学势；二氧化碳分离腔室中二氧化碳的化学势小于反应腔室中甲烷重整反应化学平衡状态下二氧化碳的化学势。
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公开(公告)号：CN108671927A
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201810408093.X
申请日：2018-04-28
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
CPC分类号： Y02P20/52 , B01J23/002 , B01J21/04 , B01J23/06 , B01J23/72 , B01J23/83 , B01J35/0006 , B01J37/04 , B01J37/08 , B01J2523/00 , C01B3/40 , B01J2523/17 , B01J2523/27 , B01J2523/31 , B01J2523/3706
摘要： 一种甲醇水蒸气重整制氢的复合催化剂及制备方法、制氢方法，其中，该催化剂按重量分数计包括：30～70％的类钙钛矿型复合金属氧化物、1.5～10.5％的ZnO、1.5～14％的Al2O3以及余量CuO；其中，所述类钙钛矿型复合金属氧化物的结构通式为A2BO4，其中A为稀土金属元素，B为过渡金属元素；利用高能球磨法将前述组分进行充分混合以制备该催化剂，通过该催化剂进行甲醇水蒸气重整制氢。本发明催化剂制备工艺条件温和可控，过程安全简单，可实施性高，且在制氢过程中，通过其各个组分的协调作用，使得该催化剂在较低的反应温度以及较宽的温度范围内具有较高的活性。
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公开(公告)号：CN108483396A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810529017.4
申请日：2018-05-29
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 一种电-热化学循环耦合的高效太阳能燃料制备系统及方法，该系统主要包括：聚光分频子系统、三步法甲烷水蒸气重整子系统、高温电解水制氢子系统；其中通过聚光分频子系统获取的第一太阳能光谱通过集热驱动三步法甲烷水蒸气重整子系统进行三步法甲烷水重整反应；而获取的第二光谱通过光伏电池驱动高温电解水制氢子系统进行电解水制H2反应；三步法甲烷水蒸气重整子系统可为高温电解水制氢子系统提供所需热能、高温水蒸气气源和还原气氛，而高温电解水制氢子系统产生的纯O2可直接用于三步法甲烷水蒸气重整子系统。本发明实现了太阳能热化学、电化学过程的协同耦合，可高效制得纯氢和优质合成气，将太阳能高效转化为碳氢和氢气燃料。
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公开(公告)号：CN107634697A
公开(公告)日：2018-01-26
申请号：CN201710989465.8
申请日：2017-10-20
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： H02S10/00 , H02S40/22 , H01M8/0612
摘要： 本公开提供了一种“热解耦”光伏热化学综合利用系统，包括：热化学反应装置、沿光路依次设置的聚光装置、分频装置和太阳能光伏-余热综合利用装置；聚光装置用于将太阳光汇聚至所述分频装置；分频装置用于根据太阳光波长的不同将太阳光分为第一光束和第二光束；太阳能光伏-余热综合利用装置用于将第一光束转化为电能与热能；热化学反应装置用于利用第二光束进行热化学反应，生成热化学反应产物。
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公开(公告)号：CN104724673B
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201510082834.6
申请日：2015-02-15
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
CPC分类号： Y02E60/36
摘要： 本发明公开了一种提高太阳能热化学燃料制取速度和效率的系统及方法，该系统包括聚光装置(a)、接触换热装置(b)、反应器(c)、氧气收集装置(d)、换热器(e)和气体分离收集装置(f)。本发明提供的提高太阳能热化学循环制取燃料速度和效率的系统及方法，与太阳能热化学等温法相比，都是致力于消除加热催化剂的能量损耗，但等温法的温度不变，氧化反应温度比双温法高，使还原后的氧化铈与H2O氧化反应时氧空位变化较小，不利于燃料产量。利用本发明，通水带来的催化剂主动降温，可以把反应器每个循环所需的时间大大缩短，同时与等温法相比每个循环产生更多的氢气，并且可以提高氧化步骤的反应速度，合理地利用了高温还原步热量，提高了太阳能燃料转换效率，避免了固-固换热器的使用，提升了反应器的机械性能。
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公开(公告)号：CN104163399B
公开(公告)日：2016-06-08
申请号：CN201410440172.0
申请日：2014-09-01
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： C01B3/04
CPC分类号： Y02E60/364
摘要： 本发明提供了一种透氧膜、透氢膜交替分解水制取氢气的装置。该装置包括：扁平状盒体，其内部分成若干个间隔排列的透氧腔室和透氢腔室；以及内管道，在各个透氧腔室和透氢腔室内延伸，相邻腔室的内管道通过外管道首尾相连，内管道和外管道共同构成连通的蛇形蒸汽通道，透氧腔室中的内管道由透氧膜制成，透氢腔室中的内管道由透氢膜制成，透氢腔室中内管道透氢膜内外两侧以及透氧腔室中内管道透氧膜内外两侧均具有化学势差，在化学势差的作用下，氧气透过透氧膜，氢气通过透氢膜，分别进入内管道和相应腔室内壁之间的区域。本发明中，蒸汽通路由透氧膜内管道和透氢膜内管道交替连接而成，水蒸汽分解率比通过单一透氧膜或者单一透氢膜时高很多。
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公开(公告)号：CN117623224A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311337073.5
申请日：2023-10-16
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明提供一种碳氢燃料原位脱碳制氢装置和方法，碳氢燃料原位脱碳制氢装置包括：第一反应组，包括依次连接的第一反应单元和第二反应单元；第二反应组，与第一反应组并联设置，第二反应组包括依次连接的第三反应单元和第四反应单元；第一产物出口管路，第一反应单元的产物出口和第三反应单元的产物出口均与第一产物出口管路连接；第二产物出口管路，第二反应单元的产物出口和第四反应单元的产物出口均与第二产物出口管路连接。利用两种不同的产物吸附剂，顺序分离产物中的氢气和二氧化碳，减小产物分离阻力，提高分离比例，降低分离能耗。同时可以同时实现高纯度氢气的制备和高浓度CO2的捕获。
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公开(公告)号：CN105737029B
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201610177682.2
申请日：2016-03-25
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明提供了一种太阳模拟器，其包括光源、光线张角修正装置、光强匀化装置和光线准直装置，光源形成的圆形光斑具有第一张角，具有第一张角的光线入射至光线张角修正装置，光线张角修正装置将其修正为近似平行光线。本发明的太阳模拟器，由光线张角修正装置对光线张角进行修正，提高了光线透过率和光线通过匀光部件和准直部件的效率；采用光线张角较大的光源，既可以提高光线拦截率，降低光源的光线损失，提高能源利用率，又不会导致光线通过匀光和准直部件时透过率的降低；准直部件采用线性菲涅尔透镜，成本低廉、安装调节简单快捷；可一机两用，可方便在准直式和碟式太阳模拟器之间转换，方便快捷，降低了使用成本。
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公开(公告)号：CN104649227A
公开(公告)日：2015-05-27
申请号：CN201510079791.6
申请日：2015-02-13
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： C01B3/36
CPC分类号： Y02P20/124 , Y02P20/126 , Y02P20/134
摘要： 本发明提供了一种基于透氧膜的太阳能综合利用系统。该太阳能综合利用系统包括：聚光装置、双层反应套管和发电装置。其中，双层反应套管朝向聚光装置设置，包括：外套管和透氧膜内套管，两者形成反应腔室和透氧腔室，反应腔室内通入反应气体，透氧腔室与反应腔室之间具有化学势差。其中，聚光装置聚焦太阳光提供热量，通入反应腔室的反应气体在该热量的作用下发生分解反应，该分解反应生成的氧气在化学势差的作用下透过透氧膜内套管进入透氧腔室，促使反应腔室内的分解反应正向进行，产生燃料，并向发电装置提供可燃气。本发明将低品位太阳能转换为高品位化学能，并利用该化学能进行发电，提高了能源利用效率。
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公开(公告)号：CN104445060A
公开(公告)日：2015-03-25
申请号：CN201410601570.6
申请日：2014-10-31
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： C01B3/02 , C07C29/151 , C07C31/04 , C10J1/20
CPC分类号： Y02P20/129
摘要： 本发明公开了一种高温能量综合利用方法。包括：将反应原料通入反应器中，在高温下通过两步法进行热化学反应；向生成的产物中加入碳氢化合物，利用化学反应进行余热余气回收利用，进一步增加燃料的热值的同时将燃料的温度降低到现有换热器技术有成熟解决方案的温度范围。本发明的高温综合利用方法能够将H2O和CO2分解为H2和CO，且如此产生的燃料在燃烧时净碳排放量为零。通过与化石能源互补，可实现两步法中余热余气合理利用，避免使用超高温换热器的同时可以实现甲醇-动力多联产，且从总体效果考虑，降低了单位燃料热值的碳排放，减少了对化石能源的依赖性。若对系统进行热量回收，可以进一步提高系统的效率，降低单位热值的碳排放量。
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